Грибы в «зоопарке» И другие чудеса биологической лаборатории

06.01.2020:  Растения - они тоже живые, а тем, кто в это не верит, пусть лепестки ромашки на их сокровенный вопрос всегда отвечают: «не любит».

Да простят меня вегетарианцы, но напрасно они тешат себя мыслью, что ради еды никого не умерщвляют. Растения - они тоже живые, а тем, кто в это не верит, пусть лепестки ромашки на их сокровенный вопрос всегда отвечают: «не любит». Тот факт, что они никак о себе людям не заявляют, лишний раз подтверждает истину, которую доказали еще рыбы: кто молчит, того первым и съедают. А у растений есть все основные признаки жизни: они рождаются, они растут, они умирают... Ах, да - они еще и болеют. Что означает, что им тоже нужны лекарства - как спасающие уже страдающих, так и те, которые действуют профилактически, то есть помогают не заболеть. ...Свою удивительную роль в их разработке играет биологическая лаборатория АО «Щелково Агрохим».

Язык до знания доведет...

Моя беседа с Кирой Божко, начальником биологической лаборатории, была поначалу похожа на разговор двоечника с отличницей: вещи, для нее элементарные, были для меня пугающе непонятными; а термины, для нее привычные, звучали, как... впрочем, большинство из них и на самом деле иностранные. Но отличница на то и отличница, чтобы быстро по моему растерянному лицу понять, что от слов «фунгицидный скрининг» мне стало так плохо, будто я наелся гербицидов в чистом, не разбавленном растительностью виде...

- Фунги - это грибы, гербо - растения, цид - уничтожаем, - «перевела» она, и все сразу стало понятнее. Потому что значение английского слова screening - проверка, обследование, я к своему удивлению, переходящему в гордость, как-то уже знал. Не зря же говорили в школе: «Учи языки!..»

А в дальнейшем, перед тем как отправиться на экскурсию по лаборатории, мы договорились, что все то, что происходит с растениями, я буду сравнивать с «человеческой ситуацией». Так - понятнее.

Но сначала - несколько слов об истории лаборатории:

- Наша лаборатория начала создаваться 13 лет назад для проведения гербицидного и фунгицидного скрининга, - начала свой рассказ Кира Николаевна, - то есть для выполнения работы по отбору и сравнения между собой активных веществ, а также новых и старых препаративных форм для совершенствования ассортимента и дальнейшего развития компании. С тех пор у нас было создано множество очень интересных продуктов.

Начнем сравнения... Как вы знаете, лекарства, помогающие человеку избавиться от различных недугов, тоже разные. Одну таблетку, спасающую от всех проблем, люди еще не придумали, а если вы все-таки верите в такой «чудо-препарат», слушая о нем, например, в радио-рекламе или читая «сенсацию» в бесплатной газетке, то это - просто еще одна ваша проблема. Помимо, собственно, болезни...
Лекарства делаются на основе «действующих (активных) веществ», они могут доставляться в организм в виде таблеток, мазей, с помощью уколов... Так - у людей. Но и у растений «препаративные формы» тоже могут быть разными.

- Наши продукты, - объясняет Кира Николаевна, - разрабатываются для применения в полевых условиях. Российская Федерация хотя и считается зоной рискованного земледелия, но площади засеваемых полей - огромные, здесь выращивают разнообразные культуры, и с ними на этих полях тоже случаются разнообразные проблемы. Какие-то из них хорошо известны, какие-то только сейчас начали изучать, пытаться бороться с ними, поэтому возникают и новые задачи, и новые средства для защиты полевых культур. Наше предприятие как раз и занимается разработкой и производством продуктов для защиты растений, для поддержания роста всех возможных культур, которые есть и у нас в стране, и за рубежом. А наша лаборатория - вспомогательное звено: далеко не во всех фирмах есть свое научное подразделение. Мы помогаем ответить на вопрос, будет ли данная форма препарата жизнеспособной, конкурентной, получить такой ответ быстрее, не тратя на это время при проверке исключительно в полях. Мы, скажем так, способствуем лучшему, более эффективному отбору за счет активного этапа лабораторных испытаний.

Пока не «поздно пить боржоми».
То есть - обрабатывать фунгицидами...

