Сельскохозяйственная биотехнология что это такое


Биотехнология и сельское хозяйство

Биотехнологии в сельском хозяйстве внесли большой вклад в развитие и становление отрасли. Несмотря на то, что биологическая сущность биотехнологических процессов была раскрыта совсем недавно, использование их продолжается на протяжении тысячелетий. С точки зрения современной науки, биотехнология в сельском хозяйстве — это промышленное использование биологических процессов и агентов на основе получения высоко — эффективных форм микроорганизмов, культур клеток и тканей растений и животных с заданными свойствами.

Таким образом, биотехнология является междисциплинарной областью научно-технического прогресса, возникшая на стыке биологических, химических и технических наук. Применение биотехнологических методов и приемов перспективная, но, к сожалению, не всегда реализуемая задача. Сложность использования биотехнологий обусловлена сложностью используемых процессов и объектов. Любой биологический объект — это самодостаточная система, в которой сложно изменить какой либо элемент, не меняя остальных, нельзя произвольно рекомбинировать их, придавая организму то или иное желаемое свойство.

Биотехнология и растениеводство

Возделываемые культуры растений подвержены негативному влиянию ряда факторов — сорняков, грызунов, насекомых-вредителей, нематод, фитопатогенных грибов, бактерий, вирусов, неблагоприятных погодных и климатических условий. Влияние перечисленных факторов способно значительно снизить урожайность возделываемых культур, а значить уменьшить потенциальную прибыль. Так, например, только один колорадский жук и Фитофтора(Phytophtora) – возбудитель фитофторозной гнили, способны на 40-50 % снизить урожайность картофеля. Отмечен рост количества заболеваемости растений вирусными инфекциями, которые не только губят урожай, но и способствуют вырождению генофонда.

Современная биотехнология предлагает ряд решений, способных значительно облегчить решение ряда проблем:

  • выведение сортов растений, устойчивых к вредителям и неблагоприятным факторам среды;
  • разработка биологических средств борьбы с вредителями, использование их естественных врагов и паразитов, а также токсических продуктов, образуемых живыми организмами;
  • повышение продуктивности сельскохозяйственных культур и их пищевой (кормовой) ценности.

Выведение новых сортов растений. Традиционные методы по выведению новых сортов — это селекция на основе гибридизации, спонтанных и индуцированных мутаций. Современная наука шагнула намного дальше и позволяет конструировать генетический код растения для получения необходимых свойств – урожайность, устойчивость к факторам среды и вредителям, накопление тех или иных компонентов. Уже сегодня выведены сорта, способные к фиксации атмосферного азота, устойчивые к действию гербицидов и ряда вредителей. Разработанные технологии клонирования позволяют надеяться на получение здоровых (без вирусов) растений, тем самым способствуют поддержанию ценного генофонда.

При этом существует ряд спорных методов, связанных с вмешательством в генетический код – получение так называемых ГМО. До сегодняшнего дня нет достоверных данных о безопасности генетически модифицированных организмах. По мнению специалистов ЭкоВсё, использование ГМО в перспективе будет возможно, при этом процесс исследования вновь получаемых организмов должен быть сильно усложнен, мало того – исследовать необходимо каждую генетическую модификацию, даже в рамках одного сорта. Обязательным условием являются исследования о влиянии ГМО на организм в динамике (на протяжении ряда поколений). Еще одним условием получения ГМО является безопасность используемых методов для окружающей среды, т.к. используемые методики и сами ГМО, являясь чужеродным для природы материалом, могут спровоцировать непредсказуемые последствия. Проблема здесь заключается в том, что попадая в природные условия, ГМО сталкиваются с вирусами, которые в норме являются векторами переноса генетического материала, что может спровоцировать появление новых, непредсказуемых и чрезвычайно опасных генетических мутаций. Таким образом, использование ГМО – это дело далекого будущего.

Использование ГМО в России сегодня нецелесообразно ввиду больших резервов земельных ресурсов, возможности применения биологических методов и препаратов, способных значительно повысить урожайность и устранить ряд существующих проблем.

Биологические средства — важная составная часть комплексной программы защиты растений. Эта программа предусматривает проведение защитных мероприятий агротехнического, биологического и химического плана наряду с использованием устойчивых сортов растений. Задачей комплексной программы является поддержание численности вредителей растений на экологически сбалансированном уровне, не наносящем ощутимого вреда культурным растениям. Биотехнология и животноводство Биотехнологии широко используются в животноводстве.

Разработанные биопрепараты с успехом используются для лечения инфекционных заболеваний, в качестве кормовых добавок и заменителей цельного молока(ЗЦМ), силосных заквасок и прочее. Так, 1 т кормовых дрожжей позволяет получить 0,4- 0,6 т свинины, до 1,5 т мяса птиц, 25—30 тыс. яиц и сэкономить 5—7 т зерна. Это имеет большое народнохозяйственное значение, поскольку 80% площадей сельскохозяйственных угодий в мире отводятся для производства корма скоту и птице.

Микроорганизмы способны накапливать высокий процент легкоусваиваемого белка (до 90%), витамины, ферменты, микроэлементы и пр. Выращивание микроорганизмов – автоматизированный процесс, не требующий наличия больших площадей под выращивание технических культур. Особую роль в кормопроизводстве выполняют витамины и ферменты, которые способны значительно повысить биодоступность используемых кормов. Используемые силосные закваски способствуют качественному процессу консервации заготавливаемых кормов, препятствуют развитии гнилостной микрофлоры и порче корма.

Купить биопрепараты Вы можете позвонив нам по тел: +7(863)260-42-43, написав сообщение на электронную почту [email protected], либо оставить заявку!

ekovse.ru

МОДУЛЬ 7. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ

Цель – формирование представлений о границах применимости и эффективности биотехнологий для повышения продуктивности сельского хозяйства.

Задачи: на примере освоения техники конструирования безопасных форм пестицидов, включенных в резорбируемый полимерный матрикс, дать основы методологии и техники сельскохозяйственной биотехнологии.

Биотехнология вносит большой вклад в повышение эффективности сельскохозяйственного производства. Разработаны и успешно применяются биотехнологические методы защиты растений от вредителей и возбудителей болезней полезной биоты. Это различные подходы, влючающие: 1) выведение сортов растений, устойчивых к неблагоприятным факторам; 2) химические средства борьбы (пестициды) с сорняками (гербициды), грызунами (ратициды), насекомыми (инсектициды), нематодами (нематоциды), фитопатогенными грибами (фунгициды), бактериями, вирусами; 3) биологические средства борьбы с вредителями, использование их естественных врагов и паразитов, а также токсических продуктов, образуемых живыми организмами. Биотехнология решает задачи повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, их пищевой (кормовой) ценности, задачу создания сортов растений, растущих на засоленных почвах, в засушливых и заболоченных районах.

