Развитие биотехнологий в Алтайском крае

В прошлом году Правительством РФ была утверждена Комплексная программа развития биотехнологий в РФ на период до 2020 года. Ее цель – вывести Россию на лидирующие позиции в области биотехнологий, создать конкурентоспособный на мировом уровне сектор биоэкономики, который наряду с наноиндустрией и IT должен стать основой построения постиндустриальной экономики.

В эту программу вошел и Алтайский край. В мае 2013-го года на заседании Совета Администрации был одобрен проект региональной программы «Развитие биотехнологий в Алтайском крае на 2014-2020 гг.». Активным ее участником стал Алтайский государственный университет (АлтГУ). Исследования в университете ведутся в тесном взаимодействии с РАН. В июле этого года было подписано соглашение о создании Алтайского центра прикладной биотехнологии Алтайского государственного университета и Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН. Его подписали председатель СО РАН, академик Александр Асеев, руководитель делегации, и ректор АлтГУ Сергей Землюков. В состав Центра вошли Лаборатория биоинженерии, ранее созданная совместно с ИХБиФМ СО РАН, Лаборатория биотехнологии растений АлтГУ и межфакультетская кафедра физико-химической биологии и биотехнологии АлтГУ.

Лаборатория биотехнологии растений, созданная в АлтГУ, занимается научно-исследовательской деятельностью по сохранению и воспроизводству редких растений, разрабатывает методы создания селекционного материала, усовершенствует способы размножения растений и многое другое. На достигнутых результатах хотелось бы остановиться подробнее. Они наглядно показывают, насколько важны биотехнологии для реального сектора экономики, как они способствуют решению самых разных задач – сельскохозяйственных, продовольственных, экологических, фармацевтических.

Ученые АлтГУ разработали технологии микроклонального размножения таких ценных лекарственных растений, как красный корень и радиола розовая. Они произрастают в горах Алтая, но, по мнению биологов, в ближайшие пять - десять лет из-за активного использования, могут исчезнуть в природе. Чтобы не потерять источники ценного лекарственного сырья, в АлтГУ разработали технологии выращивания лекарственных культур в лабораторных условиях. Небольшие части растений помещают на агаровые среды, а затем высаживают на гидропонику, где их выращивают, в конце концов акклиматизируют, то есть доращивают на почвенном субстрате.

Главное преимущество предложенного метода в том, что он позволяет производить полноценный посадочный материал редких лекарственных растений, у которых затруднено семенное размножение в искусственных условиях в значительных количествах.

Еще одно преимущество рассматриваемого метода размножения – независимость от природных и климатических условий. В лаборатории можно выращивать культуру не только в течение всего года, но и к определенному сроку, регулируя при этом количество экологически чистых растений.

Все эти возможности появились у биотехнологов университета благодаря новому современному оборудованию, полученному в рамках выполнения финансируемой Программы Стратегического развития, и поднявшего лабораторию на новый уровень.

Именно благодаря этому потенциалу Лаборатория АлтГУ в сотрудничестве с селекционерами Алтайского научно-исследовательского института сельского хозяйства работает над выведением более устойчивых к погодным условиям и урожайных сортов зерновых культур.

Сегодня большинство ученых-селекционеров сходятся во мнении, что в каждой почвенно-климатической зоне, - и Алтайский край здесь не исключение, - должны использоваться одновременно взаимодополняющие сорта пшеницы разных групп спелости: среднеранние, среднеспелые и среднепоздние. Но выведение нового сорта методами классической селекции – высокозатратный и долгий процесс, занимающий, как правило, от 10 до 15 лет. Поэтому во всём мире в селекционных программах все шире используются методы экспериментальной гаплоидии, которые позволяют быстро создать гомозиготные дигаплоидные линии на основе гибридов ранних поколений. Эти методы значительно ускоряют селекционный процесс, а полученный материал соответствует международным требованиям по однородности и стабильности.

