string(2) "11"
Размер шрифта: A A
Русский язык English
Карта сайта Обратный звонок Написать нам
Московская обл., г. Щелково, ул. Заводская, д.2
Время работы: с 8:00 до 17:00

+7(495) 777-84-91, 745-01-98
info@betaren.ru

1 2 3 4

Научно-исследовательский центр

Биологическая лаборатория АО «Щелково Агрохим» создана в 2007 г. Сотрудники лаборатории под руководством кандидата биологических наук - Киры Николаевны Божко, начали работу с испытаний фунгицидов и рострегуляторов на семенах, создания коллекции чистых культур патогенов растений, а также проверки гербицидов на тест-культурах. Первым новым фунгицидным препаратом, на котором проводились исследования, стал Кагатник, ВРК.

За годы работы в лаборатории «Щелково Агрохим» организованы группы, занимающиеся испытаниями гербицидов и рострегуляторов, фунгицидов и протравителей семян. Отдельная лаборатория занимается молекулярными методами исследования: иммуноферментный анализ микотоксинов, определение фитопатогенов методом ПЦР, скрининг гербицидов и т.д.

 

 

Основные направления исследований биолаборатории АО «Щелково Агрохим»:

• Скрининг новых действующих веществ и препаративных форм

• Лабораторный скрининг фунгицидов и антибиотиков для контроля возбудителей болезней растений

•  Лабораторный скрининг гербицидов, рострегуляторов и других биологически-активных веществ

•  ПЦР-диагностика возбудителей болезней растений

•  Сопровождение производства биологических препаратов. Контроль качества, содержания целевых микроорганизмов и их эффективность на конкретных фитопатологических объектах.

 

   Биологический скрининг

Ежегодно химики синтезируют сотни тысяч новых веществ, масса которых проверяется на наличие биологической активности. Этот первичный отбор, так называемый биологический скрининг, служит начальным этапом создания препаратов для растений и животных.

Скрининг проводят в биологических лабораториях в стандартных условиях на живых клетках, микроорганизмах (in vitro), на семенах и зеленых растениях, насекомых  и т.д. Если высокая активность вещества подтверждается, то его всесторонне изучают для определения острой и субхронической токсичности и побочных эффектов, при отсутствии или незначительности которых проводятся широкие производственные испытания (в теплицах, на полях и т.д.). После подтверждения высокой эффективности препарата в производственных условиях его начинают производить в промышленных масштабах и применять в качестве коммерческого химического средства защиты, лечения и рострегулирования растений или животных в сельскохозяйственной практике.
К примеру, скрининг гербицидов и регуляторов роста может включать несколько этапов отбора. На стадии первичного отбора биологи изучают действие химических веществ на жизнедеятельность клеток некоторых высших растений (на культурах табака, сахарной свеклы и др.). Вещества, показавшие на этом этапе высокую активность, исследуются с целью определения характера их действия - стимулирования или ингибирования роста растений. В биотестах этого этапа наблюдают за влиянием тестируемого вещества на скорость прорастания семян, прироста колеоптилей, гипокотелей и т.д. Уровень биоактивности вещества оценивается в сравнении с действием в контроле природных фитогормонов - этилена (для его генерации используют этрел), абсцизовой кислоты, гетероауксина, кинетина, гиббереллина, а также некоторых синтетических эталонных гербицидов и рострегуляторов.

Затем выявляют направление практического использования отобранных на предыдущем этапе веществ. Оно определяется серией испытаний на семенах, черенках растений, на всходах и молодых растениях различных видов. Подобные биотесты позволяют дифференцировать направленность использования потенциального препарата, например, для изменения сроков прорастания семян с целью достижения дружных всходов или задержки прорастания при хранении плодов; для стимулирования корнеобразования с целью размножения плодовых культур черенкованием; для задержки роста растения во избежание полегания злаков; для дефолиации растений, что помогает, например, при уборке хлопка; для уничтожения сорных растений и т.д. Вещества, показавшие на всех этапах физиологическую активность на уровне или выше уровня активности эталонов, передаются на углубленные исследования. Определяется их воздействие на различные виды культивируемых растений, а затем в случае успеха проводятся теплично-полевые испытания. Накопленные данные о результатах биологического скрининга большого массива веществ используются в последние двадцать лет для обеспечения большей целенаправленности синтезов новых структур с высоким потенциальным уровнем ожидаемой биоактивности.

Татьяна Коробейникова, младший научный сотрудник лаборатории:

 

– В лаборатории выращиваются растения - тест-объекты, на которых проводятся исследования влияния регуляторов роста, комплексных препаратов, гербицидов и протравителей семян.