Важное место в выведении новых сортов растений занимает метод культивирования растительных клеток in vitro. Регенерируемая из таких клеток «молодая поросль» состоит из идентичных по генофонду экземпляров, сохраняющих ценные качества избранного клеточного клона. Клонирование клеток с последующим их скринингом и регенерацией растений из отобранных клонов рассматривают как важный метод сохранения и улучшения древесных пород умеренных широт, в частности хвойных деревьев. Расте- ния-регенеранты, выращенные из клеток или тканей меристемы, используют ныне для разведения спаржи, земляники, брюссельской и цветной капусты, гвоздик, папоротников, персиков, ананасов, бананов. С клонированием клеток связывают надежды на устранение вирусных заболеваний растений. Разработаны методы, позволяющие получать регенеранты из тканей верхушечных почек растений. В дальнейшем среди регенерированных растений проводят отбор особей, выращенных из незараженных клеток, и выбраковку больных растений. Раннее выявление вирусного заболевания, необходимое для подобной выбраковки, может быть осуществлено методами иммунодиагностики, с использованием моноклональных антител или методом ДНК/РНК-проб. Предпосылкой для этого является получение очищенных препаратов соответствующих вирусов или их структурных компонентов.

Клонирование клеток – перспективный метод получения не только новых сортов, но и промышленно важных продуктов. При правильном под-

 Введение в биотехнологию. Метод. указания по лабораторным работам

-73-

МОДУЛЬ 7. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ

боре условий культивирования, в частности при оптимальном соотношении фитогормонов, изолированные клетки более продуктивны, чем целые растения. Иммобилизация растительных клеток или протопластов нередко ведет к повышению их синтетической активности.

Биологические удобрения применяют для обогащения почвы связанным азотом. Большое распространение получили препараты нитрагин и азотобактерин – клетки клубеньковых бактерий и азотобактера, к которым добавляют стабилизаторы (мелассу, тиомочевину) и наполнитель (бентонит, почву). Азотобактерин обогащает почву не только азотом, но и витаминами и фитогормонами, гиббереллинами и гетероауксинами. Препарат фосфобактерин из Bacillus megaterium превращает сложные органические соединения фосфора в простые, легко усвояемые растениями. Фосфобактерин также обогащает почву витаминами и улучшает азотное питание растений.

Большое значение биотехнология уделяет профилактике инфекционных заболеваний сельскохозяйственных животных с применением рекомбинантных живых вакцин и генно-инженерных вакцин-антигенов, ранней диагностике этих заболеваний с помощью моноклональных антител и ДНК/РНК-проб.

Биологические методы и препараты занимают все более значимое место не только для повышения плодородия почв, но также и для борьбы с вредителями сельскохозяйственного производства и возбудителями болезней культурных растений и домашних животных.

Работа 7.1. Депонирование пестицидов в матрикс из разрушаемых биополимеров.

Исследование динамики разрушения матрикса в почве

Цель работы: конструирование экологически безопасных форм пестицидов с применением биоразрушаемых полимеров (полигидроксиалканоатов, ПГА); исследование разрушаемости полимерного матрикса в почве.

Бурное развитие химии и переход сельского хозяйства на интенсивные технологии привели к появлению и применению огромного разнообразия химических веществ для борьбы с вредителями, сорняками и возбудителями болезней культивируемых видов. В отличие от других загрязняющих веществ (радионуклиды, тяжелые металлы и др.) реальная опасность пестицидов не полностью осознана. Это объясняется тем, что пестициды – это сотни действующих веществ и десятки тысяч препаратов. Методы анализа их в окружающей среде сложны и не всегда надежны. Отсутствие информации об экотоксикологических свойствах пестицидов – главная причина их опасности, при этом долговременные экологические последствия применения пестицидов не изучены. Используемые в большинстве случаев в виде порошков, суспензий и эмульсий пестициды зачастую не обеспечивают адресную доставку препаратов, что ведет к их рассеиванию и последующей аккумуляции в

 Введение в биотехнологию. Метод. указания по лабораторным работам

-74-

МОДУЛЬ 7. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ

Работа 7.1. Депонирование пестицидов в матрикс из разрушаемых биополимеров.

биосфере. Широкое применение пестицидов, к сожалению, не обеспечило полную защиту сельскохозяйственных культур. Большое число насекомых и сорняков остаются неконтролируемыми. Они продолжают наносить огромный вред сельскому хозяйству. Одним из серьезных недостатков современных препаратов является аккумуляция в биосфере и приобретение нежелательными организмами резистентности к ним. Пестициды, обладающие мутагенным и канцерогенным действием, попадая в организм человека с продуктами питания, представляют угрозу для здоровья. Традиционное применение пестицидов вступило в противоречие с глобальной проблемой защиты окружающей среды. Это вызывает необходимость поиска более эффективных средств и методов защиты полезной биоты, не оказывающих отрицательного воздействия на человека и окружающую среду в целом. Новейшим направлением исследований, ориентированных на снижение риска неконтролируемого распространения ксенобиотиков в биосфере, является разработка экологически безопасных препаратов нового поколения с адресным и контролируемым выходом активного начала за счет использования специальных покрытий и/или матриксов из биоразрушаемых материалов. В последние годы стали появляться работы по получению препаратов из полимерных материалов, нагруженных пестицидами.

Ключевым звеном для создания препаратов такого типа является наличие адекватного материала, обладающего специальными свойствами, среди которых обязательные: экологическая совместимость с окружающей средой и глобальными биосферными круговоротными циклами, то есть разрушаемость, безопасность для живой и неживой природы, длительная (недели и месяцы) сохраняемость в природной среде и контролируемая деструкция с образованием нетоксичных продуктов; химическая совместимость с пестицидами, возможность переработки доступными способами, совместимыми с технологиями изготовления этих препаратов.

Материалыиоборудование:

1.Образец полимера;

2.Образец модельного пестицида (минеральная соль);

3.Шаровая мельница;

4.Весы;

5.Фарфоровая ступка;

6.Лабораторный пресс;

7.Микроскоп с фотоаппаратом;

8.Образцы почвы;

9.Пластиковые контейнеры;

10.Термостат.

Ходработы:

1.Навеску полимера (5 г) подвегнуть размалыванию в шаровой мельнице.

2.Измельченный порошкообразный полимер развешать на 10 образцов массой 20 мг.

 Введение в биотехнологию. Метод. указания по лабораторным работам

-75-

МОДУЛЬ 7. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ

Работа 7.1. Депонирование пестицидов в матрикс из разрушаемых биополимеров.

3.Приготовить 10 навесок модельного препарата (Nh5Cl) по 20 мг.

4.В фарфоровой ступке тщательно перемешать оба компонента.

5.Из полученной смеси на лабораторном прессе с использованием пресс-формы спрессовать компакты в виде таблетки.

6.Произвести взвешивание образцов.

7.Определить рН и влажность почвы.

8.Приготовить навески почвы по 100 г и разместить в пластиковые контейнеры.

9.В почве разместить полученные формы препаратов в виде таблетки.

10.Разместить приготовленные образцы (контейнеры с почвой с образцами препаратов) в термостате при заданной температуре (25 0С).

11.Ежедневно измерять и корректировать влажность почвы.

12.Периодически (еженедельно) в ходе занятий изымать на 3 контейнера для анализа состояния образцов препаратов (внешний вид, остаточная масса), фиксировать фотографированием.

13.Результаты заносить в табл. 6.1.