В Лаборатории биотехнологии растений АлтГУ отрабатываются способы получения дигаплоидных линий мягкой пшеницы на основе двух методов: культуры пыльников и эмбриокультуры. Сейчас ученые университета работают с десятками форм озимой и яровой мягкой пшеницы, сортами твердой пшеницы и тритикале (это пшенично-ржаной гибрид). А при условии круглогодичного получения материала пыльников АлтГУ готов разрабатывать для селекционеров несколько сотен линий ежегодно.

Лаборатория биотехнологии растений Алтайского госуниверситета успешно работает в направлении микроклонального размножения картофеля, позволяющего получить семенной материал принципиально более высоких качественных характеристик.

Это направление работы ученых АлтГУ стало актуальным и в связи с тем, что в 2012 году, по данным Россельхознадзора по Алтайскому краю, на территорию региона был ввезен из Казахстана семенной картофель, пораженный бурой гнилью – одной из опаснейших болезней данной культуры. Решить эту проблему, по мнению специалистов, можно, купив здоровый посадочный материал, – его и получают с использованием методов биотехнологии. В данном случае ученые университета занимаются не выведением нового сорта картофеля, а освобождают известные сорта от всех вредителей и болезней.

Лаборатория АлтГУ занимается и разработкой биотехнологии садовых культур. По этому направлению работы она сотрудничает с Научно-исследовательским институтом садоводства Сибири имени М.А. Лисавенко. Так, в 2013 году микроклонально были размножены и переданы для закладки маточных насаждений селекционерам института саженцы с закрытой корневой системой сирени, ириса сибирского и ириса мечевидного, земляники. А с Ботаническим садом-институтом Уфимского научного центра РАН  – Любисток лекарственный. С Центральным сибирским ботаническим садом г.Новосибирска Лаборатория работает по мелколуковичным растениям, таким медленно размножающимся видам, как пушкиния и хеонадокса, а с Институтом биологии Уфимского центра РАН отрабатывает способы получения дигаплоидных линий пшеницы на основе метода культуры пыльников.

Помимо этого Лаборатория биотехнологии растений АлтГУ на основании договора сотрудничает с коллегами из Приднестровского государственного университета им. Т.Г. Шевченко (Приднестровской Молдавской Республики), Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока Россельхозакадемии (г. Саратов), Саратовского аграрного университета им. Н.И. Вавилова.

Научные результаты, полученные в лаборатории, активно внедряются в учебный процесс университета. В частности, проводятся практические занятия по дисциплинам «Основы биотехнологии» у бакалавров и  «Биотехнология растений» у магистрантов. Магистранты изучают влияние на культуру тканей стимуляторов растительного происхождения, полученных на химическом факультете, отрабатывают элементы микроклонального размножения растений, определяют содержание биологически активных веществ у лекарственных растений в культуре in vitro, осваивают методики приготовления гистологических препаратов, участвуют в научных программах и хоздоговорных проектах.

Разработанные Лабораторией биотехнологии растений АлтГУ проекты были включены в краевую программу «Развитие биотехнологий в Алтайском крае на 2014-2020 годы»: «Разработка биотехнологий создания селекционного материала пшеницы для Алтайского края», «Разработка биотехнологий для сохранения и воспроизводства лекарственных растительных ресурсов, редких, и исчезающих видов растений in vitro». В связи с этим в Минпромторг РФ направлен тизер проекта «Создание Алтайского научно-производственного комбината биотехнологии растений «Зелёная биотехнология». 

Одна из основных задач Алтайского центра прикладной биотехнологии – это развитие не только его научно-технического потенциала, но и производственного. И, как следствие этого – получение здорового посадочного материала овощных, лекарственных, плодово-ягодных, декоративных и лесных культур на основе биотехнологий, разведение отечественных сортов зерновых и других ценных сельскохозяйственных культур.

Ссылка на оригинал статьи