15.12.2015: «Не было бы счастья, да несчастье помогло». Разумеется, наши предки, обогатившие русский язык этой мудростью, не могли даже подозревать об экономических санкциях, политике импортозамещения и прочих российских реалиях XXI века. Однако сегодня данная пословица как нельзя лучше отражает положение, в котором оказалось сельское хозяйство, в том числе животноводство. Сейчас или никогда: отрасль либо встанет с колен, либо...<br />
<br />
Впрочем, альтернативные варианты рассматривать просто недопустимо. Тем более, когда на территории страны появляются новые объекты, способные вывести отечественное животноводство на качественно новый уровень. Такие, как ООО «Бетагран Липецк»: научно-производственный центр по производству эмбрионов молочного и мясного скота.
«Не было бы счастья, да несчастье помогло». Разумеется, наши предки, обогатившие русский язык этой мудростью, не могли даже подозревать об экономических санкциях, политике импортозамещения и прочих российских реалиях XXI века. Однако сегодня данная пословица как нельзя лучше отражает положение, в котором оказалось сельское хозяйство, в том числе животноводство. Сейчас или никогда: отрасль либо встанет с колен, либо...
Впрочем, альтернативные варианты рассматривать просто недопустимо. Тем более, когда на территории страны появляются новые объекты, способные вывести отечественное животноводство на качественно новый уровень. Такие, как ООО «Бетагран Липецк»: научно-производственный центр по производству эмбрионов молочного и мясного скота.
«Гагарины» от животноводства
Инициатором и исполнителем данного проекта выступил крупнейший производитель средств защиты растений АО «Щелково Агрохим». Общий объем инвестиций в строительство ООО «Бетагран Липецк» составил 350 млн. рублей. И, по словам его руководителя Салиса Добаевича Каракотова, главная цель предприятия - быстрое увеличение поголовья высокоудойного стада.
- На первый взгляд может показаться: какое отношение к животноводству имеет «Щелково Агрохим»? В общем-то, самое прямое, потому что без растениеводства не может существовать отрасль животноводства. И я считаю, что сохранение этой связи - комплексная задача, которую мы должны решить, - заявил он на торжественном открытии уникального для нашей страны предприятия.
А состоялось оно под занавес политически и экономически сложного 2014 года. Это стало поистине знаменательным событием, масштабы которого сложно переоценить. На открытии губернатор области Олег Королев заявил:
- Уникальный комплекс, построенный на добринской земле, знаменует начало новой эры развития животноводства не только в нашем регионе, но и в целом в России. Ведь услугами местных специалистов смогут пользоваться не только липецкие хозяйства, но и хозяйства других регионов.
А потом глава региона и вовсе сравнил запуск центра с первым полетом человека в космос.
С тех пор прошел год. Что произошло за это время? Каких результатов удалось добиться предприятию «Бетагран Липецк», и каковы планы на ближайшее будущее? Данные вопросы стали основным лейтомотивом нашего общения с представителями единственного в стране животноводческого центра по производству эмбрионов.
«Команда мечты» родом из СССР
Но прежде чем обратиться с ними к руководителю Центра Любови Ивановне Маркиной, мы постарались максимально полно разобраться в специфике темы.
В настоящее время «Бетагран Липецк» - это комплекс площадью 4,7 га, на которой компактно расположились два коровника, лабораторный корпус, карантинная зона, изолятор, кормовые площадки, силосные ямы, современные очистные сооружения, складские помещения, административный корпус. И, конечно же, святое святых: криокамеры, выполняющие роль хранилищ биоматериала. В жидком азоте элитные эмбрионы могут храниться при температуре -196 °С неограниченное количество лет. И что самое удивительное - без малейшего ущерба их жизнеспособности!
На территории Центра трудятся около сорока высококлассных специалистов, прошедших подготовку в нашей стране и за ее пределами. В том числе - биотехнологи, лаборанты, иммунологи, ветеринарные врачи. Каждый из них не только досконально знает свое дело, но и бесконечно влюблен в него (в этом мы успели убедиться в ходе общения с сотрудниками «Бетагран Липецк»).
- Люди другого склада мышления и с иным отношением к работе просто не могли бы прижиться в нашем Центре, - комментирует сложившееся мнение руководитель предприятия Любовь Маркина. - Чтобы укомплектовать штат, нам пришлось «прошерстить» все постсоветское пространство. К сожалению, специалистов по эмбрионтрансферу необходимого уровня в России очень мало. И это настоящий парадокс, ведь именно наши соотечественники являются авторами двух используемых в Центре технологий - «in vivo» и «in vitro». К счастью, к маю текущего года нам удалось собрать команду единомышленников, оснастить лабораторию Центра новейшим импортным оборудованием и приступить к основной работе, - рассказала Любовь Ивановна.
