Команда казахстанских ученых создала уникальную технологию, которая способна восстанавливать популяции краснокнижных растений в любой точке земного шара. Изначально, новую разработку планируется применить в Казахстане, чтобы уберечь от вымирания редкие образцы флоры. В будущем технология может быть масштабирована на весь мир. Команда ученых – Каракоз Серикбаева MS, Сулеймен Каимов PhD, Абылай Каимов PhD и Айдархан Каимов PhD рассказали о своей разработке редакции Er10 media.
– Расскажите подробнее о вашей методике восстановления краснокнижных растений? В чем преимущества вашей технологии перед естественным размножением при помощи семян?
– Микроклональное размножение растений — один из способов вегетативного размножения в условиях «in vitro». По своей сути – это микроклональное размножение аналогичное вегетативному типу размножения растений с той лишь разницей, что оно протекает в пробирке в условиях in vitro, где из клеток изолированных тканей в итоге можно получить достаточно большое количество новых растений.
Еще недавно этот способ рассматривали как возможность ускоренного клонирования вегетативно размножающихся видов растений, а также как вспомогательный метод освобождения растений от вирусов.
Однако результаты некоторых исследований показали, что значение этого метода существенно возрастает для клоновой селекции растений, а также ряда других методик. Способность к образованию больших количеств (несколько миллионов и более) соматических зародышей в условиях in vitro используется для разработки технологии массового и непрерывного получения «искусственных семян». Более того, метод клонального микроразмножения может быть с успехом использован для создания синтетических сортов.
Технологический процесс микроразмножения состоит из следующих этапов:
– введение in vitro;
– мультипликация микропобегов;
– укоренение микропобегов;
– адаптация микропобегов в почвогрунте;
– получение сеянцев и минисаженцев.
– Как бы вы оценили важность своей разработки?
– Важность этой технологии трудно переоценить. Промышленное развитие городов является основной причиной разрушения и деградации природных ресурсов по всему миру. Вследствие ухудшения биоразнообразия усиливается нагрузка на окружающую среду и человека. По этой причине актуальность поиска решений задач по улучшению экологического состояния городов только возрастает.
Одним из главных инструментов в озеленении является посадка деревьев. Древесные насаждения являются одним из механизмов стабилизации экологической обстановки в городах. Они поглощают из воздуха различные химические токсины, участвуют в формировании микроклимата города и обеспечивают защиту человека от неблагоприятных климатических воздействий. Ускоренное озеленение создаст комфортные и более безопасные условия для горожан.
– Можно ли технологию масштабировать на Казахстан и более обширные регионы?
– Данную технологию можно масштабировать в любую точку мира. Однако, в настоящее время технологический процесс микроклонального размножения осуществляется с применением ручного труда человека, что делает невозможным масштабирование технологии для озеленения крупных городов и больших территорий.
Успех микроклонального размножения в промышленных масштабах зависит от способности переносить растения из in vitro в больших масштабах, с низкими затратами и с высокой выживаемостью в почвогрунт. Для этого нужен специальный роботизированный комплекс, который заменит человека и будет делать эту работу быстро.
В данный момент мы занимается этой разработкой. Конечным результатом проекта будет создание физического прототипа роботизированного комплекса со схватом для перемещения микропобегов из транспортной емкости in vitro в рабочую емкость с почвогрунтом. В этом случае мы сможем быстро масштабировать технологию.
– Какие популяции растений вы хотели бы восстановить в первую очередь?
– Для озеленения предусматривается посадка и размножение деревьев – яблони Недзвецкого, яблони Сиверса, тополя серебристого и тополя Болле, кустарников в качестве живой изгороди – спиреи японской и кизильника блестящего, которые обладают устойчивостью к высокой и низкой температурам, болезням, загазованности и запылённости воздуха.
– Можно с этой технологией восстановить растения, которые утеряны много веков назад, по их генетическому материалу?
– С помощью технологии есть неплохие шансы восстановить популяцию редких видов растений, которые находятся на грани исчезновения. Технология микроклонального размножения подразумевает, что можно из маленького кусочка ткани вырастить целое растение, и таких кусочков можно набрать много. Буквально из одного листа или почки можно вырастить много растений, при этом в природе растения не пострадают.
– Проект исключительно экологический и некоммерческий или вы планируете какую-то коммерческую составляющую?
– Проект имеет все возможности развития как в некоммерческом так и в коммерческом направлении. Практические результаты исследований и создание инновационного роботизированного комплекса позволят уменьшить завоз из-за рубежа посадочного материала древесных растений для озеленения страны. В связи с этим, возрастет потребность в отечественном качественном посадочном материале древесных растений.
– Как вы планируете внедрять технологию, в какой стране она впервые пройдет апробацию?
– Проект автоматизации процесса микроклонального размножения растений планируется внедрить в Национальном Центре Биотехнологии (Нур-Султан).
– Какими еще проектами занималась ваша команда? Насколько известно, вы долгое время учились и работали за границей.
– Мы являемся авторами более 60 научных публикаций в высокорейтинговых журналах и более 5 научных патентов.
Также мы разработали уникальную методику обучения школьников, студентов и сотрудников компаний. С 2021 году мы получили аккредитацию на преподавания Internation Swiss Business School по всему миру.
Наша команда занимается научной деятельностью и актуальными проектами государственного финансирования в области информационных технологий. За последние 5 лет мы успешно реализовали четыре коммерческих проекта, которые эффективно используются в промышленных предприятиях и значительно снижают степень трудозатрат, финансовые расходы и повышают производительность.
– Какие наиболее важные свои проекты и работы вы могли бы перечислить?
– В качестве примеров можно привести следующие значимые проекты:
– Разработка интеллектуальных систем для аудита и управления информационной безопасностью – создание программного обеспечения и библиотек автоматизированного управления безопасностью баз данных, баз знаний, библиотек криптографических средств защиты, автоматической генерации отчетов соответствия международным стандартам по безопасности программного обеспечения, генерации рекомендаций по улучшению безопасности программного обеспечения, оценка стоимости системы защиты информации;
– Автоматизированная система диспетчеризации горно-транспортных работ на основе спутниковой навигации – автоматизированная корпоративная система управления геотехнологическим комплексом;
– Создание и разработка инновационного робота с адаптивным исполнительным механизмом схвата манипулятора для перегрузки цилиндрических и сферических грузов;
– Создание инновационного роботизированного комплекса для перемещения микропобегов из транспортной емкости in vitro в рабочую емкость с почвогрунтом при микроклональном размножении.
В целом, наши проекты были высоко оценены профессорско-преподавательским составом ведущих научных центров Италии, Великобритании и США.