14.По завершении эксперимента построить график изменения массы формы (рис. 6.1), определить скорость разрушения полимерного матрикса (рис. 6.2) и период полураспада полимера в данных условиях:

V = Mисх/М1… М2…М3 и т. д.,

где V – скорость разрушения полимера (мг/сутки), Мисх, М1 и т. д. – масса образцов.

Таблица 6.1

Дата

Длительность

Масса об-

Скорость

Период полу-

этапа,

разца

разрушения

распада

сут

полимера,

г/сут

 Введение в биотехнологию. Метод. указания по лабораторным работам

-76-

studfiles.net

Роман Куликов. О биотехнологиях в сельском хозяйстве

– Что такое кластер биомедицинских технологий Фонда «Сколково»? – В кластере «Биомед» объединены все Life Science (науки о жизни), хотя формально биотехнологии в сельском хозяйстве считаются шестым направлением в Фонде, дополнительно к кластерам энергетики, IT, космоса, ядерных технологий и медицины.

–​ Расскажите о направлении «Биотехнологии в сельском хозяйстве». – Россия активно развивает практическое сельское хозяйство — отрасль, которая потребляет различные технологии (семена, техника, корма и прочее) для производства агропродукции, но сами технологии также нуждаются в интенсивной поддержке. Исторически в сельское хозяйство приходили люди, которые часто сами выросли в деревне, потом получили соответствующую специальность и связали свою жизнь с практическим сельским хозяйством.

Но с конца ХХ века, а точнее в 1990 году, произошли серьезные экономические изменения, и поддержка практического сельского хозяйства в России стала угасать. В сельскохозяйственные вузы часто стали поступать только ради диплома, а после окончания искали работу в других отраслях.

Примерно 10 лет назад, в связи с глобальной консолидацией активов в России и приходом большого капитала, стали появляться большие и средние агрохолдинги. Многие компании имеют активы и технологии от полей до розницы. Это вертикально интегрированные структуры, которые потребляют огромное количество самых разных инновационных технологий. Начиная свой бизнес, они покупали российские активы, землю, коровники, но из-за того, что наши технологии не были заточены под рынок, агрохолдинги вынуждены были покупать западные решения. То есть, ты покупаешь корову за рубежом, и потом также за рубежом закупаешь корма, вакцины и технологии аппаратного доения.

Такая же ситуация была и в растениеводстве, когда покупались западные семена, а к ним специальные пестициды, микроудобрения и технологии. Естественно, российские компании не устраивает зависимость от западных поставок и их стоимость, что обусловило постоянный поиск именно российских разработок, которые можно было бы использовать. Критический момент наступил несколько лет назад, пик был связан с введением санкций: сейчас мы имеем огромный запрос на импортозамещающие технологии.

Сегодня биотехнологии в агропромышленности — это самое интересное, что может быть. Ситуацию можно сравнить с прорывом в области IT.

– Как биотехнологии применяются в сельском хозяйстве? – Любая интенсивная технология выращивания винограда, поросят или уток предполагает технологичность и колоссальный сбор данных на каждом этапе. Например, корова, рожденная в Ирландии, Голландии или Израиле почти сразу получает датчик, который отслеживает ее кровяное давление, вес, частоту пульса, вкусовые предпочтения, желание или нежелание размножаться, все ее перемещения. Собирается и оцифровывается огромная база данных по миллионам коров. Все эти данные сохраняются, и мы можем выбрать корову по нужным нам параметрам, потом подобрать ей идеальную пару для размножения, чтобы получить потомство по заданным критериям: скорость набора веса или объемы даваемого молока.

То же самое касается растений. Выращивая виноград или сахарную свеклу, мы можем отслеживать десятки параметров: влажность и кислотность почвы, температура, газовый состав, количество солнечных лучей. В итоге мы получаем точечное земледелие, когда известно, что, в каком количестве, в какие сроки надо вносить на каждый квадратный метр земли.

При этом технологии эти вполне безопасны, результаты их применения отслеживаются уже десятки лет. Это так называемые метаанализы, когда проводится специальный поиск и анализ огромного количества наблюдений за разными биологическими объектами, когда недостаточно одного или двух-трех испытаний, а нужно проследить статистику на тысячах животных или растений, когда анализируются многочисленные литературные источники.

Метаанализ показывает, что технология как минимум не опасна. Это можно сравнить с фармацевтикой. Каждый год на рынок выходят новые оригинальные лекарства, но о безопасности конкретного лекарственного препарата можно судить только после 20–30 лет его применения.

Новые технологии позволяют ускорить природную эволюцию и природную селекцию. Например, «природные» яблоки имеют размер мячика для пинг-понга. А нынешние яблоки мы имеем в результате селекции, которая была выполнена традиционным путем: яблони скрещивали, годами наблюдали, отбирали и так далее. Сейчас это все можно делать в лаборатории, и, взяв гены от какой-нибудь канадской, сибирской или краснодарской яблони, замиксовать их так, чтобы получилась яблоня, которая была бы устойчива к холоду, давала сладкие плоды и потребляла из почвы нужные питательные вещества. Перенос генов между яблонями — это просто многократно ускоренная генетическая селекция, когда нужный результат можно получить быстрее. Это — молекулярная ускоренная селекция.

–​ Какие специалисты занимаются молекулярной селекцией? – Этой работой занимаются молекулярные биологи, которых готовят на всех традиционных биофаках. Также молекулярные биологи редактируют геном. Генная модификация организмов — это прогресс науки, который можно сравнить с появлением мобильного интернета.

–​ Насколько сегодня востребованы люди, занимающиеся биотехнологиями? – Хотя разработка российских технологий сейчас переживает огромный бум, мы испытываем дикий дефицит специалистов, которые работают в биотехнологиях. 20 лет назад отдельно были специалисты в агро, биологи и математики, но сегодня биотехнологии — это межиндустриальная история. Недостаточно знать досконально биологию млекопитающих и биологию растений. Сейчас любой биотехнолог обязан знать три глобальные платформы. Во-первых, он должен знать биологию, особенно молекулярную, понимать генетику и молекулярные механизмы, экспрессию генов, как животные или растения размножаются, чем они болеют, как их лечить и т. п. Во-вторых, он должен обязательно знать один, а лучше два иностранных языка: английский, а к нему испанский или китайский (Страны БРИКС — Индия, Китай, ЮАР и Бразилия за 15 лет совершили рывок в биотехнологиях). В-третьих, необходимо знать математику, потому что все оцифровано, а любая молекулярная генетика, селекция, подбор вакцин и кормов — это математический расчет. В итоге надо иметь биолого-математический мозг. Сейчас недостаточно быть ботаником в классическом смысле и ловить сачком бабочек, нужно понимать, как эта бабочка летит, уметь рассчитать траекторию ее полета.

– Какие вузы готовят биотехнологов? – Биотехнологам не обязательно идти в агровуз. Для этого можно поступить в биологический вуз и изучать физиологию животных или растений. Что касается агровузов, то пока у них практически нет биотехнологических направлений. Они больше готовят практических агрономов и ветеринаров. Развитие новых факультетов только начинается.