IN VIVO или IN VITRO - вот в чем вопрос
А теперь - подробнее о том, чем занимаются сотрудники Центра. Особенностью «Бетагран Липецк» является то, что данное предприятие специализируется на получении ранних эмбрионов крупного рогатого скота сразу по двум мировым технологиям. Первый - IN VIVO - является своеобразной «классикой жанра». Он подразумевает вымывание зрелых эмбрионов, развитие которых до определенного времени происходит в организме животного.
Суть технологии следующая: в обычной жизни буренка приносит одного, максимум - двух телят за год. Однако ресурс каждой коровы может быть намного выше, если гормонально стимулировать ее организм. В этом случае он «вырабатывает» несколько абсолютно полноценных яйцеклеток, которые успешно оплодотворяются и выходят в маточные «рога». Примерно через неделю после начала охоты эмбрионы извлекают с помощью специального аспиратора. Затем - два варианта развития событий. Первый - пересадка извлеченных эмбрионов телочкам, второй - заморозка для последующей имплантации. В среднем процедура IN VIVO позволяет получить от одной коровы не один, а 5-8 эмбрионов за раз.
Второй способ, практикуемый в «Бетагран Липецк», - IN VITRO. Принцип метода следующий: в яичниках самок млекопитающих, в том числе коров, с самого рождения имеется высочайшее количество яйцеклеток (ооцитов). Однако 99,9 % так и не подвергается оплодотворению. Технология позволяет выделить из организма КРС максимальное количество ооцитов, которые никогда не овулировали бы естественным путем. Последующее оплодотворение и развитие яйцеклеток до стадии зрелых эмбрионов осуществляется уже в лабораторных условиях.
Характерно, что с помощью данной технологии можно использовать для дальнейшей работы яйцеклетки, полученные даже от погибших животных. Кроме того, она позволяет получать эмбрионы заданного пола путем использования сексированного семени.
- Нельзя сказать, что одна из технологий лучше и перспективней другой. Они идеально дополняют друг друга и позволяют использовать репродуктивный потенциал коров по-максимуму. Так, с каждым животным раз в месяц работают по «in vivo», и практически каждую неделю - по «in vitro». В результате от столь эффективной комбинации технологий в год можно получить до 90 эмбрионов от одного животного, - поясняет Любовь Маркина.
В настоящее время производственная мощность «Бетагран Липецк» составляет свыше 10 тыс. эмбрионов в год, из которых 3,5 тысячи можно получать по технологии IN VIVO и 6,5 тыс. - IN VITRO.
Но зачем нужны эти сложнейшие технологии, если можно пойти по пути наименьшего сопротивления и завезти животных из-за границы?.. Это следующий вопрос, который мы задали руководителю инновационного Центра.
Есть коровы в родном Отечестве
- Действительно, улучшение генетики молочного крупного рогатого скота в последние годы происходило исключительно за счет поставок из-за рубежа живого племенного скота, Другой вопрос - насколько это эффективно? - говорит Любовь Ивановна. - Особенно поражает, что долгое время Министерство сельского хозяйства Российской Федерации активно содействовало этим губительным для отечественной отрасли процессам. Субсидии, дотации, активная пропаганда закупок КРС за рубежом - у сельхозтоваропроизводителей просто не было других вариантов. А ведь нужно понимать, что отправляли нам скот далеко не первого класса. Российские животноводы могли рассчитывать на коров с продуктивностью не более семи тысяч литров молока за лактацию: лучшие животные все так же оставались на Западе, - заключила наша собеседница.
К счастью, то, что было возможно еще пару лет назад, в настоящее время трудно осуществимо. Сказываются негативный политико-экономический контекст и сложные отношения между странами. Отсюда - следующий вопрос: кто же является животными-донорами в «Бетагран Липецк»? И ответ нас удивил. Оказывается, в Центре содержатся вовсе не импортные буренки, как можно было предположить изначально, а наши, отечественные. В качестве эталонной выбрали голштино-фризскую черно-белую породу. Она наиболее востребована в животноводстве и обладает ценными хозяйственно-полезными характеристиками. Ее главные характеристики - высокая молочная продуктивность и хорошая приспособляемость к современным индустриальным условиям содержания и доения.
- В поисках высокопродуктивных животных мы изъездили всю страну. Искали не молодняк, а коров-рекордсменок, дающих от 11 до 14 тысяч литров молока за лактацию в 305 дней. Лучших животных мы отбирали в племенных хозяйствах Липецкой, Белгородской, Вологодской, Ленинградской, Ярославской и других областей. Собрать их в единое сверхпродуктивное стадо было не просто, но нам удалось. И сегодня в нашем Центре находятся девяносто голов скота, отличающихся выдающейся молочной продуктивностью. Разумеется, это не предел: уже к январю 2016 года донорское стадо будет укомплектовано до 140-150 голов скота. И, повторюсь, большой плюс стада - в том, что оно собрано из отечественных животных, - добавила Любовь Ивановна.