- Лаборатория развивалась постепенно, но последовательно, - продолжает рассказ Кира Николаевна. - Первый этап - накопление опыта, накопление первоначальных методических навыков. После того, как мы освоились с лабораторным скринингом гербицидов, росторегуляторов, фунгицидов, добавилась еще одна серьезная задача: к нам стали обращаться клиенты с вопросом, касающимся фитоэкспертизы. Чтобы узнать: собственно, чем болеет растение? И чем можно помочь?

- Давайте опять сравнивать с людьми: к вам, как к доктору, приходят с какой-то болезнью, вы эту болезнь либо сразу, по симптомам определяете и уже знаете, как ее лечить, или же - если это болезнь новая, неизвестная, - ищете, как с ней можно бороться?

- Совершенно верно. Что касается определения болезни, то это тоже очень интересная тема. Для выявления болезни можно пользоваться классическими методами микробиологии, но они не всегда дают однозначный убедительный ответ. Тогда мы пользуемся методами молекулярной биологии. У нас очень «продвинутый» генеральный директор и он всячески поддерживает достаточно наукоемкую тему, которая позволяет использовать методы молекулярной биологии для идентификации инфекции еще до ее визуального проявления на посевах. С помощью молекулярных методов диагностики определить, есть или нет на растении возбудитель, можно еще до того, как развились первые признаки заболевания. Обычно возбудители присутствуют в окружающей среде и, если условия для заражения сложились, то посев поражается достаточно сильно, и нужно успеть эту проблему побороть.

- А как это определить?

- Обычный визуальный метод не поможет. Если ты идешь по полю, там ничего не видно, а вот прийти, собрать растительный материал и проанализировать его, например, методом ПЦР...

- Что это за аббревиатура, что за метод?

- Полимеразная цепная реакция - с помощью этого метода можно оценить накопление ДНК (или РНК) того или иного организма в данной ткани растения. Так можно анализировать семена, листья, корни, - то есть любые части растений, которые могут быть поражены.

- Продолжим сравнения с человеком: растениям тоже нужна профилактика, нужна «ранняя диагностика», обследования. Не надо ждать, когда поднимется температура или где-то сильно «прихватит»...

- Да, есть такие болезни полевых культур, развитие которых лучше остановить превентивно. Например, листовые пятнистости, септориозы - они чем вредят? - Грибы рода Septoria вызывают пятнистость у многих культур. Зеленый лист фотосинтезирует и накапливает питательные вещества, необходимые для формирования урожая. Если лист поражен септорией, на нем развивается некротическое пятно, которое занимает большую его площадь, и эта часть листа уже не участвует в фотосинтезе, а значит получить достойный урожай можно уже и не надеяться. При возникновении таких проблем поле превентивно обрабатывают фунгицидом. Чаще всего агрономы знают периоды и обстоятельства, при которых нужно спешить действовать. Обработки бывают последовательными: одна, потом вторая, если потребуется и третья - уже ближе к урожаю. Когда урожай сформирован, более вероятно, что ничего страшного не произойдет. Но если упустить первоначальный момент, то, к сожалению уже пораженные ткани могут быть не чувствительны к этому фунгициду. И для того чтобы определить активность фунгицида уже на растительном объекте - не на микрообъекте, а на объекте, который уже пророс, в лаборатории создана еще одна интересная часть - для выращивания зараженных растений. Для этого организованы специальные изолированные боксы со своей вентиляцией, своими каналами приточки и вытяжки. Воздух в них не смешивается. В этих боксах можно выращивать культуру, зараженную каким-то своим «вирусом», и испытывать на ней фунгицидные средства. То есть для наших целей существуют лаборатория гербицидного скрининга, лаборатория фунгицидного скрининга с коллекцией фитопатогенов и условиями для выращивания зараженных растений, лаборатория, проводящая фитоэкспертизу молекулярным методом, ну и - новейшая наша часть - лаборатория, посвященная разработке биопрепаратов, но о них речь пойдет позже.

«Все познается в сравнении...»

Проходим по различным помещениям лаборатории. Вот - «одинаковы с лица» - расположились под лампами небольшие еще растения.

