Инновационные направления научных исследований ЦКП

Биоконверсия отходов производства гречихи и получение вторичных ценных продуктов:

Ответственный исполнитель: доцент, к.с.х.н. Горькова И.В., исполнители: доцент, к.с.х.н. Гагарина И.Н., н.с. Гнеушева И.А.

Цель: разработать технологические схемы переработки отходов сельскохозяйственного производства и промышленности для получения ценной вторичной продукции.

Задачи:

подобрать оптимальные режимы выделения вторичных продуктов из отходов производства гречихи методом ферментации;

установить содержание белков, сахаров, витаминов, токсичных веществ в продуктах переработки;

разработать рекомендации по применению продуктов вторичной переработки в производстве.

Методы: Ферментативная переработка отходов с использованием ферментеров и микроорганизмов (Sacharamices, Trichoderma). Изучение биохимического состава полученных продуктов (белков, углеводов, витаминов, микотоксинов и т.д.)

Ожидаемые результаты: Будут получены витамины (рутин), белково - углеводные кормовые добавки, фитоиммуномодуляторы, пищевые красители, субстраты для выращивания растений, биоудобрения. Будут разработаны схемы получения ценных продуктов в производственных масштабах.

Области применения и предлагаемые услуги: Продукты используются в медицинской, фармацевтической, пищевой промышленности, в растениеводстве, животноводстве. Производство витаминов (рутин, кверцетин), средств защиты растений от вредителей и болезней (гороховая зерновка, колорадский жук, аскохитоз, корневые гнили), белково-углеводных кормовых добавок, пищевых красителей, биоудобрения и др.[12]

Переработка отходов производства сахарной свеклы:

Ответственный исполнитель: ст.п. Пискурева В.А., исполнители: доцент, к.с.х.н. Игнатова Г. А., н.с. Гнеушева И.А.

Цель: Разработать технологические схемы переработки отходов сахароперерабатывающей промышленности для получения ценной вторичной продукции.

Задачи:

подобрать оптимальные режимы выделения вторичных продуктов из отходов производства сахарной свеклы методом ферментации;

установить содержание белков, сахаров, витаминов, токсичных веществ в продуктах переработки;

разработать рекомендации по применению продуктов вторичной переработки в производстве.

Методы: Ферментативная переработка отходов с использованием ферментеров и микроорганизмов (Sacharamices, Trichoderma). Изучение биохимического состава полученных продуктов (белков, углеводов, витаминов, микотоксинов и т.д.)

Ожидаемые результаты: Будут получены пектины и пектинсодержащие продукты из отходов производства сахарной свеклы, биоэтанол, кормовые добавки, субстраты для выращивания микроорганизмов, биоудобрение.

Области применения и предлагаемые услуги: Продукты переработки используются в пищевой промышленности, биоэнергетики, растениеводстве, животноводстве. Производство пектинов, пектинсодержащих продуктов, биоэтанола, среды для ферментеров и микробиологической промышленности, субстратов для выращивания декоративных растений, биоудобрения.[12]

Создание коллекции промышленных микроорганизмов и возбудителей заболеваний сельскохозяйственных растений:

Ответственный исполнитель: н.с. Гнеушева И.А., исполнитель: ст. лаб. Яковлева И.В.

Цель: cоздание коллекции промышленных микроорганизмов для биоконверсии полисахаридов, лигнина, белков, токсичных веществ, обогащения продуктов легкоусвояемыми компонентами.

Задачи:

создать коллекцию промышленных микроорганизмов, разрушающих биополимеры и микотоксины (Sacharamices, Trichoderma);

создать коллекцию микроорганизмов - возбудителей заболеваний животных и растений (Fusarium oxysporum, Ascochita pisi, A.pinodes), а также анаэробных микроорганизмов для получения биогаза в метантенках;

выявление активных штаммов микроорганизмов, селекция на выход ферментов и др. биологически активных продуктов;

разработка рекомендаций по использованию микроорганизмов в биоконверсии отходов производства и в биоэнергетике.