На последнем пункте следует остановиться отдельно. Чрезвычайно важно, что суррогатная мать, приспособленная к местным условиям содержания, способна передавать свой иммунитет потомству. Как следствие - оно будет более устойчиво к распространенным заболеваниям и адаптировано к российским животноводческим реалиям. Это существенно снижает процент выбраковки, которая является обычным делом при поставках скота из-за границы.
Российское - значит, выгодное
Итак, наши заокеанские партнеры долгое время руководствовались правилом «на тебе, боже, что нам не гоже». А российские аграрии получали буренок, которые не только не отличались особо выдающейся генетикой, но и не были адаптированы к нашим условиям.
- Потратив огромные средства на закупку импортного стада, собственник нередко оказывался в довольно сложной экономической ситуации. Известны случаи, когда в силу различных причин отход импортного поголовья за первые две лактации достигал 50 процентов. А ведь это - огромные средства, зачастую взятые в банках на кабальных условиях, - напоминает Любовь Ивановна.
Причин гибели привозных животных может быть множество. Среди них - адаптационный синдром: комплекс агрессивных воздействий внешней среды; а также масса заболеваний, которая поступает в нашу страну вместе с кормом и подстилкой. Неизлечимая копытная гниль, хламидиоз, вирусный ринотрахеит и другие инфекции наслаиваются на те, что уже имеются в хозяйствах, образуя тем самым неповторимый и губительный «букет». Выстоять перед ним холеные «иностранки» не в состоянии. Отсюда - высокий процент отхода и экономические потери.
«Но ведь и технология эмбрионтрансфера влетит в копеечку!» - прокомментирует скептически настроенный читатель. Разумеется, предприятию, сделавшему заказ на поставку и имплантацию эмбрионов, придется оплатить услуги, оказываемые специалистами «Бетагран Липецк». Но ведь все познается в сравнении, не так ли?..
- В свое время мы произвели ряд математических выкладок. Подсчитали затраты предприятия, направленные на пересадку эмбрионов. Учли показатель средней приживляемости. Не упустили из виду и тот факт, что первые удои от нового стада будут получены лишь спустя 2,5 года. И пришли к следующим выводам: даже с учетом перечисленных факторов, использование эмбрионтрансфера в 3-3,5 раза выгодней, чем покупка нетелей за рубежом, - утверждает наша собеседница.
Как тот самый Мюнгхаузен...
Так что же мешает технологии эмбрионтрансфера пустить корни на российской земле? Здесь, пожалуй, наибольшую актуальность имеют два фактора. Первый связан с целевой аудиторией предприятия - сельхозтоваропроизводителями.
- Мы имеем дело с довольно консервативными людьми, которые с недоверием относятся к новым технологиям. Для начала они хотят узнать, «а как все прошло у соседа». Но проблема в том, что и «сосед» желает того же. Получается замкнутый круг, выбраться из которого непросто, - признается Любовь Маркина.
Другое дело, если бы государство оказывало меры поддержки предприятиям, решившим освоить революционные методы. Но здесь таится вторая сложность.
- Мы обращались к губернаторам различных регионов и в региональные департаменты сельского хозяйства, дошли даже до федерального ведомства. Рассказывали, в чем заключаются перспективы и преимущества эмбрионтрансфера; объясняли, как с его помощью можно решить вопрос импортозамещения в области молочного животноводства; надеялись получить какую-то поддержку. К сожалению, пока мы можем рассчитывать лишь на собственные силы и нашего инвестора - компанию «Щелково Агрохим», - сетует Любовь Ивановна.
...Действительно, ситуация более, чем несправедливая и даже довольно странная. Зачем нужно было столь упорно «подкармливать» зарубежное животноводство, вместо того, чтобы вовремя повернуться лицом к отечественной науке и производству? Версий много, доказательств нет. Но сегодня нашей стране остается лишь одно: как тому самому барону Мюнгхаузену самостоятельно вытаскивать себя из болота, в которое мы вогнали себя сами. И не ожидать, когда «западные друзья России» протянут руку помощи.
«Бетагран Липецк» идет к вам!
А пока поддержки со стороны ждать не приходится, специалисты Центра ведут постоянную работу по продвижению метода эмбрионтрансфера. Участвуют в специализированных выставках, связываются напрямую с российскими животноводческими хозяйствами, рассылают информацию о себе с помощью электронной почты. «К сожалению, очень часто ответной реакцией бывает... тишина», - признается Любовь Ивановна. Однако некоторые принимают условия сотрудничества, в основном, это крупные успешные, работающие по интенсивным технологиям предприятия. В одно из них, расположенное на территории Краснодарского края, в середине ноября и приехали специалисты Центра со своей мобильной лабораторией. Возглавил делегацию главный технолог ООО «Бетагран Липецк», доктор биологических наук Владимир Юрьевич Бабенков. В крупном животноводческом хозяйстве Павловского района была проведена пересадка эмбрионов, полученных по технологии IN VIVO. Здесь мы и встретились с сотрудниками Центра, чтобы задать несколько вопросов.