- Мы следим, чтобы все-все-все они были одинакового размера, - объясняет Кира Николаевна, - выращенный массив растений дальше разделяем на варианты с некоторым количеством повторности. Чтобы результат исследований был не случайным, а подтвержденным.

Одни и те же растения, например, овес и подсолнечник, могут выступать как в роли «модели сорняков», так и в роли «испытываемой культуры». Вот такие они разносторонние...

Выбор культурных растений на роль «сорняка» объясняется тем, что сорно-полевые растения дают, - а могут и вовсе не дать - всходы разномастные, появляющиеся в разное время, разного габарита, то есть очень сложно их под какую-то статистику подвести, чтобы все было одинаково. Но бывают какие-то целевые задачи, тогда берется именно сорняк - вьюнок, канатник, подмаренник... Это все мы тоже можем вырастить, чтобы провести скрининг.

В помещении, где исследуются «модели», держится определенная температура, которая контролируется автоматически, работает кондиционер, соблюдается 16-часовой световой день. Нет только ветров и дождей...

- Работа здесь не прекращается круглый год, исследования идут очень интенсивно: что-то сейчас на стадии учета опыта, что-то будет посеяно для закладки следующего эксперимента... Что касается непредсказуемости погоды - ветров и дождей, то их хватает в полевых условиях. Ведь все те же самые испытания проводятся и там, - поясняет начальник лаборатории, - только на материале уже прошедшем предварительный отбор. Что у нас здесь можно сделать? Можно вырастить растение и проверить препараты, которые используются на разных фазах его роста, можно обработать почву и оценить ее фитотоксичность. Можно испытывать как удобрения, так и росторегуляторы.

Процесс проведения лабораторных экспериментов часто фиксируется на фото и видео для использования в рекламе или как учебный материал для клиентов. Каждый сотрудник, по словам Киры Николаевны, - мастер фотосъемки.

Чтобы оценить или продемонстрировать работу нового продукта в опыт обязательно включают препараты, которые служат эталонами для сравнения, это могут быть и хорошо известные старые препараты, и лучшие препараты-конкуренты на рынке. Это касается и гербицидов, и фунгицидов, и других продуктов.

- То есть здесь все познается в сравнении? Сравниваются обработанное и необработанное?

- Мы ничего не рассматриваем отдельно, все в сравнении. Берем какой-то продукт, - это могут быть наши старые или новые разработки, - и всегда выбираем то, на что нужно ориентироваться.

- А насколько вообще растения, если они заражены, поддаются лечению? А то вспоминается, каким способом «лечили» пернатых во времена «птичьего гриппа»...

- У нас разрабатывают продукты, которые являются системными, то есть они быстро проникают внутрь тканей, распространяются по растению и способны контролировать развитие гриба во всех местах, куда он может попасть.

- Про лекарства для людей говорят, что они «одно лечат, другое калечат». Следите ли вы за тем, чтобы «лекарства для растений» в процессе лечения, не приносили никакого вреда?

- Конечно, современные пестициды по сравнению с теми, что были в прошлом веке, гораздо менее токсичны. И для культур, и для человека. Те, старые, более токсичные формы ушли в прошлое. Если они сегодня и используются, то очень редко и то лишь в некоторых странах, что обусловлено чисто экономическими соображениями... Но в нашей стране они не участвуют в регистрации. Такие действующие вещества и препаративные формы на наших рынках больше не появляются. Кроме того, наши новые продукты всегда оцениваются на фитотоксичность - способность угнетать обработанную культуру. Это также один из критериев скрининга.

- Очень важный вопрос: заболевания растений вредят только самим растениям? Тем, что оно перестает развиваться. Или же оно может повредить и тем, кто его потом станет употреблять?..

- Для зерновых культур и не только для них существует такая опасность, как появление микотоксинов. Точно так же, как вы не будете в лесу собирать ядовитые грибы, нельзя употреблять в пищу человеку или отправлять на корм скоту и пораженное микотоксинами зерно.

«А в Подмосковье водятся грибы...»