Есть несколько флагманов: Российский государственный университет им. К.А. Тимирязева, Белгородский государственный аграрный университет им. В.Я. Горина, Кубанский государственный аграрный университет, Ставропольский государственный аграрный университет, Алтайский государственный аграрный университет. Есть много научных институтов, которые принимают сильных выпускников, помогают им развиваться и писать кандидатские и докторские диссертации. Это Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии, Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений в Санкт-Петербурге, Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии в Пушкине.

Всего в стране более 50 сельскохозяйственных вузов, но им, на мой взгляд, надо быть более гибкими, чтобы перестраивать учебный процесс, открывать новые программы, факультеты, работать с местными холдингами и производителями питания. Нет смысла начитывать лекции, которым уже 30 лет. Нужно понимать, что сейчас в России, например, подъем промышленного птицеводства, но очень мало опытных ветеринаров, специализирующихся на птицах, нет специалистов в области кормления птиц. И вот этому людей надо учить. Традиционные вузы должны обучать студентов, учитывая развитие современных технологий и потребности рынка.

Я уверен, что сегодня есть смысл поступать в вузы на молекулярную биологию и информатику. После учебы 2–3 года набираться опыта в одном из российских НИИ или стажироваться за рубежом, а потом работать.

– Какие направления микробиологии относятся к числу наиболее перспективных? – Сейчас на подъеме находится отрасль микробиологии, которая изучает взаимоотношения между макроорганизмом, например коровой или человеком, и микроорганизмами — микробами, грибами и вирусами. Как эти взаимоотношения влияют на устойчивость к инфекции, например.

Дело в том, что во всем мире сейчас ищут принципиально новые подходы к лечению инфекций. Бактерии нельзя «глушить» новыми антибиотиками, потому что у любого микроба вырабатывается привыкание. Нужно придумывать новые вещества, которые просто блокируют развитие микробов. Например, в лесохимии некоторые экстракты растений позволяют это делать. Поэтому все, что касается заболеваний человека, животных и растений — сфера микробиологов.

К числу перспективных отраслей сегодня относятся пробиотики для растений и животных, биопестициды для растений, то есть замена химических антибиотиков и пестицидов на биопрепараты. Приходит понимание того, как микробы, которые безопасны для человека и животного, могут помешать размножаться вредным микробам.

Микробиология — это традиционная специальность, которой занимались много лет. Но сейчас в микробиологию пришли математические методы, методы секвенирования, расшифровки геномов микробов, генная инженерия, когда мы можем переставлять гены разных микробов между собой и заставлять микробов синтезировать нужные нам вещества или придавать им определенные свойства.

– Какие вузы готовят микробиологов? – Тех, кто занимается проблемами человека, готовят в медицинских вузах, а биологических и почвенных микробиологов готовят сельскохозяйственные вузы. Микробиологов в России готовят все ключевые вузы биологического профиля. А уже решением микробиологических проблем в агробиотехе занимаются Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений в Санкт-Петербурге, Лаборатория микробиологического анализа в Кубанском государственном аграрном университете, Всероссийский НИИ фитопатологии в Одинцовском районе Подмосковья.

– Какие еще профессии востребованы в агротехе? – Нужны биоинформатики — люди, которые пришли к нам из IT, но понимают биологию. Они работают с большими массивами биологической информации. Наш опыт показывает, что чаще всего в биоинформатику приходят из IT, чем из биологии. Эти люди все-таки больше математики.

Специалистов, которые потом могут прийти в биоинформатику, готовят в МГУ им. М.В. Ломоносова (факультет биоинженерии и биоинформатики), Санкт-Петербургский государственный университет, МФТИ, который открыл биокластер и сейчас делает огромные прорывы в области бионаук, биообразования и биопроектов. Еще я бы назвал Новосибирский государственный университет, Томский политехнический университет, Алтайский государственный технический университет в Барнауле и Красноярский государственный университет, который больше заточен на лесные технологии.

Еще нужны молекулярные инженеры, которые обычно учатся на кафедре молекулярной биологии. Это люди, которые занимаются точными технологиями. Мы все знаем про ЭКО — экстракорпоральное оплодотворение для человека. Эта же технология прекрасно работает для животных. Работа с половыми клетками, эмбрионами, зиготами требует знания биологических наук.

Нужны менеджеры проектов — люди, которые должны иметь базовое биологическое или аграрное образование и понимать, как выстроить полностью научный процесс, чтобы создать новую или усовершенствовать старую технологию для своей кампании. Они понимают, какие исследования нужно делать у себя, какие заказывать другим институтам, а потом собирают все это вместе в один проект.

Например, нужно разработать технологию для выращивания капусты. Внутри своей лаборатории ты проводишь подбор сортов капусты и одновременно заказываешь микробиологам биопестициды, а в другом НИИ — разработку, которая поможет обогатить капусту витаминами, то есть встроить ген или сделать технологию, которая позволяет капусте быть не просто капустой, а капустой, которая обогащена витаминами и микроэлементами. Дальше ты заказываешь техническим вузам специальные условия создания микроклимата. После ты должен собрать целую технологию, которая масштабируется, чтобы выращивать эту заряженную, обогащенную витаминами специальную капусту, которая ничем не болеет, устойчива к разной заразе и выживает за счет абсолютно безопасных для человека биопестицидов. Всеми этими вещами и управляют менеджеры проектов. Кстати, любое наше общение с крупным агрохолдингом начинается со слов: «А можете нам посоветовать каких-то менеджеров проектов, которые могли бы отбирать для нас новые технологии и создавать цепочки создания инноваций».

Базовое образование у менеджеров — биологическое, но они должны иметь и образование в области управления проектами (общий менеджмент, проектный менеджмент). Это образование есть на многих факультетах. Таким образом, получив степень бакалавра по молекулярной биологии, можно пойти в магистратуру уже на управление.

– Как вы оцениваете будущее российского агробиотеха? – Потребность в специалистах будет возрастать. Определенные сигналы показывают, что даже крупные агрохолдинги и исследовательские компании испытывают сейчас колоссальный кадровый голод в инновациях и в специалистах. Нехватка людей, которые занимаются биотехнологиями, тормозит этот процесс.

Российская Федерация — это огромная природная площадка для отработки самых разных технологий: мы имеем практически все виды климата, которые есть в мире. Сейчас ряд международных химических компаний ищут специалистов внутри России. В агро есть огромный дефицит управленцев в области исследований, практики и агрообразования.

– Каковы зарплатные перспективы специалистов, которые придут в агробиотех в будущем? – Если ты что-то делаешь в области агро лучше многих своих сверстников, то зарплата будет точно большая.

Я знаю, что специалисты в области маркетинга или ветеринарии, ветеринарных продаж, которые даже не имеют базового образования, получают зарплаты, исчисляемые сотнями тысяч.

У многих микробиологов, которые работают, например, в молочных производствах крупных компаний, зарплата очень достойная, больше 100 тыс. рублей. Можно взять любую специальность из тех, что мы называли, выучить хорошо язык, пройти хорошую аспирантуру, защититься где-то в хорошем российском НИИ, пройти где-то стажировку (хотя бы полгода), и тогда проблем с работой не будет.

– Что можно посоветовать школьникам, которых заинтересовали биотехнологии? – Я знаю, что Агентство стратегических инициатив проводит образовательные площадки, где читают лекции для школьников, в том числе и по биотеху, туда приходят и профессора-биотехнологи из Сколтеха. Есть биологические кружки в МГУ.