- В качестве суррогатных матерей, которым осуществлялась пересадка биоматериала, мы использовали животных с низкой молочной продуктивностью. Это стадо реципиентов нам предоставило само предприятие, - рассказывает Владимир Юрьевич. - В течение двух дней мы провели 35 пересадок и вымыли от 10 коров-доноров около 60 эмбрионов, пригодных для трансплантации. Это очень высокий показатель.
По словам главного технолога Центра, суррогатным матерям, вынашивающим будущее продуктивное потомство, какого-либо особенного ухода не требуется. А вот телочки, полученные в результате эмбрионтрансфера, будут нуждаться в сбалансированном рационе питания и комфортных условиях содержания. Только так они смогут реализовать высочайший потенциал, заложенный на генетическом уровне.
- Весь необходимый для проведения пересадки инструментарий, а также препараты мы привозим с собой. Единственное, что требуется от заказчика, - предоставить помещение, где будет проходить процедура, и, собственно, стадо животных-реципиентов, - добавил Бабенков.
За рубежом технология IN VIVO используется довольно широко. Но, по словам Александра Васильевича Дуванова, работа там поставлена на конвейер. Специалисты «Бетагран Липецк» идут иным путем: работая с каждым хозяйством, они учитывают его индивидуальные особенности. Это делает качество проведенного эмбрионтрансфера максимально высоким. Если средний показатель приживляемости эмбрионов по технологии IN VIVO составляет 60%, то у специалистов «Бетагран Липецк» этот показатель достигает 75%. Но и это еще не все.
- К примеру, в кубанском предприятии, где мы сейчас работали, есть свои высокопродуктивные коровы. Некоторые из них ранее давали до 15 тысяч литров молока за лактацию. Но затем их поставили на выбраковку и готовили к отправке на мясокомбинат. В течение месяца мы их выхаживали, а буквально вчера получили от пятерых коров из этой группы 60 качественных эмбрионов. Это говорит о том, что нашим хозяйствам не хватает индивидуального, творческого подхода к работе. Большинство действует по старым, отработанным, но не слишком эффективным схемам. Мы же предлагаем более современные и рентабельные варианты воспроизводства стада, - говорит Александр Дуванов.
Итоги трехдневной работы в кубанском хозяйстве специалистов Центра порадовали. За это время они отобрали 144 качественных эмбриона у 17 животных-доноров. Из них 35 эмбрионов были пересажены коровам-реципиентам, а 109 остались в предприятии в замороженном состоянии.
- Хорошо потрудились! - улыбается Александр Васильевич.
Планы на будущее
Подходит к концу первый год работы «Бетагран Липецк». В копилке достижений - формирование высокопрофессионального коллектива энтузиастов, начало сотрудничества с крупными животноводческими предприятиями страны, первые успешно выполненные пересадки эмбрионов, наращивание поголовья донорского стада. Кроме того, Центр приступил к использованию сексированного, то есть разделенного по половой принадлежности семени. Согласно статистике, в настоящее время на сто телят приходится в среднем 45 телочек и 55 бычков. А при использовании сексированной спермы выход телочек увеличивается до 70-75, что позволяет быстрее увеличивать племенное стадо.
По словам Любови Маркиной, соответствующие заказы поступили из Липецкой области и Республики Башкортостан. Согласно им, в ближайшее время планируется осуществить 800 и 600 пересадок соответственно.
Кроме того, в дальнейших планах Центра - обучение специалистов животноводческих хозяйств, чтобы те могли самостоятельно проводить пересадку замороженных эмбрионов. Задача вполне осуществимая, но на ее реализацию также требуется время.
Впрочем, это еще не все планы на ближайшую перспективу. Любовь Ивановна полагает, что технология эмбрионтрансфера получит широкое распространение и в области мясного скотоводства. На сегодняшний день, правда, ни одного подобного заказа от российских предприятий не поступало. Однако все еще жива надежда, что в ближайшем будущем ситуация выправится и отрасль мясного скотоводства получит должное развитие. И тут знания и наработки биотехнологов и лаборантов «Бетагран Липецк» придутся как нельзя кстати.
- Хочется верить, что Министерство сельского хозяйства Российской Федерации все же обратит внимание на технологию эмбрионтрансфера. Ведь она позволяет уже в течение трех лет создать высокопродуктивное стадо на любом предприятии. Если сельхозтоваропроизводителям, желающим использовать ее, окажут господдержку, они будут более мотивированы на сотрудничество с нами, - сказала в заключение Любовь Маркина.
