logo new  

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР "КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ"

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение

«ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАДИОЛОГИИ И АГРОЭКОЛОГИИ»

 

Проект № 5.ИП.21.0009 «Поиск генов устойчивости к абиотическим и биотическим стрессорам и создание стрессоустойчивых линий ячменя и люпина при помощи ионизирующих излучений и технологий редактирования генома», осуществляемого в рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019–2027 годы (Соглашение с Минобрнауки России № 075-15-2021-1068 от 28.09.2021).

 

ФГБНУ ВНИИРАЭ стал победителем конкурса грантов в форме субсидий из федерального бюджета на реализацию отдельных мероприятий Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019-2027 годы с проектом «Поиск генов устойчивости к абиотическим и биотическим стрессорам и создание стрессоустойчивых линий ячменя и люпина при помощи ионизирующих излучений и технологий редактирования генома».

Грантом поддержаны исследования по получению продуктивных и устойчивых сортов ячменя обыкновенного и сортов люпина белого, устойчивых к антракнозу. Помимо фундаментальных и прикладных исследований, проектом будет поддержано глобальное обучение студентов, аспирантов и научных сотрудников на базе ФГБНУ ВНИИРАЭ современным методам биотехнологии растений и радиационным технологиям в растениеводстве.

Основной исполнитель: Всероссийский НИИ радиологии и агроэкологии.

Соисполнители: Сколтех, ИАТЭ НИЯУ МИФИ, МРНЦ им. А.Ф. Цыба, ННГУ им. Н.И. Лобачевского, АНЦ «Донской», ВНИИ люпина.

Руководитель проекта: доктор биологических наук, заведующая лабораторией № 8 Волкова Полина Юрьевна.

Проблемы, на решение которых направлен проект:

(1) Недостаточное взаимодействие РФ с МАГАТЭ по проблематике радиационных и генетических технологий в сельском хозяйстве.

(2) Низкая устойчивость возделываемых в полевых условиях видов люпина к фитопатогенам, вызывающим антракноз, особенно в условиях изменяющегося климата.

(3) Возвращение радиоактивно загрязнённых территорий в сельскохозяйственный оборот и очищение почвы от радионуклидов при помощи фиторемедиации.

(4) Необходимость в создании растений с повышенной устойчивостью к различным видам излучения для целей космической биологии.

Цель проекта: объединение подходов радиационных и генетических технологий для получения новых продуктивных и стрессоустойчивых сортов сельскохозяйственных культур.

В число научных задач входят:

(1) создать устойчивые к фитопатогенам линии люпина белого, являющегося перспективной заменой соевому белку для областей Центральной России;

(2) основываясь на ранее выявленных кандидатных генах, получить линии ячменя обыкновенного с повышенной урожайностью;

(3) выявить пути устойчивости ячменя к действию ионизирующего излучения разных видов (гамма-, нейтронное, электронное, протонное) и создать линии, пригодные к использованию в процедуре фиторемедиации загрязнённых радионуклидами территорий и являющиеся потенциальным исходным материалом для целей космической биологии.

Ожидаемые ключевые результаты. В долгосрочной перспективе создание устойчивых к антракнозу сортов люпина позволит получить источник качественного растительного белка для использования на пищевые и кормовые цели. Обладающие универсальной радиоустойчивостью сорта ячменя обыкновенного станут исходным материалом в работах по фиторемедиации радиоактивно загрязнённых территорий и космической биологии. Расшифровка механизмов радиационной стимуляции роста и создание на их основе сортов ячменя с повышенной продуктивностью позволят впервые найти широкое практическое применение хорошо известному, но нестабильному эффекту радиационной стимуляции роста и повысить урожайность ячменя обыкновенного. При реализации исследовательской программы будет подготовлено большое количество специалистов, способных внедрять радиационные и генетические технологии в сельское хозяйство РФ. На базе ФГБНУ ВНИИРАЭ появится новый центр развития генетических технологий в сельском хозяйстве, работающий в тесном контакте с Международным агентством по атомной энергии, которое ведёт совместную программу с Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН (FAO) по использованию ионизирующих излучений для получения устойчивых и продуктивных сортов сельскохозяйственных культур. Появление новой точки притяжения в области генетических технологий в сельском хозяйстве усилит аграрную привлекательность Калужской и смежных областей и позволит эффективно использовать их агрономические ресурсы.


За первые три месяца выполнения проекта (2021-й год, Этап 1) были получены следующие научные и научно-образовательные результаты:

  • проведена валидация кандидатных генов радиационного гормезиса на нескольких сортах ячменя обыкновенного;
  • адаптированы протоколы получения каллусных культур ячменя обыкновенного и люпина белого;
  • в тестовых экспериментах подобраны дозы разных видов ионизирующих излучений для исследования радиорезистентности ячменя обыкновенного;
  • разработаны CRISPR-Cas9-конструкции для генетического редактирования ячменя обыкновенного;
  • проведены подготовительные работы для исследования устойчивости люпина белого к антракнозу;
  • разработана программа дополнительного профессионального образования «Физические и молекулярные методы в селекции растений» с участием ведущих специалистов в данной области;
  • разработан и реализован на базе ИАТЭ НИЯУ МИФИ курса «Основы омикс-технологий и биоинформатики»;
  • разработано Положение о проведении международной конференции молодых учёных по применению ядерно-физических и генетических технологий в сельском хозяйстве;
  • проведены стажировки молодых специалистов ФГБНУ ВНИИРАЭ на кафедре биофизики ННГУ им. Н.И. Лобачевского.

В первый год выполнения проекта созданы три объекта инфраструктуры:

 



Вверх