В Интернете можно поискать сайты по биотехнологиям, но они могут быть не очень интересны для школьников, потому что рассчитаны на специалистов

– Какие книги вы бы посоветовали почитать и/или какие фильмы посмотреть тем, кто хочет понять, что такое биотехнологии в агропромышленном комплексе? – Когда смотришь фильм «Марсианин» (The Martian), где герой выращивает картошку, то видишь много ляпов с точки зрения биотехнологий. Но там показаны правильные перспективы биотехнологий, которые дадут возможности выращивать овощи в экстремальных условиях.

intalent.pro

Сельскохозяйственные биотехнологии

Биотехнология в животноводстве: российская наука шагнула далеко вперед (+ звук)

Комплексной программой развития биотехнологий на территории РФ до 2020 года в качестве приоритетов в области животноводства определены разработка и внедрение геномных и постгеномных методов создания форм животных, а также методов геномной паспортизации. Все это отличные способы повышения эффективности селекционно-племенной работы. Предлагаем вашему вниманию доклад директора ГНУ ВИЖ Н. А. Зиновьевой: «Инновационные разработки институтов отделения зоотехнии в области биотехнологий».

Генетические основы селекции животных

Существенный прогресс в области селекции сельскохозяйственных животных в последние десятилетия в мире связан с разработкой и внедрением технологии генной и геномной селекции. Последние имеют высокий инновационный потенциал, однако их последующее внедрение в России требует разработки собственных систем или вхождения международные системы оценки племенной ценности. Технологии генной селекции, которые не потеряли сегодня своей актуальности в мире, разрабатываются и внедряются сегодня институтами Россельхозакадемии практически на всех основных видах основных сельскохозяйственных животных. Наибольшие успехи достигнуты в области свиноводства, где предложено к внедрению 15 генов, влияющих на все основные экономически значимые признаки свиней.

К примеру, учет при отборе хряков определенного генотипа только по одному из ДНК-маркеров, позволяет в расчете на 100 голов товарных свиней получать дополнительно 8,7 т свиней в живом весе или 6,1 т мяса свиней в тушах. При необходимости получения живых свиней массой 100 кг, что требует переработка, использование технологий генной селекции только по одному маркеру, позволяет сократить технологический цикл от рождения до убоя со 167 до 154 дней.

Паспортизация

Исследования в области ДНК-паспортизации животных проводятся, начиная с конца 90-х годов прошлого века. С этой целью в институтах отделения зоотехнии созданы и постоянно пополняются ДНК-банки основных видов и пород сельскохозяйственных животных и птицы. Решение задачи создания генетических паспортов пород сельскохозяйственных животных, поставленных в программе, требует разработки методов и тест-систем, позволяющих с высокой точностью проводить генетическую дифференциацию пород, типов и линий животных.

Проводимые в течение ряда лет исследования, показали, что наиболее эффективным типом маркеров в этой связи являются микросателлиты. И сегодня нами предлагаются мультилокусные системы анализа этих маркеров для всех основных видов животных, позволяющие с высокой точностью дифференцировать популяции и породы внутри видов.

Инновационный потенциал предложенных систем ДНК-паспортизации заключается в их использовании в контроле происхождения и чистопородности племенного материала. Последнее имеет особую актуальность  в области свиноводства и птицеводства, базирующихся, как известно, на системе гибридизации, эффективность которой во многом определяется чистопородностью исходных форм и линейностью кроссов.

Следует отметить  всероссийский масштаб восстребованности технологии ДНК-паспортизации КРС и свиней, внедрение которых осуществляется более чем в 30 субъектах РФ.

Поступательный рост коммерческих исследований на подтверждение достоверности происхождения методами ДНК-анализа отмечается в коневодстве, где эти методы постепенно вытесняют иммунно-генетические. Число образцов, исследованных во ВНИИ коневодства, увеличилось с 4 в 2008 году до более 3 000 в 2012 году.

Диагностика наследственных заболеваний

Одним из элементов системы генетической паспортизации сельскохозяйственных животных является контроль над распространением наследственных заболеваний. Сегодня нами разработаны и внедрены системы анализа 11 генов наследственных заболеваний у 4 видов сельскохозяйственных животных. Наиболее интенсивно работы ведутся в свиноводстве и скотоводстве, где риск распространения наследственных аномалий особенно велик вследствие интенсивного использования искусственного осеменения и стратегии селекции на лидера.

Примером роли ДНК-технологий в контроле наследственных заболеваний может служить иллюминация наследственного дефекта «комплексный порог позвоночника КРС». Если в 2005 году доля быков – скрытых носителей данного дефекта – составила 5,1%, то по итогам исследований 2012 года из почти 300 быков не было выявлено ни одного носителя.

Приведенные данные убедительно показывают востребованность и высокую значимость разработки и внедрения технологий генной и геномной селекции генетической паспортизации племенного материала в животноводстве. Но их дальнейшее развитие требует поддержки государства.

Сохранение генофонда

В качестве одного из инструментов поддержки биотехнологии комплексной программой предусмотрено поддержание и развитие биоколлекций. В мире  существуют различные формы поддержания коллекций биологического материала сельскохозяйственных животных. Это генофондные стада, криоколлекции семени и эмбрионов, креоколлекции соматических клеток. Самой крупной на сегодня генофондной коллекцией в России является коллекция птицы в ВНИТИ Птицеводства, нащитывающая  86 генофондных единиц. Кроме того, в экспериментальном хозяйстве ВНИИ генетики  разведения животных уникальный генофонд насчитывает 29 редких пород и 10 новых популяций кур селекции института.

Во ВНИИЖ сформирована и поддерживается коллекция семени редких и исчезающих видов животных, эмбрионов и соматических клеток животных. В НИИ коневодства более 30 лет сохраняется биологический материал выдающихся жеребцов-производителей различных пород лошадей.

В рамках реализации приоритетного направления следует предусмотреть поддержку всех форм биоколлекций сельскохозяйственных животных. Принимая во внимание разработки институтов отделения  зоотехнии в области получения эмбрионов сельскохозяйственных животных ИНВИТРО и клонирования, особое внимание следует уделить развитию криоколлекций соматических клеток-доноров ядер для клонирования, как способа тиражирования выдающихся генотипов в животноводстве.

Об отчетной сессии ВИЖа за 2012 год можно прочитать здесь

©

www.agroxxi.ru

Биотехнология (Сельскохозяйственная биотехнология)

Некоторые книги по биотехнологии, как и сами биотехнологии уже стали классическими. С ними надо ознакомиться, несмотря на год издания (80-е года). Некоторые книги по биотехнологии, старого издания, следует изучить для того, чтобы понять с чего начиналось изучение того или иного процесса, технологии и что поменялось с момента становления биотехнологии как науки.

Пакеты книг по биотехнологии сформированы так, чтобы помочь разобраться во всех направлениях биотехнологии. Каждый пакет посвящен одному из направлений биотехнологии. В пакеты «Биотехнология» включена базовая литература, изучив которую, можно считать одно из направлений биотехнологии освоенным.