Заграница нам больше не поможет
В ноябре текущего года стала известна тревожная новость. В рамках программы импортозамещения Россия может недополучить определенные объемы мясной, молочной продукции и сыров, которые до этого поставлялись из-за рубежа, отмечает в своем заключении на проект федерального бюджета на 2016 год Счетная палата РФ. «По некоторым видам продовольственных товаров существуют риски неполной компенсации выпадающих объемов импорта продовольственных товаров, запрещенных к ввозу из ряда стран, за счет имеющихся свободных производственных мощностей. Это касается в определенной степени некоторых видов мясных и молочных продуктов, а также сыров», - говорится в документе.
Надеяться на то, что «заграница нам поможет», как это было раньше, уже неактуально. Да и сколько можно питаться объедками с чужих рук? Тем более что существуют свои инновационные предприятия, эффективные технологии, интеллектуальные ресурсы. Научно-производственный центр «Бетагран Липецк» готов к сотрудничеству с российскими властями, сельхозтоваропроизводителями, учеными. Ведь наше будущее все еще в наших руках!
Каждая из технологий обладает рядом особенностей, как положительных, так и со знаком «минус». Они становятся особенно заметными, если сравнивать следующие показатели и цифры:
Выход пригодных эмбрионов: IN VIVO - 60-80% (6-8 эмбрионов от донора); IN VITRO - 15-30% (1,5 -3 эмбриона от донора).
Приживляемость эмбрионов: IN VIVO - 55-65% и выше, IN VITRO - 35-50%.
Периодичность: IN VIVO - один раз в 1-1,5 месяца; IN VITRO - еженедельно.
Во всем мире пересадка эмбрионов признана более безопасной, чем торговля живым скотом и семенем. Существует прогноз, что в недалеком будущем торговля животными будет заменена торговлей эмбрионами.
15.12.2015 0
Мы часто воспринимаем науку как мир точных формул и гениальных мужчин, которые совершают великие открытия. Но стоило мне заглянуть в биологическую лабораторию «Щёлково Агрохим», и эта картинка рассыпалась.
Не менее великими задачами здесь занимаются умные, тонкие, обаятельные женщины. Именно они ставят эксперименты, исследуют новые молекулы и ищут лекарства от болезней растений. Давайте заглянем в разные подразделения лаборатории и познакомимся с теми, кто здесь работает!
Научно-исследовательскую работу в «Щёлково Агрохим» возглавляет директор по науке, к. х. н. Елена Желтова. По словам руководителя, с первых дней создания в 1998 году научный центр «Щелково Агрохим» выбрал путь поиска новых подходов в разработке средств защиты растений и успешно развивается в этом направлении, подтверждая свои нетрадиционные подходы в создании новых препаратов не только получением патентов на изобретения, которых уже более 120, не только признанием международного сообщества: «Щелково Агрохим» является номинантом международной премии IHS Markit's Crop Science Awards, называемой сельскохозяйственным Оскаром, но и, что неизмеримо важнее, практическим подтверждением правильности научных разработок выбором, которые сделали потребители продукции компании.
Задачи, поставленные перед научным центром, многогранны, главная из которых – создание новых препаратов.
Елена Желтова - директор по науке, к. х. н.: «При создании ХСЗР важно не только выбрать наиболее эффективные для решения конкретной задачи действующие вещества, не только найти их синергетическое соотношение. Не менее важно обеспечить их максимально результативную доставку к целевому объекту, то есть выбрать препаративную форму. Именно решение этой триединой задачи и обеспечивает создание нового эффективного препарата».
Значимой частью научного центра «Щёлково Агрохим» стала биологическая лаборатория, которая была создана около 20 лет назад. По словам руководителя лаборатории, к. б. н. Киры Божко, главная задача её сотрудников – сравнительные испытания, отбор действующих веществ и новых препаративных форм с целью совершенствования линейки средств защиты растений.
По словам руководителя биологической лаборатории «Щёлково Агрохим», к. б. н. Киры Божко, лаборатория была создана в 2007 году для проведения гербицидного и фунгицидного скрининга – выполнения работ по сравнительным испытаниям и отбору действующих веществ, новых и старых препаративных форм с целью совершенствования линейки средств защиты растений.
Царство грибов
В одной из лабораторий, которые мы намерены посетить, царствуют коллекции фитопатогенных грибов. Оглядываюсь: на столах пипетки, чашки Петри, боксы с растениями – просо, цветущий рапс, сахарная свёкла. Нас встречают научные сотрудники отдела биологических исследований Александра Скачкова и Марина Башкатова.
«Наша лаборатория участвует в первых этапах скрининга и отбора действующих веществ, отвечает за их оценку и отбор готовых препаратов. Химики разрабатывают и передают нам на испытания массу новых комбинаций веществ и препаративных форм, что предполагает очень большое количество опытов, в том числе с растениями», – рассказывает Александра Скачкова.
