Для того чтобы у нас с вами на столе было больше свежих и вкусных продуктов, учёные ведут исследования и выясняют, как увеличить урожайность, создать более экологичные формы сельского хозяйства и безвирусные образцы плодовых культур. Благодаря национальному проекту «Наука и университеты» они ведут прорывные разработки в этой области.
Клонирование ежевики и винограда
Крымские учёные начали проводить анализ генетической однородности посадочного материала, полученного в условиях in vitro («в пробирке»). Это позволит отбраковывать растения-мутанты и получать высококачественные однородные клоны.
Клонирование — один из основных способов коммерческого размножения растений во всём мире. Главным его достоинством является то, что в результате получаются однородные растения. Однако при массовом применении технологии есть риск возникновения генетических изменений — мутаций. В итоге клон будет отличаться от растения-оригинала. Всё это может привести к потере исходных качеств и свойств. Как следствие — к убыткам и даже вырождению сельскохозяйственной культуры.
«Есть такие понятия, как фенотип (совокупность всех признаков и свойств растения) и генотип (совокупность всех генов, определяющих развитие этих признаков и свойств), — рассказывает заведующий лабораторией микроклонального размножения растений Крымского федерального университета Лавр Крюков. — Очень часто однородность определяют по фенотипу: все листья одинаковой формы, ягоды — с одинаковым вкусом и т. д. Однако генотип при этом может меняться. Пусть незначительно, без внешних проявлений, но меняться. И со временем, когда изменений накопится достаточно, настанут и внешние проявления. Таким образом, молекулярно-генетический анализ позволяет отследить изменения генотипа, предотвратить распространение „мутантов“, а также определить причины и условия их появления. Следующим нашим шагом станет генетическая паспортизация сортов, которая позволит контролировать их коммерческое распространение и защитить правообладателей».
Несколько лет назад Лавр Крюков работал в Нижегородском ботаническом саду, где занимался микроклонированием растений, расширением коллекции образцов и различными исследованиями мировой флоры. Среди открытий молодого учёного — обнаружение в орхидеях активных веществ, способных помочь в лечении рака. Исследования в лаборатории Крымского федерального университета, которые проводятся под его руководством, финансируются мегагрантом Правительства РФ. Учёные работают с такими культурами, как земляника, ежевика и виноград. На данный момент в лаборатории насчитывается около 25 тысяч растений.
Мегагранты — это программа международного сотрудничества российских вузов и научных организаций с учёными мирового уровня и ведущими зарубежными научно-образовательными центрами в сферах науки, образования и инноваций. С недавнего времени она финансируется национальным проектом «Наука и университеты».
Чтобы продукты всегда были свежими
Урбанизация, ухудшение экологии и рост промышленности вытесняют сельскохозяйственные фермы далеко за пределы городов. Из-за этого овощи и фрукты много времени проводят в пути, преодолевая сотни, а порой и тысячи километров, прежде чем попасть к нам на стол. Для многих видов плодовых культур в этом нет ничего страшного, но зелень (например, базилик, петрушка или орегано) очень быстро портится. Поэтому её всё чаще выращивают в теплицах в городской черте или в пригородах. А чтобы свести к минимуму время от её сбора до употребления, российские учёные с помощью национального проекта «Наука и университеты» разрабатывают новые проекты по выращиванию зелени и овощей в городской черте: сити-фермы.
За первый год работы научного центра мирового уровня (НЦМУ) «Агротехнологии будущего» исследователи из ФИЦ Биотехнологий РАН создали полностью автоматизированную вертикальную ферму с применением принципиально нового подхода: динамического светодиодного освещения с сортоспецифичными режимами. В отличие от существующих сегодня проектов, ориентированных в основном на выращивание дорогих культур (ягоды, съедобные цветы, редкая зелень и т. д.), этот инновационный комплекс позволяет вывести на уровень рентабельности даже такую культуру, как картофель, и производить безвирусный семенной материал в полностью контролируемых условиях, добиваясь шести урожаев в год. Возможность получать продукцию стабильного качества вне зависимости от природно-климатических условий уже сделала эту разработку востребованной среди крупных сельхозтоваропроизводителей.