Когда речь заходит о грибах, человеку, у которого опять не получилось в сезон сходить с корзинкой на «тихую охоту», загораются глаза... Но грибы, которые собраны в «зоопарке», как в шутку называют работники лаборатории свою коллекцию, отношение к привычным съедобным шляпочным грибам имеют весьма далекое. Во всяком случае, их внешний вид аппетита не вызывает... Это, скорее, плесени.

Но посмотреть все равно интересно - насколько они могут быть разными, а некоторые, так вполне симпатичными. Что ж - внешность бывает обманчивой. Как в ту, так и в другую сторону...
- Ведение коллекции фитопатогенных грибов и других объектов - задача одновременно и очень интересная, и сложная, - говорит Кира Божко. - Это кропотливая работа, она проводится в условиях, контролирующих микробиологическое загрязнение, и требует как специфического оборудования в помещениях, так и специфических навыков у работников. «С улицы» таких не возьмешь.

- И где вы их находите? В институтах?

- Приходят выпускники, приходят специалисты. Но для того чтобы «войти в курс», заниматься уже конкретными задачами, человеку необходимо примерно два года. Хорошая тенденция - предприятие может себе позволить брать студентов на последнем курсе обучения, когда они совмещают учебу с работой и постепенно входят в тему, которой будут заниматься. Они доучиваются и остаются у нас.

- Студенты из вашей родной «Тимирязевки»? (Кира Божко окончила сначала Тимирязевскую сельхозакадемию, а затем училась в аспирантуре в Институте физиологии растений им. К. А. Тимирязева. - А.С.)

- Из разных вузов. Потому что у нас - и микробиология, и биотехнология, и защита растений, и биохимия. Профиль обучения может быть различный, но достаточно близкий к тому, чтобы человек понимал те вопросы, которыми он будет здесь заниматься. Но и сами мы, конечно, обучаем тем методам, которыми пользуемся... Сегодня у нас работает 12 человек, частично люди приходили со своими знаниями, частично обучение происходит в процессе работы. Все сотрудники включены в исследовательский процесс от этапа планирования и закладки опытов, до учетов и обработки результатов, фотосъемки, составления отчетности и многого другого. Много в лаборатории новой, современнейшей техники, позволяющей качественно проводить различные необходимые исследования.

Формирование коллекции для фунгицидного скрининга, расширение этой коллекции было отдельным большим этапом становления нашей лаборатории. Часть объектов коллекции появлялась по мере необходимости расширения линейки наших продуктов, что-то получали мы сами вместе с растительным материалом от клиентов. И сейчас - не сказать, что у нас собрано «все-все-все на свете», но, скажем так, все основные объекты наши и зарубежные здесь есть. Хранится коллекция как в холодильнике, так и в морозилке, при минус 80. Можно в любой момент достать, размножить и работать с тем или иным грибом. Я даже не буду вам их названия перечислять, чтобы вас не мучить латынью...

- Ну, вот... А я хотел запомнить, чтобы потом щеголять знаниями...

- Просто оцените, что у нас достаточно широкие возможности. Кроме нас, наверное, никто такими возможностями не располагает. Может кто-то и занимается какими-то локальными темами. А мы - сразу всем.

На всех объектах проведен скрининг наших продуктов, сравнение наших действующих веществ с конкурентными. Это необходимо для понимания спектра действия тех продуктов, которые из этих действующих веществ впоследствии складываются. Основной источник пополнения коллекции фитопатогенных объектов - это известные коллекции в институтах, но частично что-то мы делали и сами, опираясь на имеющуюся литературу: есть уже хорошо описанные объекты, можно что-то и самим было выделить, идентифицировать. Но работа это непростая.

Кроме вредных объектов, очень интересная тема - полезные для сельского хозяйства микробиологические объекты, потому что - «не химией единой», сейчас широко развивается тема биологизации сельского хозяйства, для того чтобы уменьшить пестицидную нагрузку. Ведь все мы опасаемся за свое здоровье. Все мы хотим, чтобы к нам на стол продукция, зараженная химией, больше никогда не попадала... На основе микроорганизмов с полезными признаками можно получить продукты той же направленности, что и химические пестициды. В нашей лаборатории проходят все этапы создания биотехнологических продуктов от поиска полезных бактерий до разработки технологии производства препаратов в промышленных масштабах.

Алексей Сокольский
Betaren Agro №1 (9)