Сельскохозяйственная биотехнология – это широкое и емкое направление, включающее в себя и биотехнологию растений, животных и биоконверсию. Сельскохозяйственная биотехнология – это и создание новых видов животных и сортов растений, условия культивирования растительных и животных клеток и тканей, вермикультивирование, поиск и создание альтернативных источников энергии, утилизация отходов, производство биоудобрений и биологическая защита растений. Пакет Биотехнология (Сельскохозяйственная биотехнология) скачать одним файлом можно по ссылке на этой странице или каждую книгу по отдельности можно скачать по этим ссылкам:

Пакет Биотехнология (Сельскохозяйственная биотехнология):

  • 2008, Сельскохозяйственная биотехнология, Шевелуха
  • 2006, Научные основы экобиотехнологии, Кузнецов
  • 2003, Біотехнологія рослин, Мельничук
  • 1999, Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе, Бутенко
  • 1992, Технология микроклонального размножения, Калинин
  • 1990, Биология развития млекопитающих, Манк
  • 1990, Биометрия, Лакин
  • 1989, Культура животных клеток, Фрешни
  • 1980, Методы культуры тканей в физиологии и биохимии растений, Калинин

bio-x.ru

БИОТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

БИОТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Б. А. Воронин

(Уральский государственный аграрный университет)

Главной задачей сельскохозяйственного производства является обеспечение населения страны в соответствии с медицинскими нормами качественными, биологически полноценными продуктами питания из сырья растительного и животного происхождения.

В геополитическом плане это обеспечение продовольственной независимости государства. Решение таких социально значимых задач объективно требует устойчивого экономического развития сельского хозяйства и всего агропромышленного комплекса страны, что напрямую связано с увеличением объемов производства сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия, с урожайностью сельскохозяйственных культур и продуктивностью сельскохозяйственных животных и птиц. Таких показателей можно добиться при условии технологической модернизации и внедрения в аграрное производство новейших научных достижений в селекционной деятельности и племенном животноводстве. Принятые за последние годы органами государственной власти меры экономико-правового характера оказывают свое позитивное воздействие на развитие отечественного сельского хозяйства. Вместе с тем остаются реальные проблемы, связанные с качественными показателями в растениеводстве и животноводстве.

Несмотря на внедрение в производство новейших селекционных достижений, по-прежнему сохраняется большой разрыв между биологической урожайностью сельскохозяйственных культур и так называемым амбарным весом, то есть тем, что фактически находится на хранении после подработки (сушки, сортировки и т. д.). Сегодня, например, в отдельных хозяйствах Свердловской области биологическая урожайность пшеницы составляет 50 ц/га и более. А фактические результаты держатся уже десятилетиями на уровне 15-22 ц/га. По оценке специалистов, российское сельское хозяйство ежегодно теряет из-за сорняков и вредителей 34,6 % злаковых культур, 42,2 % картофеля (потери от колорадского жука составляют миллионы долларов, 10 % картофеля гибнет от фитофтороза и других болезней). Одних только микотоксиконов ученые выявили около 300 видов. А всего вирусов, грибков и иных болезней сельскохозяйственных растений и животных в мире выявлено свыше 1 600. В условиях Среднего Урала в растениеводстве присутствуют такие проблемы, как недостаточная устойчивость к полеганию зерновых и зернобобовых культур, длительные сроки вегетации, что приводит к одновременному созреванию всех зерновых и овощных культур и «битве за урожай», когда не хватает техники, автотранспорта, сушилок, рабочих ресурсов.

Для повышения продуктивности животноводства, прежде всего молочного, необходим высокобелковый корм из кукурузы, сои, рапса и других масличных культур. Это обстоятельство требует улучшения селекционной деятельности для того, чтобы названные культуры могли вызревать в условиях Сверд-ловской области и отпала бы необходимость ежегодного закупа семенного материала из других регионов или из-за рубежа. То же касается и картофеля и семян овощных культур, по которым в отдельных случаях импорт семян достигает 90-95 %.

Мы ведем разговор об известных культурах, но в мире в настоящее время начинают выращивать по ресурсосберегающим технологиям новые культуры, отличающиеся высокой продуктивностью и хорошими качественными характеристиками.

Не менее сложная задача стоит и в области сельскохозяйственного животноводства. С ростом надоев резко снижается продуктивное долголетие коров. Так, в Свердловской области в среднем это 2,8 лактации, а по отдельным регионам России - до 2,3 лактаций. То есть 3 отела - и на мясокомбинат.

Снижается выход телят до 70 голов от 100 коров, что не позволяет резко увеличить поголовье коров за счет ремонтного молодняка.

По-прежнему остаются очаги заболеваний крупного рогатого скота и других видов животных, а также птицы, и рыб в организациях сельскохозяйственного рыбоводства.

Сегодня у всех на слуху африканская чума свиней (АЧС). Этот вирус в свое время был обнаружен в Испании, Мадагаскаре, а затем и на территориях Грузии и Армении. В Российской Федерации впервые выявили заболевания АЧС в Краснодарском и Ставропольском краях. На Кубани были уничтожены крупные свиноводческие комплексы по 20 тыс. и более голов каждый. Вирус АЧС сейчас обнаружили в Смоленской, Белгородской, Тверской, Воронежской, Ростовской областях и в других субъектах Российской Федерации. Кроме африканской чумы свиней на территории нашей страны имеются и другие заболевания сельскохозяйственных животных (ящур, бешенство, лейкоз, бруцеллез, и др.).

В условиях ВТО с увеличением потока сырья и продукции животного происхождения из других стран возможен завоз и таких новых вирусов, как блутанг, вирус Шмалленберга и др. Опасность вышеперечисленных заболеваний заключается в том, что многие из них передаются человеку и животным, находящимся в окружающей природной среде.

Так, в настоящее время ящур обнаружен в Кавказском биосферном заповеднике, в котором обитают зубры, олени и другие дикие животные. Выполнить вакцинацию этих животных не всегда возможно, а значит, этот вирус парнокопытных может получить дальнейшее распространение.

Рассматриваемые в настоящей статье проблемы не исчерпываются этим. Так, еще с 1 января 1990 г. в России запрещена химическая обработка в закрытом грунте, где должны применяться биологические методы защиты огурцов, томатов, зеленых и других культур, выращиваемых в теплицах. Должна вестись селекционная работа по выведению сортов овощей, устойчивых к различным заболеваниям. Однако вырастить высокие урожаи сельскохозяйственной продукции на полях или в закрытых помещениях невозможно без применения удобрений - органических или минеральных. Таким образом, чтобы решить проблему плодородия почв, продуктивности растений и животных, их защиты от сорняков, вредителей, вирусов и других болезней, необходима переориентация на развитие биотехнологий.

Именно биотехнологии в разумном сочетании с генетикой и селекцией позволяют создавать хозяйственно ценные сорта растений и породы сельскохозяйственных животных.

В Комплексной программе развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года, утвержденной Правительством РФ (Постановление от 24 апреля 2012 г. № 1853п-П8), среди приоритетов развития биотехнологий выделены сельскохозяйственная и пищевая биотехнологии.