Проект учёных из НЦМУ «Агротехнологии будущего» полностью автономен. Человеческий труд на сити-ферме используется только на этапе посадки и сбора урожая. Более того, благодаря современным технологиям специалисты могут получать детальную информацию о наилучших световых предпочтениях и закономерностях развития растений. С помощью таких данных они настраивают интенсивность и теплоту света, а также продолжительность светового дня. Всё это контролируется электроникой. По словам разработчиков, такие фермы могут быть установлены на территории супермаркетов и даже кафе, и в результате у потребителей всегда будут самые свежие продукты.
НЦМУ «Агротехнологии будущего» привлекает к работе наиболее компетентных специалистов в сфере агротехнологий. Под эгидой научного центра над исследованиями международного уровня работают более 400 сотрудников, около 180 из них являются заслуженными учёными в своих областях. Более трети исследований проводятся под руководством молодых перспективных специалистов.
Научные центры мирового уровня создаются по всей стране благодаря национальному проекту «Наука и университеты». Они направлены на решение актуальных мировых проблем науки и на международное сотрудничество.
Защитить пшеницу от морозов
Для того чтобы разработки российских учёных нашли промышленное и коммерческое применение, в стране создано 15 научно-образовательных центров (НОЦ) мирового уровня. Их задача — выведение научных достижений в реальный сектор экономики. Один из научных центров, направленных на разработки в области сельского хозяйства и агротехнологий, — Белгородский НОЦ мирового уровня «Инновационные решения в AПК».
В нём ведутся исследования в области биотехнологий, генной инженерии в сфере животноводства и растениеводства. Платформа этого НОЦ дала возможность 21 вузу по всей стране объединить усилия по созданию и внедрению новых разработок с более чем 30 научными организациями и 22 предприятиями, задействованными в агропромышленном комплексе.
Два года назад два изобретения белгородских учёных, вошедших в портфель проектов НОЦ «Инновационные решения в AПК», были награждены золотыми медалями на международной выставке изобретений KIDE 2020 в Тайване. Среди проектов Белгородского НОЦ есть успешный прототип лекарства от лейкоза крупного рогатого скота и исследования по созданию новых типов антибиотиков — синтетических антибактериальных препаратов комбинированного действия с использованием молекулярного дизайна.
В научном центре ведутся исследования по увеличению урожайности и стойкости пшеницы. Она является одной из главнейших злаковых культур, её применяют в создании огромного количества продуктов. Сегодня Россия входит в число стран-мировых лидеров по экспорту пшеницы, и во многом это заслуга отечественных учёных и агрономов.
Созданием новых сортов пшеницы в НОЦ мирового уровня «Инновации в АПК» занимается молодая исследовательница, руководитель центра селекции в растениеводстве Белгородского государственного аграрного университета им. В. Я. Горина Ирина Оразаева. «Мы изучаем озимую пшеницу, — говорит она. — Особенностью этих культур является то, что семена должны пролежать в земле всю зиму с осени до весны и не замёрзнуть, и для них это серьёзное испытание. Чтобы увеличить морозостойкость озимой пшеницы, мы исследуем различные сорта и виды, подбираем идеальные варианты для скрещивания и смотрим, как требуемые качества проявляются в созданных нами гибридах через несколько поколений. Главная цель — совместить высокую урожайность и устойчивость для получения стабильных урожаев».
Ирина Оразаева с отличием окончила агрономический факультет Белгородской государственной сельскохозяйственной академии и с тех пор связала свою жизнь с развитием аграрной науки. Среди её достижений — сорт озимой мягкой пшеницы «Майская юбилейная», а также множество наград за вклад в развитие агропромышленного сектора Белгородской области.