«В представленной коллекции собрано более 200 фитопатогенных грибов, – продолжает она. – Объектом исследования являются грибы и некоторые другие возбудители заболеваний. Наши задачи – быстро проверить образцы, отсеять бесперспективное и выделить то, что заслуживает детального изучения. Как правило, сначала мы выращиваем гриб, который для этой цели пересеваем на питательные среды (чашки Петри с агаром). Это может быть Fusarium, Botrytis, Rhizoctonia, Phytophthora, Colletotrichum и другие».
Ещё одно направление работы – анализ образцов растений методом влажных камер. Метод идеально подходит для искусственного заражения растений заболеваниями в контролируемых условиях для последующей оценки эффективности защиты от инфекции.
«На поверхность листа наносится капля суспензии спор и через определённое время фиксируется результат. К примеру, нут чаще всего поражается грибными болезнями – это фузариозное увядание, аскохитоз, серая гниль. Для сахарной свёклы актуальны как листовые болезни – церкоспороз, мучнистая роса, так и корневые гнили – кагатная гниль, фузариоз».
На вопрос, не скучная ли это работа, Александра смеётся: «Что вы! Каждый новый день не похож на предыдущий. При этом у нас даже хватает времени на хобби. Я – микробиолог по образованию, но всегда увлекалась жуками. Теперь мы не только выращиваем грибы и растения, но и ведём коллекцию насекомых. Смотрите, здесь у нас мучной хрущак и жук зофобас. Это кормовые насекомые, у которых несложный цикл размножения. Мы изучаем их биологию и отрабатываем методику. А вот здесь живут богомол и палочники…».
Александра Скачкова, научный сотрудник отдела биологических исследований: «Наши задачи – быстро проверить образцы, отсеять бесперспективное и выделить то, что заслуживает детального изучения. Как правило, сначала мы выращиваем гриб, который для этой цели пересеваем на питательные среды»
Скрининг и предпосевной анализ
Научный сотрудник группы фитоэкспертизы и молекулярных методов диагностики Марина Башкатова отвечает за создание и систематизацию коллекции, насчитывающей около 200 штаммов микроорганизмов. «Деятельность нашего подразделения сосредоточена на комплексной диагностике инфекционных заболеваний растений и мониторинге фитопатогенной нагрузки. Спектр поступающего материала включает как семенной материал, так и образцы вегетативных органов растений», – говорит она.
Основная задача – выделение чистой культуры возбудителя из исследуемого субстрата с его последующей идентификацией. В данном процессе: посев на питательные среды, выделение изолированных колоний, пересев для накопления биомассы и подтверждение видовой принадлежности патогена (при необходимости), с помощью молекулярно-генетических методов. Цикл работ характеризуется высокой трудоёмкостью (в одной чашке может быть до 10 различных патогенов) и продолжительностью, что обусловлено необходимостью соблюдения временных параметров роста микроорганизмов.
«По запросу клиентов перед сезоном мы проводим целевые исследования для оценки общей фитосанитарной обстановки в хранилище или на поле, – продолжает Марина. – К примеру, в конце февраля к нам обратились производители картофеля за фитопатологической экспертизой семян и выявлением клубневых инфекций. К нам регулярно обращаются клиенты с просьбой провести фитоэкспертизу семян зерновых. Это крайне разумные мероприятия, которые можно только приветствовать. Данные фитоэкспертизы позволяют спрогнозировать вероятность заболеваний на ранних этапах развития культуры (корневые гнили, плесневение семян, «чёрная ножка») и подобрать наиболее эффективный фунгицидный протравитель, чтобы подготовиться к конкретным угрозам, а не действовать вслепую».
Лаборатория также оказывает консультационную поддержку в области химической защиты. «Например, недавно проводились исследования листового аппарата растений манго и кофейного дерева (Coffea arabica), привезённых к нам с Африканского континента. Цель работы – идентификация видового состава фитопатогенов для последующей разработки научно обоснованных рекомендаций по применению фунгицидов с учётом биологии выявленного патогена», – поясняет наша собеседница.
Марина Башкатова, научный сотрудник группы фитоэкспертизы и молекулярных методов диагностики: «Мы занимаемся вопросами сельскохозяйственной фитопатологии. Штаммы из нашей коллекции используются в качестве эталонных образцов при проведении фитоэкспертизы, постановке ПЦР-диагностики или тестировании эффективности фунгицидов»
Сравнить геном
От коллекций грибов и насекомых переходим в лабораторию молекулярных методов анализа. Работа сотрудников этой лаборатории базируется на комплексе современных методов молекулярной биологии, микологии и фитопатологии. Ключевая задача специалистов – оценка фитосанитарного состояния посевного материала и вегетирующих растений для выявления инфекционного начала, прогнозирования развития заболеваний, контроля качества семенного фонда. Немаловажный момент – поиск ответов на вопросы клиентов об эффективности того или иного препарата.