Использование биотехнологии в сельском хозяйстве ориентировано на стабильное развитие сельскохозяйственного производства, решение проблемы продовольственной безопасности, получение высококачественных и экологически безопасных продуктов питания, переработку отходов сельскохозяйственного производства, восстановление плодородия почв.

В данном направлении наиболее приоритетными являются:

- создание новых сортов сельскохозяйственных растений и животных с использованием современных постгеномных и биотехнологических методов;

- разработка и внедрение методов геномной паспортизации для повышения эффективности селекционно-племенной работы, технологий клонирования животных-производителей;

- производство биопрепаратов для растениеводства;

- производство кормовых добавок для сельскохозяйственных животных;

- производство ветеринарных биопрепаратов.

Рассмотрим более детально отдельные направления развития биотехнологий, обозначенные в программе.

1. Биологическая защита растений

В течение последних 10 лет биотехнологическими методами удалось создать новые поколения биологических средств защиты растений, которые по стоимостным характеристикам вполне могут конкурировать с химическими средствами защиты. В результате наблюдается масштабный рост объемов применения биологических средств практически во всех крупных аграрных регионах мира. Меры биологической защиты растений позволяют повысить урожайность, снизить потери в растениеводстве, внедрить интегрированные системы защиты растений, ведут к снижению остатков действующего ве-щества в конечной продукции, что крайне важно при контроле в странах - импортерах российской сельскохозяйственной продукции (на данном этапе - зерновых). В Европейском союзе в настоящее время действует директива, утвердившая программу REACH, определяющую резкое повышение тре-бований к использованию химикатов (причем не только в сельском хозяйстве). Развитие направления биологической защиты растений ведет к значительному снижению химической нагрузки на растениеводство, способствуя долгосрочной конкурентоспособности сектора.

2. Сорта растений, созданные с использованием методов биотехнологии

В настоящее время в Российской Федерации практически не создаются сорта и гибриды нового поколения, устойчивые к засухе, болезням, гербицидам, насекомым-вредителям и неблагоприятным условиям среды, с использованием постгеномных технологий (методы селекции, основанные на применении молекулярных маркеров) и генетической инженерии, которые все шире используются во всем мире. Без использования биотехнологических инноваций сельскохозяйственное производство России по-прежнему будет оставаться высокозатратным и проигрывать в конкурентоспособности зарубежным странам. Такая ситуация будет негативно сказываться и на отечественном секторе производства питания. Комплекс мероприятий будет содействовать развитию передовых постгеномных и биотехнологических методов в растениеводстве и формированию динамичных рынков трансгенных семян и растений, востребованных сельскохозяйственными производителями.

3. Молекулярная селекция животных и птицы

Развитие технологий молекулярной селекции обусловлено разработкой современных методов анализа генома, позволяющих выявлять большое число мутаций (полиморфизмов), связанных с уровнем развития экономически значимых селекционных признаков сельскохозяйственных животных, и про-водить их скрининг. Комплексом мероприятий будет предусмотрено создание конкурентоспособных отечественных технологий молекулярной селекции в животноводстве и птицеводстве, направленных на повышение уровня хозяйственно полезных признаков, на улучшение качества животноводческой продукции и, как следствие, на повышение эффективности производства продукции животноводства.

4. Трансгенные и клонированные животные

Основным рыночным фактором роста данного сегмента является то, что трансгенные животные во много раз производительней существующих методов получения рекомбинантных белков и/или антител. Комплексом мероприятий будут созданы условия для вхождения российских производителей в сегменты рынка с высокой добавленной стоимостью и формирования научно-технического задела, способствующего долгосрочной конкурентоспособности сектора.

5. Биотехнология почв и биоудобрения

В рамках комплекса мероприятий будут созданы условия для развития биотехнологий улучшения почв и производства биоудобрений. Биотехнология почв за счет использования растений, содержащих необходимые бактерии, способна существенно повысить качество и производительность почв без использования химических удобрений или со значительным уменьшением объемов их применения. Использование бактерий при переработке органических отходов способно существенно ускорить и удешевить процессы создания органических удобрений, что будет способствовать расширению ор-ганического земледелия в России и положительно повлияет на снижение экологического ущерба от сельского хозяйства.

6. Биопрепараты для животноводства

Биологические препараты для лечения, профилактики и диагностики заболеваний животных представлены широким ассортиментов продуктов как импортных, так и российского производства. Как правило, зарубежные компании занимают сегменты дорогостоящих высокоэффективных препаратов, в том числе полученных с применением генно-инженерных методов. Наиболее важным конкурентным преимуществом отечественных иммунобиологических лекарственных средств для ветеринарного применения является использование для их изготовления местных, выделенных в России или ближайшем зарубежье, штаммов микроорганизмов. Это обеспечивает, как правило, наиболее высокую специфическую эффективность указанных средств при их применении на территории Российской Федерации и на Евразийском континенте. Реализация комплекса мероприятий приведет к вхождению отечественных производителей в сегменты с высокой добавленной стоимостью при сохранении существующих конкурентных преимуществ.

7. Кормовой белок

Кормовой микробиологический белок (кормовые дрожжи) - это сухая концентрированная биомасса дрожжевых клеток, специально выращиваемая на корм сельскохозяйственным животным, птице, пушным зверям, рыбе. Добавление кормового белка в корма резко улучшает их качество и способствует повышению производительности в животноводстве. Комплексом мероприятий будет предусмотрено развитие производства кормового белка в России и создание новых научно-технических заделов, совершенствующих технологии его производства и виды использования.

8. Переработка сельскохозяйственных отходов

В переработке отходов сельского хозяйства и органических отходов пищевой промышленности в последнее время все чаще применяется технология микробиологической конверсии. Технология микробиологической конверсии поистине «всеядна» и использует самые разнообразные органические отходы. В качестве исходного сырья могут быть использованы отходы, остающиеся при сборе сельскохозяйственных культур, отходы пивоварения, отходы, получающиеся при переработке зерна, молока, фруктов и овощей, отходы мясопереработки и т. п. Микробиологическая конверсия позволяет пере-рабатывать отходы виноделия и сахарной промышленности, отходы, получаемые в результате консервирования различных продуктов, в процессе производства растительного масла и растительных жиров в целом. Технология прекрасно утилизирует отходы чайной, винодельческой и эфиромасличной промышленности. Благодаря ней можно перерабатывать даже испорченные, зараженные микрофлорой и частично разложившиеся отходы. Биоконверсия способна восстановить и улучшить кормовые качества недоброкачественных отходов. Комплексом мероприятий будет предусмотрено повышение доли переработки сельскохозяйственных отходов биотехнологическими методами.