читать далее...

Постановки опытов проводятся на культурных растения и сорных полевых и растениях-паразитах. Оборудование лаборатории позволяет проверять эффективность пестицидов, фитотоксичность и проявления рострегуляторных эффектов в результате химических обработок. Таким образом, сокращаются временные рамки и расходы предприятия на полевые опыты и формируются планы на предстоящие полевые испытания.

В работе используется современное оборудование позволяющее получать достоверные результаты экспериментов. Искусственно регулируемый микроклимат и освещение дают возможность проводить опыты круглый год на самом широком спектре растений. В результате предприятие получает данные по новым разработанным препаратам.

Тест-объекты обрабатываются вручную в разных фазах в зависимости от цели эксперимента. Рабочие растворы готовятся при пересчете полевых норм внесения препаратов. Сроки ожидания в опытах составляют от нескольких дней до шести недель в зависимости от используемого препарата. Учет опыта осуществляется путем наблюдения за наступлением гербицидного эффекта и взвешивания массы каждого варианта в сравнении с контролем. Также производится учет повреждений в баллах и измерение высоты растений. Каждый опыт описывается в лабораторном журнале, что помогает сделать выводы по результатам опыта.

Екатерина Шумейко, младший научный сотрудник лаборатории:

 

– Фунгицидный скрининг в лабораторных условиях основывается на оценке способности исследуемого вещества или препарата подавлять рост наиболее вредоносных и распространенных фитопатогенов, выделенных в чистую культуру.

читать далее...

Мы собрали коллекцию грибов-возбудителей различных заболеваний растений, постоянно поддерживаем её в состоянии, актуальном для планируемых исследований. Вводя в среду для выращивания наших грибов различные концентрации веществ с фунгицидными свойствами, можно получить ответы на вопросы: имеет ли данное вещество способность подавлять рост гриба, в какой концентрации начинается и заканчивается фунгистатический эффект, с какой дозы препарат убивает гриб, то есть проявляет фунгицидный эффект, какие грибы больше или меньше чувствительны к препарату, какая комбинация веществ в препарате имеет преимущество перед другими в скорости подавления роста фитопатогена. 

 
 Фузариум (Fusarium oxysporum) контроль  Бенефис (фунгистатический эффект)

 

  Разрушение мицелия фитопатогенных грибов

Контроль качества биологических препаратов. Оценка содержания целевых микроорганизмов и проведение исследований по их биологической эффективности на конкретных фитопатологических объектах.
 


 
 Botrytis сinerea
5-е сутки после внесения биопрепарата

 Al. Alternata
5-е сутки после внесения биопрепарата

 

  Угнетение роста мицелия грибов под воздействием биопрепаратов 



 Высечка Botrytis cinerea в центре  Высечка Rhizoctonia solani в центре

 

Марина Башкатова, сотрудник лаборатории:

 

В лаборатории можно проверить семена на наличие поверхностной и внутрисеменной инфекций, оценить антагонистическую активность биологических препаратов против фитопатогенов, узнать содержание живых клеток в препаратах.

читать далее...

Биопрепараты не только очень актуальная и перспективная область защиты растений, но и эффективный инструмент повышения плодородия почв. Существуют полезные микроорганизмы, способствующие обогащению почвы азотом, легкодоступным фосфором, ускоряющие процесс разложения пожнивных остатков и подавляющие патогенную микрофлору, обитающую в почве и на растениях.

   ПЦР-диагностика фитопатогенов

Тема контроля и идентификации фитопатогенов побудила сотрудников лаборатории к освоению полимерезной цепной реакции (ПЦР) - одному из ключевых методов диагностики инфекционных заболеваний растительных и животных организмов на сегодняшний день. Так в 2012 году появилось ПЦР отделение лаборатории, в котором разрабатываются методологические подходы для выполнения лабораторной работы молекулярно-биологическими методами. ПЦР особенно эффективна для диагностики трудно культивируемых форм микроорганизмов, а также при латентных (скрытых) и хронических инфекциях, в том числе на ранней, бессимптомной стадии их развития. Не смотря на то, что исследования на уровне ДНК стали рутинной практикой в медицине, таксономии, биоинженерии и др. современный уровень применения ПЦР в растениеводстве невысок. Поэтому многие тесты для диагностики фитопатогенов разрабатываются по заказу «Щелково Агрохим». Метод используется как для диагностики возбудителя заболевания растения, так и для оценки средств борьбы с ним (качество протравителя, эффективность фунгицида и пр.).