«Фитоэкспертиза семян классическими методами существует очень давно. Эти методы широко применяли ещё в Советском Союзе, – говорит ведущий научный сотрудник, к. б. н. Наталья Аршава. – Классические методы исследования рассчитаны на идентификацию патогена при помощи морфологического анализа: определяется внешний вид конидий, их развитие, цвет мицелия, характерные симптомы на листьях. Чтобы установить, чем болеют растения, необходимо сначала вырастить грибы, которые могут присутствовать на поверхности семени, довести их до стадии спороношения и только затем по конидиям определить вид инфекции. Это предполагает большие затраты времени».
Молекулярные методы произвели революцию в диагностике, так как они позволяют заглянуть внутрь клетки и прочитать генетический код патогена, не дожидаясь, пока он вырастет на питательной среде и сформирует характерные конидии.
«Мы изучаем исключительно геном, – поясняет Наталья Аршава. – Вся информация о клетке содержится в ДНК (если это не вирус). После выделения ДНК патогена из тканей растения или спор грибов, присутствующих на поверхности или внутри семени, проводятся дальнейшие исследования».
Точная диагностика
Основным методом идентификации здесь выступает полимеразная цепная реакция (ПЦР). С помощью специфичных праймеров учёные амплифицируют уникальные участки ДНК/РНК, характерные для тех или иных вредных объектов. Ключевую роль в этом процессе играет высокоточное лабораторное оборудование, в первую очередь детектирующий амплификатор. Этот прибор позволяет не только делать копии генетического материала, но и в режиме реального времени определять количество продуктов реакции по флуоресценции без необходимости электрофореза.
Использование глобальных научных ресурсов (базы данных National Center for Biotechnology Information) позволяет сравнить полученную последовательность нуклеотидов с миллионами других последовательностей, депонированных в GenBank, и получить максимально точный результат.
Таким образом, возможности молекулярно-генетического анализа (ПЦР и секвенирования) на современном лабораторном оборудовании позволяют точно спрогнозировать развитие заболеваний и рекомендовать эффективные меры защиты, а также решать спорные вопросы.
Выход в практику
«Наша работа очень творческая. Никогда не знаешь, какие вопросы возникнут у клиента, – улыбается Наталья Аршава. – Скажем, в одном большом специализированном овощехранилище, несмотря на регулируемый микроклимат и правильную температуру хранения, морковь теряет товарный вид. Клиент полагает, что это склеротиниоз. Мы выполняем анализы и видим, что это оомицет, который достаточно редко встречается на практике, но при хранении овощных культур способен уничтожить до 50% урожая. Данный патоген имеет другую физиологию, и здесь требуется совершенно иная система защиты. Даём соответствующие рекомендации. Своевременное обращение за профессиональной консультацией помогло клиенту спасти урожай!»
Ещё один пример – пшеничное поле, на котором агроном отмечает хлороз и пятнистости. «При этом три фунгицидные обработки не помогают решить вопрос. Мы проводим анализ образцов и обнаруживаем сильнейший бактериоз. Конечно, фунгициды здесь не сработают!» – восклицает Наталья Аршава.
«Какой правильный алгоритм действия, если на поле обнаружена проблема?» – спрашиваю Наталью Викторовну. И получаю исчерпывающий ответ: «Обращаться к специалистам! На постоянной основе поддерживать взаимосвязь с наукой. Когда мы знаем историю полей, можем легко понять, присутствие какого патогена наиболее вероятно, какие могут быть риски, это случайность или система. Второй момент – использовать качественные семена. Зачастую хозяйство пользуется собственными семенами, и на анализ к нам поступает посевной материал очень низкого качества, в котором присутствует целый комплекс различных патогенов. Чего ждать от таких семян? Лучше доверять надёжным источникам. Качество посевного материала компании «Щёлково Агрохим» базируется на концепции сильных семян и полном цикле индустриального производства – от селекции до высокотехнологичной подработки».
Наталья Аршава, ведущий научный сотрудник, к. б. н.: «До того как прийти в научный центр «Щёлково Агрохим», я 10 лет занималась задачами фундаментальной науки и работала в медицине. По сравнению с другими отраслями науки большое преимущество центра состоит в том, что мы обладаем хорошей ресурсной базой и можем проводить сложные анализы быстро и качественно, не полагаясь на сторонние организации»
Собрать пазл
В секторе биотехнологии нас встречает Галия Вильданова, научный сотрудник отдела биологических исследований: «Мы занимаемся разработкой и исследованием препаратов на основе живых бактерий, – рассказывает она. – Сразу оговорюсь: эти штаммы выделены из почвы и растений. Они не патогенны для человека и животных. На создание микробиологического препарата уходит не менее трёх лет. Если в лаборатории провести эксперимент можно относительно быстро, то на полевые испытания потребуется не меньше двух лет».
