В КазНАИУ открыт Международный исследовательский центр биотехнологии растений

В КазНАИУ открыт Международный исследовательский центр биотехнологии растений. В Лаборатории будут проводятся научные исследования по изучению взаимодействия растений с насекомыми и фитопатогенами, а также обучение специалистов по данным направлениям.

Президент страны Касым-Жомарт Токаев на заседании Мажилиса Парламента Республики Казахстан: «Уроки «трагического января»: единство общества – гарантия независимости» дал задание Правительству совместно с Национальным банком и Палатой «Атамекен» разработать комплекс мер по контролю инфляции, который должен также включать «меры по снижению импортной зависимости» страны.

Сокращение импорта фруктов и винограда

В числе импортируемых продуктов питания в страну наибольший удельный вес занимает импорт фруктов, винограда и продуктов их переработки, объем которых в среднем за последние пять лет составляет более 900 тысяч тонн.

Сегодня в Казахстане получили развитие интенсивное садоводство, где на 1 гектар площади земли размещаются от 2000 до 7000 саженцев. Большинство садоводческих хозяйств закупают саженцы за рубежом в Польше, Италии, Германии, Турции и Китае. Привозимые сорта плодовых культур не адаптированы к нашим почвенно-климатическим условиям, вместе с тем, в страну завозятся саженцы, зараженные различными болезнями.

В данный момент обнаружено более 600 видов фитопатогенных вирусов и бактерий, а также появляются все новые и новые их формы.

Так, в страну вместе с саженцами была завезена болезнь — бактериальный ожог. С момента регистрации этого заболевания в Казахстане ареал заражения им плодовых культур за 7 лет расширился в 40 раз.

Основная причина такого положения заключается в отсутствии питомниководства в стране для разведения саженцев.

На сегодня по предварительным расчетам ученых–плодоводов потребность Казахстана в саженцах составляет около 10 миллионов. На производство одного саженца уходит в среднем три-четыре года. Расчеты ученых показывают, что на производство одного саженца плодовых культур требуется 600 тенге.

Новая лаборатория — новые исследования

Для решения данной проблемы в университете по заданию министерства сельского хозяйства открыта лаборатория микроклонального размножения растений.

Данная лаборатория создана совместно с Корнельским университетом (США), VitroSyS CloneTech (Южная Корея), Protalix, Со (Израиль) и др.

С Корнельским университетом и Департаментом сельского хозяйства США (USDA-ARS) проводятся исследования по разработке технологий выращивания яблони в США и Казахстане, в частности по генетической коллекции яблони Сиверса.

На основе генетического анализа было составлено генеалогическое древо рода «Яблоня», которое свидетельствует, что из всех 30 видов диких яблонь, произрастающих на планете, лишь яблоня Сиверса имеет сходный набор генов с яблоней домашней.

Научным консультантом Корнельского университета ученым-генетиком Дженнаро Фазио совместно с учеными КазНАИУ проводятся научные исследования по изучению взаимодействия растений с насекомыми и фитопатогенами.

Результаты исследования показали, что насекомые в яблоневом саду, могут быть переносчиками возбудителя бактериального ожога и впоследствии передать бактерии неинфицированным побегам.

Также читайте: Фитопатологи пересмотрели гипотезу распространения бактериального ожога

А исследования по биологизации методов защиты растений проводятся совместно экспертом USDA Брайн Ректор и специалистом Итальянского агентства новых технологий и устойчивых ресурсов (ENEA, Италия) Массимо Кристофаро.

Исследование показали, что клональное микроразмножение растений способствует оздоровлению от бактериальных и грибных патогенов, но не от вирусов. Тогда как, оздоровление посадочного материала от вирусной инфекции выполняется на основе одного из трех методов (метод апикальных меристем, метод термотерапии, метод химиотерапии) или их сочетания. Получение здорового от вирусов растений (virus-free plants) является основной целью клонального микроразмножения картофеля, плодовых, ягодных, декоративных, лесных растений.

Обучение специалистов-биотехнологов

Министерством сельского хозяйство была поставлена задача независимо от сезона года получить в короткие сроки большое количество сертифицированного посадочного материала и обучить специалистов современным биотехнологическим методам получения исходного материала, профессиональной диагностике патогенов сельскохозяйственных культур, проведению научных исследований с использованием современных достижений биотехнологии, генетики и физиологии растений.

Сейчас на агрорынке труда большой спрос на специалистов, владеющих технологией выращивания безвирусного посадочного материала и методиками диагностики вирусных заболеваний.

Подготовка высококвалифицированных специалистов биотехнологов на базе лабораторий позволяет им самостоятельно проводить научные исследования с использованием современных методов размножения, оздоровления и диагностики болезней растений с использованием иммуноферментного и ПЦР анализов.