Наталья Аршава, старший научный сотрудник лаборатории:

 

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - экспериментальный метод молекулярной биологии, основанный на многократном избирательном копировании определённого фрагмента нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале (растительная ткань, почва).

читать далее...

При этом происходит копирование только того участка, который специфичен исключительно для искомого патогена, и только в том случае, если он присутствует в исследуемом образце. Результаты анализа практически не зависят от физиологического состояния растения и условий внешней среды. Преимуществами ПЦР по сравнению с другими традиционными методами диагностики являются ее высокая чувствительность, специфичность и быстрота проведения анализа.
ПЦР проводят в амплификаторе - приборе, обеспечивающем периодическое охлаждение и нагревание пробирок по заданной программе. Для ПЦР в реальном времени выпускают приборы, оборудованные флуоресцентным детектором.
Проведения ПЦР - анализа включает в себя три основные процедуры: пробоподготовка (выделение ДНК или РНК из образца растительной ткани), собственно реакция (амплификация специфических фрагментов ДНК) и детекция её продуктов.
Экстракции чистой недеградированной ДНК из растительных объектов считается трудной задачей из-за высокой концентрации вторичных метаболитов (полисахариды, полифенолы, алкалоиды, терпены и т.д.). Поэтому выбор методики выделения ДНК имеет огромное значение для получения адекватного результата в ПЦР. Практически для каждого объекта подбираются индивидуальные методы.
Полученная нуклеиновая кислота служит матрицей для синтеза новых комплементарных цепей in vitro. Процесс амплификации происходит в режиме цепной реакции с помощью специального фермента - ДНК-полимеразы, давшему название лабораторному методу. На первом этапе реакции из 1 молекулы ДНК образуются 2 новые молекулы, на втором - из имеющихся 2 молекул - образуются 4 новые и т.д. После двадцати циклов счет уже идет на миллионы, а после тридцати - на миллиарды. Такое количество копий ДНК может быть визуализировано с помощью электрофореза в агарозном геле.
В настоящее время на смену электрофоретической оценке результатов ПЦР приходят флуоресцентные методы, одним из которых является ПЦР в режиме реального времени (ПЦР-РВ). Регистрируемое в процессе амплификации нарастание флуоресценции прямо пропорционально увеличению концентрации синтезируемых продуктов и характеризует количество ДНК в исходной матрице.

 

  ПЦР-РВ имеет ряд значительных преимуществ:

  • Прямое обнаружение возбудителя по наличию в пробе его генетического материала
  • Возможность оценить кинетику процесса, которая зависит от начального количества исследуемого материала
  • Высокая чувствительность
  • Высокая специфичность
  • Высокая производительность
  • Возможность прямого наблюдения за амплификацией ДНК-мишени
  • Возможность количественной оценки исходной ДНК матрицы
  • Существенное снижение риска контаминации и ошибок при анализе результатов
  • Регистрация и учет данных в электронном формате

Количественный анализ ПЦР является очень важным для диагностики и оценки эффективности применения препаратов фунгицидной и антимикробной направленности.

   Сравнительный анализ эффективности протравителей семян Скарлет, Бенефис и Поларис, проведенный методом ПЦР-РВ

Этапы проведения исследования:

  • Обработка семян пшеницы Московская 56 протравителями Скарлет, Бенефис и Поларис
  • Выращивание растений в условиях агрессивного инфекционного фона, созданного мицелием Fusarium culmorum, штамм 63 (получен из ГНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии РАСХН, г. Санкт-Петербург-Пушкин)
  • Выделение тотальной ДНК из разных частей растения (метод механического разрушения клеток с добавлением буфера, содержащего ЦТАБ)
  • Постановка ПЦР-РВ (использовали тест-систему для обнаружения гриба Fusarium culmorum, разработанную ООО «АгроДиагностика»)

 

   Результаты исследования

  • Листья контрольной группы рпастений, выросших из непротравленных семян, колонизированы грибом F. culmorum. Количество ДНК гриба - 2,9нг/мкл, что приблизительно соответствует 15000 геном-эквивалентов.
  • В листьях растений, выросших из протравленных семян, грибы не детектируются
  • В непротравленных семенах накопилось значительное количество ДНК фузариума - более 600 тыс. геном-эквивалентов гриба (24,0 нг/мкл специфической ДНК).
  • Протравливание семян снижает инфекционный фон ризосферы:

               ‹ Скарлет - в 10-12 раз (46750 геном-эквивалентов),
               ‹ Поларис - в 25 раз (24 тысячи геном-эквивалентов),
               ‹ Бенефис - в 50-52 раза (11500геном-эквивалентов).