Образовательная программа «Биотехнология и генетика растений»

Программа была ориентирована на знакомство обучающихся с современными проблемами, достижениями, методологией генетики и агробиотехнологии растений, возможностями применения знаний на практике, а так же на развитие творческих способностей учащихся.

Основной вызов, на который предстояло ответить обучающимся в рамках профильного модуля программы, связан
с необходимостью создания высокопродуктивного и устойчивого сельскохозяйственного производства при минимальном экологическом риске.

Участники программы были распределены на учебные группы с учетом их возраста и уровня подготовки. Программа включала три блока.

1 блок – теоретические занятия по молекулярной генетике и селекции растений (с элементами геномики), транскриптомике, метаболомике, биотехнологии растений (с элементами генной инженерии), экологии растений.

Темы лекций:
Молекулярные маркеры в генетике и селекции растений. Матвеева Т.В.
Введение в генетику. Тиходеев О.Н. 
Методы молекулярной генетики. Матвеенко А.Г.
Омиксные технологии. Андреева Е.А.
Геномная селекция. Андреева Е.А. 
Биотехнология растений. Лутова Л.А.
Метаболическая инженерия. Матвеева Т.В.
Геномика. Андреева Е.А.
Геномное редактирование. Творогова В.Е.
Симбиогенетика. Тихонович И.А. 
Безопасность в современной биотехнологии. Матвеева Т.В.
Генная инженерия – путь для познания и преобразования генома. Лутова Л.А. 
Клеточная инженерия – растительные клетки источник множества генотипов. Лутова Л.А. 

По итогам освоения теоретического блока участники прошли тестирование

2 блок – практические занятия, направленные на освоение методов генетики и биотехнологии растений.

Темы практических занятий:
Культуры клеток растений 
Методы выделения ДНК
ПЦР. Идентификация трансгена с помощью ПЦР 
Основы биоинформатики 
Метод рестрикции ДНК
Культивирование микроорганизмов 

3 блок – самостоятельная исследовательская работа по решению проектных задач. Проекты участники программы выбирали самостоятельно.

Темы проектов:

– Конструирование векторов для редактирования генома Pisum sativum
В рамках проекта участники сконструировали векторы для редактирования генома гороха с помощью системы CRSIPR/Cas9, используя методику клонирования Golden Gate и стандартные техники генной инженерии.

– Роль алкогольдегидрогеназы в устойчивости проростков риса к недостатку кислорода
Проект на анализ изменения изоферментного спектра фермента, его активности и анализ экспрессии генов, кодирующих фермент.

– Клонирование генов WOX и LEC Pisum sativum
Горох (Pisum sativum) – важная сельскохозяйственная культура, однако регенерация in vitro, необходимая для создании растений с модифицированным геномом, затруднена. На ряде модельных объектов было показано, что гены из групп WOX и LEC могут стимулировать регенерацию. В ходе проекта было выполнено клонирование гомологов этих генов у гороха в вектора системы MoClo для дальнейшего изучения их влияния на регенерацию.

– Анализ экспрессии генов из групп WOX и LEC в клеточных культурах Pisum sativum
Соматический эмбриогенез – один из видов регенерации в культуре in vitro, который заключается в образовании эмбрионоподобных структур из соматических клеток. У гороха были обнаружены генотипы, способные к формированию соматических эмбрионов, однако гены-участники этого процесса исследованы не были. В данном проекте с помощью ПЦР
в реальном времени была проведена сравнительная оценка уровней экспрессии генов из групп WOX и LEC, потенциальных регуляторов соматического эмбриогенеза, в эмбриогенных и неэмбриогенных каллусах гороха.

– Полиморфизм природного трансгена rolB/C-like у клюквы обыкновенной Vaccinium oxycoccos L
Клюква (Vaccinium oxycoccos L) – это растение, которое стало трансгенным в природе без участия человека. В рамках данного проекта бионформатическими методами был проведен поиск трансгенов, похожих на rolB/C-like клюквы среди различных групп живых организмов, а также были определены их филогенетические отношения. Молекулярно-генетическими методами была изучена изменчивость трансгена у растения.

– Гибридологический анализ антоциановой окраски у ржи
Проект был направлен на изучение одного из генов биосинтеза антоцианов у ржи. В ходе выполнения работы был проведен анализ картирующей популяции, созданной на основе двух инбредных линий с контрастным проявлением признака
с использованием методов классической и молекулярной генетики.

Результаты проектной работы обучающихся были представлены на итоговой конференции.

Рейтинг по итогам конкурсных испытаний
Результаты второго отборочного тура (Проходной балл для участия в собеседовании составил 11 баллов).
Список участников второго отборочного тура (Для приглашения к участию во втором отборочном туре необходимо было иметь прогресс в учебно-отборочном курсе не менее 80% и набрать на дистанционном тестировании не менее 19 баллов.)
Решения заданий дистанционного тестирования

К участию в конкурсном отборе приглашаются учащиеся 8–10-х классов (на март 2025 года). 