В данной лаборатории, обучающиеся поэтапно изучают все этапы процесса клонального микроразмножения. Такие как:

• выбор растения-донора, изолирование эксплантов и получение стерильной культуры;
• микроразмножение — получение максимального количества клонов;
• укоренение размноженных побегов с последующей адаптацией их к почвенным условиям;
• выращивание растений в условиях теплицы и подготовка их к посадке в поле.

К концу академического курса обучающиеся приобретают практические навыки по методам клонального микроразмножения растений, диагностике и оздоровлению растений от патогенов, культуре изолированных клеток в селекции растений, прикладным ДНК технологиям, биотехнологии в защите растений, гаплоидной биотехнологии, клеточной технологии растений и генной инженерии.

Сохранение всех этапов размножения посадочного материала от оздоровленного клона до репродуктивных растений необходимо проводить в условиях изоляции от переносчиков вирусов, а адаптация растений к полевым условиям в теплицах.

Для практической подготовки обучающихся совместно с компанией Dutch Fruit Solutions Kazakhstan (Голландия) в 2020 году создан «Интенсивный сад» на площади 1,5 га востребованных сортов плодовых и ягодных культур, в том числе и для пополнения коллекции In-vitro. В учебно-опытном хозяйстве университета открыта «Умная» теплица на площади 1,5 га, где учеными, магистрантами и докторантами проводятся экспериментальные работы по темам исследования. Эти объекты служат демонстрационной площадкой для оказания консалтинговых услуг, повышения квалификации, подготовки и переподготовки кадров. Проводятся различные семинары, вебинары и День сада.

Такая система интеграции образования, науки и производства позволяет обеспечить будущих специалистов практическими навыками и высокопрофессиональными компетенциями.

Практические занятия, обучающиеся по образовательной программе «Наука о растениях» Института по работе с университетом Вагенинген проходят в данной лаборатории.

Содружество исследователей для устойчивого садоводства

Лаборатория открыта для коллективного пользования ученым разных научных учреждений, что позволяет реализовать совместные научные и коммерческие проекты. Такая коллаборация с профильными НИИ является залогом успешных исследований.

Одним из направлений исследования является изучение адаптации саженцев к почвенным условиям. На данном этапе совместно с учеными Центра устойчивого земледелия университета и НИИ почвоведения и агрохимии им. У. У. Успанова проводятся совместные исследования по изучению плодородия почв, его морфологического состава на основе агрохимического анализа. В рамках этого сотрудничества осуществляются совместные проекты и научные программы, рабочие встречи и консультации агрономов, садоводов и питомниководов в целях повышения их профессиональной подготовки.

Совместно с НИИ плодоовощеводства разрабатываются технологии производства безвирусного посадочного материала: земляники, малины, смородины, ежевики, винограда, яблони, груши, вишни, сливы и др., и на базе данного института наши студенты, магистранты и докторанты проходят производственные практики и участвуют в выполнении исследовательских проектов.

По направлению выявления фитопатогенов проводятся совместные работы с НИИ защиты и карантина растений.

Сегодня сотрудники лаборатории ведут тесное сотрудничество и с ведущими компаниями мира. Например, с компанией Fondazione Fojanini di Studi (Италия) подписан договор по обмену генофондом сортов и подвоев плодовых и ягодных культур, стажировкам ученых и выполнению совместных исследований.

Ведутся совместные исследования с немецкими компаниями: HaploPlant® по технологии удвоенных гаплоидов, генотипировании и селекции, SAATEN-UNION BIOTEC по исследованиям в области молекулярной генетики, физиологии и селекции растений.

В результате целенаправленной работы ученых университета создан Международный исследовательский центр биотехнологии растений — завод/питомник по выпуску сертифицированного посадочного материала плодово-ягодных, орехоплодных, лесных, овощных и других сельскохозяйственных культур.

Оздоровление и закладка маточников сортами и подвоями плодовых культур казахстанской селекции позволит обеспечить выход до 3,0 млн. элитных сертифицированных саженцев ценных сортов плодово-ягодных культур и безвирусных микро- и миниклубней картофеля до 1,0 млн. шт.

Деятельность Центра — завода/питомника позволит к 2025 году увеличить производство посадочного материала до 10,0 млн. шт. в год, снизить зависимость от импорта посадочного материала до 10%, увеличить долю сортов отечественной селекции до 50%, расширить площади насаждений до 80 тыс. га с объемом производства до 600,0 тыс. тонн, импорт готовой продукции в стране снизится в 4 раза, а производительность труда повысится в 3 раза.

Таким образом, деятельность Международного исследовательского центра биотехнологии растений КазНАИУ позволит обеспечить население страны необходимыми продуктами питания, а также сократить импортозависимость страны.