Пестициды спасают урожай, но убивают почву. Магистрант НГУ Мария Яковлева нашла способ развернуть этот процесс вспять: её бактерии не только выживают в отравленной земле, но и чистят её, одновременно подкармливая растения. Вместо дорогих импортных аналогов — дешёвая меласса и кукурузный экстракт, а вместо универсальных «усреднённых» биопрепаратов — «личный» штамм для пшеницы, гороха или подсолнечника.
Поля нуждаются в бактериях
Студентка второго курса магистратуры Факультета естественных наук Новосибирского государственного университета Мария Яковлева (направление — «Передовые инженерные решения для биотехнологии и медицины») реализует проект «Создание устойчивого к пестицидам бактериального препарата для стимулирования роста и развития культурных растений». При поддержке Стартап-студии она подала заявку на конкурс «Студенческий стартап» Платформы университетского технологического предпринимательства (Фонд содействия инновациям) за 2026 год и стала одной из победительниц.
Первые итоги ожидаются к сентябрю следующего года: к тому времени планируется провести полевые испытания препарата вне лабораторных стен. В контролируемых условиях биопрепаратом обработают целевые сельскохозяйственные культуры.
«Сельскохозяйственные поля активно обрабатывают пестицидами, гербицидами, фунгицидами, вследствие чего эти ксенобиотики накапливаются в почвах. Это приводит к деградации почв, а также угнетению роста и развития растений. От этого снижается урожайность сельхозкультур, в том числе таких значимых для экономики, как пшеница, овес, соя, горох и другие», — поясняет Мария Яковлева (цит. по: пресс-служба НГУ).
Исследователи решили найти бактерии, которые стали бы основой нового биопрепарата. Их задача – утилизировать накопившиеся пестициды и восстанавливать почвы, что благоприятным образом повлияет на рост и развитие растений. На рынке представлено множество различных биопрепаратов, но многие из них теряют эффективность, попадая в загрязненные почвы. Поставлена цель найти устойчивые к такому воздействию бактерии или их консорциумы, способные не только выжить в неблагоприятных условиях, но и эффективно справляться и с восстановлением почв, и со стимуляцией роста и развития растений.
Научный руководитель проекта к. б. н. Сергей Седых — руководитель магистерской программы «Передовые инженерные решения для биотехнологии и медицины» Передовой инженерной школы НГУ. Разработка нацелена на создание отечественных технологий для АПК, снижение зависимости от импортных биопрепаратов и химических средств защиты растений, а также на выпуск микробиологических препаратов, адаптированных к интенсивным технологиям возделывания.
Заменить дорогую глюкозу
Ещё одна важная часть стартапа, по словам Марии Яковлевой, — подбор оптимальных питательных сред. В лаборатории выращивание бактерий обходится дорого из-за дорогих компонентов вроде глюкозы. «Чтобы снизить затраты, мы ищем заменители: мелассу, кукурузный экстракт, соевую, рыбную или мясокостную муку. При этом важно селективно подобрать среду под каждую конкретную бактерию», — говорит Мария Яковлева.
Такой подход, подчёркивает она, полезен и биотехнологическим компаниям (удешевляет выращивание и производство), и сельхозпредприятиям, включая агропромышленные комплексы и семеноводческие фирмы, поскольку препарат можно будет как вносить в почву, так и использовать для обработки семян. В итоге снижаются производственные затраты и уменьшается зависимость от импорта, что помогает решать задачи устойчивого земледелия и национального проекта «Биоэкономика».
От лабораторных колб до поля
На текущем этапе для культивирования бактерий уже подобраны оптимальные питательные среды — часть из них предоставили потенциальные индустриальные партнёры, часть взята из литературных источников. Испытано 15 штаммов с доказанным влиянием на рост и развитие растений. По результатам экспериментов выделены 5 штаммов, показавших лучшие результаты, и определены среды, оптимально подходящие именно для них. Теперь исследователь планирует подбирать консорциумы бактерий и дополнительно удешевлять производство сред за счёт более точных соотношений компонентов.
В ходе работы все 15 штаммов выращивали в 10 жидких питательных средах при разных условиях. Сначала эксперименты ставили в колбах на 250 мл, измеряли концентрацию и проверяли рост в каждой среде, включая контрольную LB. Затем эксперимент перенесли в пробирки меньшего объёма, чтобы оценить влияние ограничений по аэрации. По итогам отобрали штаммы с наиболее высоким и стабильным ростом, определили подходящие среды и условия. «Большинство почвенных бактерий выращивают при 28 °C в течение 72 часов, но нам этот срок показался слишком долгим, поэтому для ускорения процесса решили культивировать их при 37 °C в течение суток. Также проверили рост при 30 °C и обнаружили три штамма, которые при 37 °C показывают низкий рост, а при 30 °C — более высокий, чем у некоторых других бактерий», – уточнила Мария Яковлева.
В ближайшее время предстоит отобрать штаммы, питательные среды и способы культивирования для новой серии экспериментов — теперь уже с проверкой способности бактерий выживать в присутствии пестицидов, утилизировать их и стимулировать рост растений в деградированных почвах. Затем исследователи перейдут к полевым испытаниям и выбору конечной формы биоудобрения — жидкой или лиофилизированной (последняя имеет более длительный срок хранения). Несмотря на то что безопасность изучаемых бактерий для человека и животных уже подтверждена, в перспективе запланированы также тесты на токсичность.
Кстати
Отдельное преимущество будущего препарата, по словам Марии Яковлевой, — селективность. Современные биопрепараты на рынке часто позиционируются как универсальные, а значит, неспецифичные, и их эффект получается усреднённым и более низким. В данном проекте планируют подбирать отдельный штамм под конкретную культуру: один — для пшеницы, другой — для подсолнечника, третий — для гороха и так далее. Это, как ожидается, повысит селективность и эффективность внесения в почву или обработки семян.
Александр Яновский
Подписывайтесь на АиФ в  MAX
|