Отбор участников осуществляется в три этапа. Первый этап — дистанционный учебно-отборочный курс на платформе «Сириус.Курсы» и дистанционное тестирование. Второй этап — решение практической задачи. Третий этап — итоговое собеседование.

С 10 марта по 12 апреля 2025 года для зарегистрировавшихся школьников будет организован дистанционный учебно-отборочный курс. Информация о курсе размещается в личном кабинете участника после его регистрации.

Дистанционное тестирование с целью отбора на второй этап будет проведено 12 апреля 2025 года.

Список школьников, допущенных к участию во втором отборочном туре, будет опубликован не позднее 16 апреля 2025 года.

В срок до 4 мая 2025 года участникам конкурсного отбора необходимо загрузить в заявку решение практической задачи, предложенной руководителем программы.

По итогам оценки выполнения практической задачи формируется список участников, прошедших на индивидуальное собеседование с преподавателями Программы.
Список школьников, приглашенных на индивидуальное собеседование, будет опубликован не позднее 21 мая 2025 года.

Собеседования с кандидатами на участие в Программе будут проведены в период с 22 мая по 1 июня 2025 года.

Список участников образовательной программы будет опубликован не позднее 3 июня 2025 года. 

К участию в образовательной программе не допускаются участники образовательных программ Образовательного центра «Сириус»:
– Образовательная программа «Агробиология и генетика растений»;
– Образовательная программа «Биотехнология и генетика растений»;
– Сентябрьская образовательная программа по биологии 2024 года;
– Мартовская образовательная программа по биологии 2025 года.

Информационный плакат для доски объявлений

Положение об образовательной программе «Биотехнология и генетика растений»
Образовательного центра «Сириус»

1. Общие положения
1.1. Настоящее Положение определяет порядок организации и проведения образовательной программы «Биотехнология и генетика растений» Образовательного Фонда «Талант и успех» (далее — Фонд), её методическое и финансовое обеспечение.

1.2. Образовательная программа «Биотехнология и генетика растений» проводится в Образовательном центре «Сириус» (далее — образовательная программа, Программа) с 1 по 24 сентября 2025 года.

1.3. К участию в образовательной программе приглашаются учащиеся 9–11-х классов (сентябрь 2025 года) из образовательных организаций всех субъектов Российской Федерации и стран Содружества Независимых Государств (далее — СНГ), а также Республики Абхазия и Республики Южная Осетия.

Регион образовательной организации участника учитывается на момент фактического проведения образовательной программы.

1.4. К участию в образовательной программе допускаются школьники, являющиеся гражданами Российской Федерации и стран СНГ, а также Республики Абхазия и Республики Южная Осетия.

Конкурсный отбор и преподавание учебных дисциплин в рамках образовательной программы осуществляется на русском языке.

1.5. Общее количество участников образовательной программы: не более 60 человек. Дополнительно не более 5 мест предоставляется для школьников из стран СНГ, а также Республики Абхазия и Республики Южная Осетия.

1.6. Школьник может принять участие не более чем в одной программе по направлению «Наука» в течение учебного года (с июля текущего года по июнь следующего года), а суммарное количество программ в течение всего периода обучения в общеобразовательной организации не может превышать пяти. Ограничения не распространяются на установочные сборы (школы) членов и кандидатов в национальные команды школьников (по профилям математика, информатика, физика, химия, биология, астрономия и астрофизика), а также июльскую научно-технологическую программу «Большие вызовы». Не допускается участие в двух образовательных программах направления «Наука», идущих подряд, включая программу «Большие вызовы».

1.7. В связи с целостностью и содержательной логикой образовательной программы, интенсивным режимом занятий и объёмом академической нагрузки, рассчитанной на весь период пребывания обучающихся в Образовательном центре «Сириус», не допускается участие школьников в отдельных мероприятиях или части образовательной программы: исключены заезды и выезды школьников вне сроков, установленных Фондом.

1.8. В случае обнаружения недостоверных сведений в заявке на образовательную программу (в т.ч. класса обучения) участник может быть исключен из конкурсного отбора или образовательной программы.

1.9. В случае нарушений правил пребывания в Образовательном центре «Сириус» или требований настоящего Положения участник образовательной программы может быть отчислен с неё.

1.10. Школьник, независимо от результатов конкурсного отбора, может быть отчислен с Программы в случае, если им не усваиваются материалы образовательной программы.

2. Цели и задачи образовательной программы
2.1. Цели образовательной программы:
– Раннее выявление, развитие и дальнейшая профессиональная поддержка детей, проявивших выдающиеся способности в области естественнонаучных дисциплин, а также добившихся успеха в техническом творчестве.
– Обеспечение школьникам, проявившим свой талант на федеральном уровне, возможности получения опыта участия в современных научных исследованиях, передовых технологических проектах, а также возможности знакомства с деятельностью развитых индустриальных компаний и научных институтов, взаимодействия с их сотрудниками.