Методы: микробиологические, биохимические, биотехнологические.

Ожидаемые результаты: будет создана коллекция микроорганизмов для биоконверсии отходов производства и эталонов - возбудителей заболевания животных и растений с целью разработки биотехнологических методов снижения их нагрузки в сельскохозяйственном производстве и создании биопрепаратов и иммуномодуляторов.

Области применения и предлагаемые услуги: сельскохозяйственное производство, пищевая и медицинская промышленность. Производство активных штаммов микроорганизмов для научных исследований, получения биодизеля, средств защиты животных и культурных растений от возбудителей болезней и насекомых- вредителей.[12]

Паспортизация сортов культурных растений и молекулярная диагностика:

Ответственный исполнитель: доцент, к.с.х.н. Гагарина И.Н., исполнители: доцент, к.с.х.н., Прудникова Е.В., м.н.с. Пикунова А., ст.пр. Степанова С.В.

Цель: Идентификация и паспортизация культурных растений по ДНК и белковым маркерам.

Задачи:

создать компьютерную базу данных и каталогов по белковым и ДНК- маркерам районированных сортов и коллекции культурных растений;

выявить маркеры хозяйственно-полезных признаков (продуктивности, скороспелости, устойчивости к болезням и вредителям) сельскохозяйственных растений для создания новых сортов и трансгенных форм;

провести диагностику здоровых и зараженных экземпляров растений по маркерным признакам;

разработать методы диагностики заболеваний животных по ДНК маркерам.

Методы: ПЦР - анализ ДНК, электрофорез белков, спектрофотометрия, ВЭЖХ.

Ожидаемые результаты: Создание каталога и компьютерной базы данных важнейших районированных и коллекционных сортов сельскохозяйственных растений, установленные маркеры хозяйственно- ценных признаков сельскохозяйственных растений и признаков заболеваний животных (бруцеллез, туберкулез, мастит).

Области применения и предлагаемые услуги: сельское хозяйство: селекция и семеноводство, контроль качества семян и элиты, ветеринария, медицина, арбитражные споры, криминалистика, таможней контроль. «Дактилоскопия» сортов, роялти, подлинность заявленных параметров, диагностика, молекулярная экспертиза, диагностика заболеваний, маркирование хозяйственно- ценных признаков, сохранение генетического фонда.[12]

Изучение механизмов устойчивости растений к вредителям и болезням и разработка методов трансформации растений в селекции новых сортов:

Ответственный исполнитель:: доцент, к.с.х.н. Гагарина И.Н, исполнитель: доцент, к.с.х.н. Зубарева К.Ю., соисполнитель: к.с.х.н. Воронкова М.В.

Цель: исследование факторов иммунитета зернобобовых культур для их выделения и создания новых средств защиты растений от вредителей и болезней.

Задачи:

изучить значение компонентов антиоксидантной системы и фенольных соединений зернобобовых культур (гороха, фасоли, сои и др.) в устойчивости к возбудителям и болезням (корневым гнилям, аскохитозу, гороховой и фасолевой зерновке);

выделить компоненты, отвечающие за иммунитет растений и создать на их основе новые средства защиты;

провести трансформацию генетического материала устойчивых форм зернобобовых культур для создания новых сортов.

Методы: электрофорез белков, спектрофотометрия, ВЖЭХ, ПЦР-метод идентификации ДНК.

Ожидаемые результаты: экспериментальные данные по выявлению компонентов иммунитета культурных растений, перенос генетической информации от устойчивых форм к восприимчивым, создание трансформированной формы гороха.

