Научный руководитель:
Область исследования
Тип исследования
Аннотация (краткое описание)
Климатические изменения, включая повышение температур, засухи и засоление почв, вызывают физиологические нарушения у растений, снижая их урожайность. Этилен, фитогормон стресса, усиливает негативное воздействие окружающей среды, подавляя рост растений. Интенсивное использование химических удобрений ухудшает структуру и плодородие почв. Казахстан, стремясь к экологически чистому сельскому хозяйству, рассматривает переход на органическое земледелие и биоудобрения как эффективное решение. Проект направлен на разработку нового подхода к снижению этиленового стресса у растений через внедрение синтетических микробиомов из бактерий-продуцентов АЦК-дезаминазы, выделенных из экстремальных условий. Эти микробиомы помогут растениям адаптироваться к неблагоприятным факторам, таким как засуха и засоление, что особенно актуально для агропромышленного комплекса Казахстана. Внедрение таких решений повысит устойчивость культур и станет значимым шагом к экологически безопасному производству в условиях изменяющегося климата. Необходимость исследования обусловлена потребностью в бактериальных микробиомах, способных выживать в экстремальных условиях, что также способствует развитию отечественного рынка бактериальных удобрений. Это перспективное направление для эффективного управления почвами и повышения урожайности, обеспечивая устойчивое сельское хозяйство и снижая негативное воздействие на окружающую среду. Существующие биоудобрения, включая импортные, часто неэффективны в специфических условиях засоленных или пустынных регионов Казахстана. Поэтому важно разработать адаптированные решения, учитывающие особенности местных экосистем. Бактерии с высокой активностью АЦК-дезаминазы регулируют уровень этилена при стрессе, способствуя нормальному росту растений. Дополнительные функции микробных инокулянтов, такие как фиксация азота и солюбилизация фосфора, обеспечивают растения необходимыми питательными элементами, улучшая их адаптацию к неблагоприятным условиям. Проект направлен на исследование микробного разнообразия почв из экстремальных экосистем с целью выделения новых штаммов бактерий, обладающих высокой активностью АЦК-дезаминазы. Это фермент, участвующий в регулировании стресса у растений. Важнейшей целью является создание синтетических микробиомов, которые смогут улучшать рост растений, особенно в условиях абиотического и биотического стресса. Такие штаммы будут иметь биотехнологический потенциал для использования в сельском хозяйстве. На первом этапе планируется сбор образцов почвы из различных регионов Казахстана, известных своими суровыми климатическими и экологическими условиями, такими как засоленные почвы, термофильные зоны и почвы, загрязненные тяжелыми металлами. Это позволит идентифицировать уникальные микробные популяции, способные адаптироваться к экстремальным условиям. Будет проведен метагеномный и метатранскриптомный анализ образцов для выявления штаммов микроорганизмов с высокой АЦК-дезаминазной активностью. На основе этих данных из тех образцов, где оба анализа укажут на высокую вероятность присутствия целевых штаммов, будут выделены чистые культуры бактерий с помощью автоматизированных систем отбора. Этот подход позволит точно идентифицировать и изолировать наиболее перспективные микроорганизмы для дальнейших исследований. Отобранные штаммы пройдут фенотипическую и генотипическую характеристику для определения их морфологических, физиологических и биохимических свойств, включая способность синтезировать АЦК-дезаминазу. Важным этапом станет создание синтетических микробных сообществ, которые будут тестироваться на ростках риса в контролируемых условиях. Эти микробиомы будут способствовать росту растений и повышению их устойчивости к стрессам, таким как засуха, засоление и загрязнение. Затем будут проведены полевые испытания для оценки воздействия микробных инокулянтов на урожайность и рост растений. Проект завершится разработкой технологического регламента для производства биопрепаратов на основе синтетических микробных сообществ, специально созданных для снижения этиленового стресса у растений. Эти биопрепараты будут способствовать не только улучшению роста и устойчивости сельскохозяйственных культур в стрессовых условиях, но и снизят необходимость в использовании химических удобрений, что, в свою очередь, защитит экосистемы почвы. Данный подход станет важным шагом на пути к устойчивому сельскому хозяйству и обеспечению экологической безопасности. Успешное выполнение задач проекта окажет значительное положительное влияние на социально-экономическое развитие Казахстана и будет соответствовать государственным стратегическим приоритетам и программам, направленным на обеспечение продовольственной безопасности страны. Важным аспектом является то, что разработки могут быть легко коммерциализированы. В процессе исследований планируется получение и депонирование активных штаммов чистых культур бактерий, продуцирующих АЦК-дезаминазу, что позволит получить патент на их основе. Это создаст дополнительные возможности для внедрения инновационных решений в сельскохозяйственную отрасль и повысит конкурентоспособность отечественных биотехнологий на международном рынке.Сведения о финансировании
ГосбюджетДанный документ располагается в коллекциях
Научные проекты
Файлы документа
Документ не загружен