2.2. Задачи образовательной программы:
– Вовлечение участников программы в научное и/или техническое творчество для решения актуальных задач современной науки, технологической сферы, промышленности и т.п.;
– Ознакомление участников программы с элементами научных теорий по профилю программы;
– Расширение кругозора участников программы в спектре естественных наук и их приложений;
– Повышение мотивации участников к текущим занятиям в рамках программы и дальнейшим занятиям вне рамок программы;
– Вовлечение участников в систему обучения и сопровождения Сириуса, действующую вне рамок программы;
– Ориентирование участников программы на дальнейшее поступление в ведущие вузы России на специальности, важные с точки зрения Стратегии научно-технологического развития страны;
– Ориентирование участников программы на продолжение научной и/или инженерной карьеры в России

3. Порядок отбора участников образовательной программы
3.1. Отбор участников образовательной программы осуществляется на основании требований, изложенных в настоящем Положении, а также Порядка отбора школьников на профильные программы Фонда по направлению «Наука».

3.2. К участию в конкурсном отборе приглашаются учащиеся 8–10-х классов (на март 2025 года). 

3.3. Для участия в конкурсном отборе необходимо пройти регистрацию на сайте Образовательного центра «Сириус».

Регистрация будет открыта до 30 марта 2025 года.

3.4. Отбор участников осуществляется в три этапа. Первый этап — дистанционный учебно-отборочный курс на платформе «Сириус.Курсы» и дистанционное тестирование. Второй этап — решение практической задачи. Третий этап — итоговое собеседование.

3.5. С 10 марта по 12 апреля 2025 года для зарегистрировавшихся школьников будет организован дистанционный учебно-отборочный курс. Информация о курсе размещается в личном кабинете участника после его регистрации.

3.6. В рамках дистанционного учебно-отборочного курса оценивается успешность освоения учебного материала, а также результат, показанный на обязательном дистанционном тестировании. Дистанционное тестирование с целью отбора на второй этап будет проведено 12 апреля 2025 года.

3.7. Список школьников, допущенных к участию во втором отборочном туре, будет опубликован на сайте Образовательного центра «Сириус» не позднее 16 апреля 2025 года.

3.7.1. В срок до 4 мая 2025 года участникам конкурсного отбора необходимо загрузить в заявку решение практической задачи, предложенной руководителем программы.

3.7.2. По итогам оценки выполнения практической задачи формируется список участников, прошедших на индивидуальное собеседование с преподавателями Программы.

3.7.3. Список школьников, приглашенных на индивидуальное собеседование, будет опубликован не позднее 21 мая 2025 года.

3.7.4. Собеседования с кандидатами на участие в Программе будут проведены в период с 22 мая по 1 июня 2025 года.

3.8. Отбор участников образовательной программы осуществляется на основании нормированной суммы баллов, полученных за выполнение практической задачи, предложенной руководителем программы, и собеседования.

3.9. К участию в образовательной программе не допускаются участники образовательных программ Образовательного центра «Сириус»:
– Образовательная программа «Агробиология и генетика растений»;
– Образовательная программа «Биотехнология и генетика растений»;
– Сентябрьская образовательная программа по биологии 2024 года;
– Мартовская образовательная программа по биологии 2025 года.

3.10. В образовательной программе могут принять участие не более 10 школьников от одного субъекта Российской Федерации.

3.11. Список участников образовательной программы будет опубликован на сайте Образовательного центра «Сириус» не позднее 3 июня 2025 года. 

3.12. Учащиеся, отказавшиеся от участия в образовательной программе, могут быть заменены на следующих за ними по рейтингу школьников. Внесение изменений в список участников программы происходит до 15 августа 2025 года.

4. Аннотация образовательной программы
Образовательная программа ориентирована на ознакомление учащихся с современными проблемами, достижениями, методологией генетики и агробиотехнологии растений, возможностями применения знаний на практике, развитие творческих способностей учащихся.

Основная цель программы — сформировать у учащихся представление о возможности и необходимости вывести селекцию растений как способ целенаправленного формирования у растений нужных адаптаций и признаков на уровень требований и возможностей «постгеномной эры», что формулируется как «селекция следующего поколения — next generation breeding NGB». Основные вызовы, на которые предстоит ответить генетикам, — это необходимость создания высокопродуктивного и устойчивого сельскохозяйственного производства с минимальным экологическим риском.

Программа будет состоять из двух блоков.
Первый блок: теоретические занятия по молекулярной генетике и селекции растений (с элементами геномики), транскриптомике, метаболомике, биотехнологии растений (с элементами генной инженерии), экологии растений, а также практические занятия, направленные на освоение некоторых методов генетики и биотехнологии растений.

Изучаемые темы предполагают наличие у участников образовательной программы глубоких знаний школьных курсов биологии и химии.

Второй блок: самостоятельная исследовательская работа участников образовательной программы.

Участники образовательной программы будут разделены на учебные группы с учетом их возраста и уровня подготовки.

Обучение участников образовательной программы будет проходить в рамках трех учебных циклов по 5–6 дней. Объем учебных занятий в каждом цикле: 30 аудиторных часов.

5. Финансирование образовательной программы
Оплата проезда по территории Российской Федерации, пребывания и питания обучающихся образовательной программы осуществляется за счёт средств Образовательного Фонда «Талант и успех».