Области применения и предлагаемые услуги: селекция новых сортов гороха, картофеля, плодовых культур на устойчивость к насекомым- вредителям, болезням. Генетический материал для научных исследований, методические пособия и рекомендации.[12]

Выделение из растительных и микробиологических объектов биологически активных веществ (БАВ) и антибиотиков и создание нового класса иммуномодуляторов:

Ответственный исполнитель: д.б.н., профессор Павловская Н.Е., исполнители - доцент, к.с.х.н. Гагарина И.Н, н.с. Солохина И.Ю., ст. лаб. Яковлева И.В., асп. Костромичева Е.В.

Цель: выделить и установить биологическую активность антибиотиков растительного происхождения(гороха, овса, ячменя).

Задачи:

выделить авенацин из овса Avena sativa, установить его химическую структуру;

выделить гордецин из ячменя Hordeum vulgare L., установить биологическую активность фракций;

выделить фитоалексин из инфицированного возбудителем корневых гнилей растения гороха и установить его биологическую активность;

создать новые средства защиты культурных растений от возбудителей заболеваний.

Методы: дифференциальное центрифугирование, спектрофотометрия, ВЭЖХ, электрофорез белка.

Ожидаемые результаты: Экспериментальные данные по выявлению растительных антибиотиков и выявление их биологической активности. Создание новых экологически безопасных средств защиты растений.

Области применения и предлагаемые услуги: АПК РФ, частные и коллективные хозяйства, физические лица, фермерские хозяйства для выращивания экологически чистой продукции с повышенной иммунной системой, ветеринарные терапевтические средства. Рекомендации, методическое обеспечение, новые препараты для защиты растений от болезней.[12]

Изучение запрограммированной смерти клетки (апоптоза) на основе антиоксидантной системы состояния ДНК:

Ответственный исполнитель: ведущий инженер Гагарина А., исполнитель: ст.п. Козявина К.Н.

Цель: выделение индуктора апоптоза, установление химической структуры, разработка способов регулирования его активности в живых объектах.

Задачи:

выделить индукторы апоптоза из колеоптилей пшеницы, ячменя, монстеры и др. объектов;

идентифицировать их химическую принадлежность;

установить биологическую активность по антиоксидантной системе.

Методы: ПЦР - анализ ДНК, ЭФ белков, ВЭЖХ, спектрофотометрия.

Ожидаемые результаты: экспериментальные данные по выявлению индуктора апоптоза из живых объектов и его влияния на антиоксидантную систему культурных растений. Экспресс-методы диагностики жизнеспособности растений и прогнозирования скороспелости.

Области применения и предлагаемые услуги: фундаментальные вопросы продления жизни, геронтология, создание «эликсира бессмертия», регуляторов роста и развития растений, препаратов терапевтического назначения для ветеринарии и медицины.[12]

Биокультивирование и получение биогумуса на основе дождевых червей, выделение из биогумуса гуминовых, фульво- и гиметомелановой кислот, гриба-антогониста Trichoderma и создание новых препаратов:

Ответственный исполнитель: доцент, к.с.-х.н. Бородин Д.Б., исполнители: н.с. Гнеушева И.A., соисполнитель: К.С.Х.Н. Ботуз Н.И.

Цель: выделение гуминовых кислот и гриба Trichoderma из биогумуса и создание новых биопрепаратов

Задачи:

получить биогумус на основе дождевых червей;

выделить из биогумуса гуминовые кислоты;

выделить из биогумуса Trichoderma;

установить биологическую активность выделенных препаратов;

разработать технологию промышленного получения препаратов на основе биогумуса.

Методы: микробиологические, спектрофотометрические, тестирование, биохимические.

Ожидаемые результаты: будут выделены гуминовые кислоты, штаммы Trichoderma, установлена их биологическая и микробиологическая активность, испытано влияние на устойчивость и урожайность культурных растений.

Области применения и предлагаемые услуги: тепличные хозяйства, гидропоника, частные предприятия, физические лица. Производство субстратов для выращивания тепличных растений, компонентов для косметологии, терапевтических препаратов, средств защиты растений.[12]