Такие высокоэффективные биологические препараты, как БИОКОМПОЗИТ ДЕСТРУКТ, АЗАФОК, родились именно в этой лаборатории. Некоторые продукты представляют собой консорциум штаммов нескольких видов хозяйственно-ценных бактерий с общим титром не менее 1 млрд живых клеток на 1 мл. БИОКОМПОЗИТ-ДЕСТРУКТ – микробиологический препарат для ускоренного разложения соломы и пожнивных остатков, а жидкое микробиологическое удобрение АЗАФОК представляет собой микробный консорциум, включающий три вида спорообразующих бактерий.
«Биотехнологическая лаборатория не первый год работает над поиском новых микроорганизмов для создания биопрепаратов. Несмотря на наличие обширной официально зарегистрированной коллекции микроорганизмов, не все они соответствуют нашим потребностям, – поясняет Галия Вильданова. – Например, нам требуется микроорганизм, обладающий полифункциональной активностью и сочетающий в себе два ценных признака: способность продуцировать фитогормоны и одновременно подавлять рост фитопатогенных грибов. И тогда начинается направленный поиск».
Другой блок вопросов, которым занимается группа, – увеличение срока годности биопрепаратов. «В отличие от химических препаратов, живые микроорганизмы подвержены старению, инактивации, гибели под воздействием факторов окружающей среды. Сохранение жизнеспособности и функциональной активности таких препаратов – важная задача», – поясняет наша собеседница.
Галия Вильданова, научный сотрудник отдела биологических исследований: «Я выросла в Башкирии и с детства интересовалась микроорганизмами, поэтому и выбрала в университете кафедру биотехнологии. У нас была отлично оснащённая лаборатория: автоматические дозаторы, ламинарные боксы… Наши преподаватели дали нам хорошую базу»
Молодым – дорога
Знакомлюсь с другими молодыми сотрудниками лаборатории биологических исследований, среди них и Надежда Балаева, которая пришла на «Щёлково Агрохим» в 2018 году после окончания Тимирязевской академии.
«Помимо научно-исследовательской работы, мы выполняем и стандартные задачи, – рассказывает Надежда. – На постоянной основе в лаборатории проводятся исследования по определению сортовой чувствительности растений, изучаются последействие, фитотоксичность, эффективность действия гербицидов. Из последних интересных препаратов можно назвать гербицид ДЕПРИМО, МД*; сейчас он находится на регистрации. По нему было выполнено множество исследований, в том числе изучение эффективности действия на различных моделях. Выполнено полноценное исследование по борьбе с падалицей подсолнечника. Определялась эффективность его действия на просовидных сорняках».
В новом лабораторном корпусе сотрудники проводят исследования современных препаратов для растениеводства, в том числе на суперсовременном фитотроне, что выводит работу по изучению гербицидов, фунгицидов, удобрений и росторегуляторов на новый уровень. Ускоренное получение тест-растений для испытаний позволяет увеличить количество экспериментов. Возможность задавать разные параметры климата показывает чувствительность культур к обработкам при разных погодных условиях. Новые климатические камеры, полноценный свет и широкие возможности варьирования систем питания и защиты растений помогают быстрее раскрыть потенциал сорта и в разы ускорить селекцию новых сортов и гибридов.
Рабочий день подходит к концу. Прощаюсь с гостеприимными хозяевами – пора и честь знать. Конечно, я побывала не везде. За один визит невозможно охватить весь спектр вопросов, которыми занимаются в научном центре. К примеру, недавно отстроена новая теплица, открывающая самые широкие возможности для экспериментов; заработали новые камеры искусственного климата, где учёные и селекционеры могут моделировать абсолютно любые условия освещённости, влажности и питания растений. Здесь тоже очень интересно! Кстати, если вы случайно окажетесь на заводе, обязательно загляните в научный центр, хотя бы для того, чтобы просто увидеть в микроскоп удивительный микромир. Там внутри – сложная и хрупкая вселенная жизни, которую держит в своих руках именно женщина.
Надежда Балаева – сотрудник отдела биологических исследований: «У нас ценят молодых коллег, относятся к ним максимально бережно, способствуют их росту. Так, после нескольких лет работы я решила поступать в аспирантуру ГБС РАН по новой для меня теме. Моё руководство полностью поддержало это решение. Для меня это очень важно».
Татьяна Коробейникова – один из самых опытных научных сотрудников группы исследований гербицидов и росторегуляторов. До прихода в «Щёлково Агрохим» долгие годы занималась семеноводством различных сельхозкультур. Хорошо, когда в молодом научном коллективе есть такие мудрые наставники!
«Щёлково Агрохим» гордится своими достижениями, но наше главное богатство – это коллектив сотрудников-единомышленников, неравнодушных, творческих, нацеленных на решение общих задач. И то, что специалисты различного профиля – химики, биологи, микробиологи, аналитики, агрономы, специалисты по регистрации – нацелены на решение общей задачи, помогает в достижении цели», - Елена Желтова.
* Препарат находится на регистрации.