9. Биологические компоненты кормов и премиксов

Современный уровень технологий кормления сельскохозяйственных животных опирается на широкое применение биологических компонентов (ферментов, аминокислот, БВК, пробиотиков и др.). В результате развития животноводства в России, которое в основном опирается на импорт технологий и поголовья, сформировался емкий рынок этих продуктов биотехнологии. Однако формирование рынка не привело пока к развитию производственной и технологической базы, появлению новых продуктов, созданных на основе научных достижений российских ученых. В 2010 г. в животноводстве в качестве кормов было использовано 45 млн т зерна, что говорит о крайне низкой эффективности кормопроизводства в стране. Доля зерна в комбикормах составляет 70 % (в странах Европейского союза - 40-45 %), кроме того, в непереработанном виде было использовано более половины от общего количества зерна, предназначенного для кормов. Важно отметить, что производство комбикормов и премиксов в значительной степени ведется без использования биопрепаратов (ферментов, ветеринарных и кормовых антибиотиков, пробиотиков и т. д.). При таком кормлении конверсия корма в животноводческую продукцию существенно отстает от мировых показателей, что снижает конкурентоспособность российского животноводства. Комплексом мероприятий будут созданы условия для развития производственной и технологической базы биотехнологических компонентов кормов и премиксов.

Реализация указанных комплексов мероприятий позволит решить вопросы создания высокоэффективного сельского хозяйства и обеспечения населения полноценным сбалансированным питанием.

Современная волна научно-технического прогресса в сельском хозяйстве основана на проникновении в отрасль новой продукции аграрных биотехнологий генных модификаций.

По прогнозам Международной службы по внедрению агробиотехнологий (75AAA), на период 20102015 гг. главным приоритетом в этой области должно стать наличие эффективной, ответственной, экономичной и уместной системы регулирования генно-инженерных биотехнологий в аграрном секторе. К 2015 г. ГМ-культуры будет применять 20 млн фермеров в 40 странах на 200 млн га, будут разработаны и внедрены новые эффективные биотехнологические культуры, отвечающие нуждам мирового общества, особенно в развивающихся странах Азии, Латинской Америки и Африки.

Генетически модифицированные организмы (ГМО) - это живые организмы, которым путем внедрения чужеродных генов были приданы новые свойства. В науке технологию, позволяющую создать ГМО, именуют генной инженерией.

В частности, под генной инженерией понимается управление генетической основой организмов посредством внедрения или удаления специфических генов с использованием техники современной молекулярной биологии.

Важно отметить, что отличительной особенностью генно-инженерных биотехнологий является возможность получения у растений новых признаков, достижение которых в рамках селекционной деятельности не представляется возможным.

Следует отметить, что на сегодняшний день в России нет ни одного гектара посевов трансгенных растений, однако именно в Россию перемещается центр противостояния работам по биотехнологии и биоинженерии. По мнению академика В. С. Шевелухи, «трансгенные технологии не заменяют традиционные технологии селекции растений, животных и микроорганизмов, а лишь дополняют их, позволяя сократить срок создания новых форм организмов с повышенной и высокой устойчивостью в 2-3 раза» [6].

С другой стороны, по мнению ряда исследователей, опыт использования ГМ-культур в разных странах позволяет говорить о том, что до сих пор отсутствуют объективные данные, подтверждающие их преимущества перед традиционными культурами. Кроме того, уже известны многочисленные факты негативного влияния ГМО на окружающую среду, здоровье человека и социально-экономическое развитие регионов. К числу наиболее часто встречающихся проблем в данной сфере относятся:

- генетическое загрязнение традиционных и органических культур;

- увеличение объемов использования химических средств защиты;

- аллергические реакции на ГМ-продукты, прежде всего у детей.

Очевидно, что проблемы широкого распространения ГМ-растений требуют теоретического осмысления, разработки объективных методов и критериев оценки риска, интеграции с другими областями знаний и, наконец, выбора оптимальных возможностей широкого распространения конечного продукта.

Сегодня в обществе существует обеспокоенность, связанная с появлением новых биотехнологий в сельском хозяйстве. Учитывая это, большинство стран пришло к выводу о необходимости регламентации и выработки стратегии безопасности, нацеленной на то, чтобы взять генно-инженерную деятельность под государственный контроль. По мнению академика Ю. Овчинникова, рождение генетической клеточной инженерии - это новые направления биологической науки, которые «справедливо ставят в один ряд с расщеплением атома, преодолением земного притяжения и созданием средств электроники» [4]. Академик подчеркивал: «Современная биотехнология является основой научно-технического прогресса в сельском хозяйстве, в медицине и поэтому имеет стратегическое значение для развития народного хозяйства» [4].

Поступательная интеграция России в международный рынок сельскохозяйственной продукции и вступление в ВТО ставят вопрос о неизбежной торговой экспансии на российский рынок семян генетически модифицированных сортов и гибридов зарубежных производителей. Не секрет, что в России состояние этой активно развивающейся отрасли хозяйства, требующей сочетания современных методов и подходов биотехнологии, нанотехнологии и традиционного сельского хозяйства, пока еще отстает от уровня сельского хозяйства и биотехнологии в развитых странах.

В данной ситуации обеспечение продовольственной безопасности России во многом зависит от создания условий наращивания объемов сельскохозяйственного производства при одновременном внедрении высокоэффективных агробиотехнологий, которые позволяют безболезненно ввести генетически модифицированные культуры (желательно отечественные) в широкую сельскохозяйственную практику. На первых порах из-за неоправданной боязни потенциальной опасности ГМ пищевых и кормовых культур речь может идти по крайней мере о технических культурах.

В связи с этим проблема разработки методов молекулярной селекции и создания трансгенных сортов основных сельскохозяйственных культур в России приобретает стратегическое значение с точки зрения продовольственной безопасности и независимости страны, а владение современными методами агробиотехнологии и генетической идентификации растений является основой для предотвращения превращения России в свалку отходов биотехнологической индустрии развитых стран.

Таким образом, следует считать, что проблема развития биотехнологий в российском сельском хозяйстве является более чем актуальной.

С одной стороны, объективный научно-технологический процесс способствует позитивному развитию сельскохозяйственного производства, особенно в условиях членства России в ВТО. С другой стороны, развитие биотехнологий должно исключить риски для производителей сельскохозяйственной продукции и особенно для ее потребителей в плане непредсказуемости для здоровья человека и окружающей среды. Эра «зеленой революции» наступила, и, несомненно, XXI век будет веком торжества агробиотехнологий. Вместе с тем для полноценного правового регулирования развития биотехнологий, на наш взгляд, одной кампании программы недостаточно. Необходимо кардинально изменить нормы федерального закона «О государственном регулировании генно-инженерной деятельности» (1996) в части снижения рисков при использовании в сельском хозяйстве ГМО и повышения юридической ответственности за нарушения требований в этой сфере.

Список литературы

1. Воронин Б. А. Правовые проблемы развития биотехнологий и использование генно-инженерных методов в сельском хозяйстве // Биотехнологии и перспектива развития сельского хозяйства: сборник статей научно-практической конференции (22 ноября 2007 г.). Екатеринбург: УрГСХА, 2008. С. 13-19.

2. Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период 2020 года, утв. Постановлением Правительства РФ от 24.04.2012 г. № 1853п-П8.

3. Новиков Ю. В. Экология, окружающая среда и человек. М., 2012.

4. Овчинников Ю. Г. ГМ-культуры укрепляют позиции // Экономика сельского хозяйства России. 2007. № 7. 2007. С. 39-40.

5. Проблемы агробиотехнологии / под ред. П. Н. Харченко. М., 2012.

6. Сельскохозяйственная биотехнология: учебник / под ред В. С. Шевелухи. М.: Высшая школа, 1998.

zoovet.info


Смотрите также