| 12. |
Приоритет Стратегии НТР России |
Переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству, разработку и внедрение систем рационального применения средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и животных, хранение и эффективную переработку сельскохозяйственной продукции, создание безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания |
| 16. |
Аннотация |
Стратегически приоритетный для России Арктический регион характеризуется не только уникальностью природного потенциала, но и повышенной уязвимостью экосистем в условиях нарастающего антропогенного давления, что диктует необходимость разработки рационального подхода к освоению биопотенциала региона. Современное состояние экосистем Севера требует пристального внимания и решения вопросов, связанных со снижением отдельных видов антропогенной нагрузки на экосистемы Арктического региона, сохранением биопродуктивности, трофности и санитарного состояния, токсикологической безопасности окружающей среды. В климатических условиях Арктического региона, где интенсивность процессов самоочищения экосистем особенно низкая, накопление в окружающей среде высоких концентраций различных поллютантов, многие из которых проявляют токсические свойства и способны годами сохраняться в природных условиях без заметных признаков разложения, представляет особую опасность.
Одним из способов решения данной проблемы является целенаправленное использование аборигенных микробных сообществ, адаптированных к обитанию в экстремальных климатических и техногенных условиях.
Кроме того, микроорганизмы, обладающие высокой адаптивной направленностью метаболизма, являются биоиндикаторами состояния экосистем и могут выступать ключевыми агентами при проведении мониторинга уровня загрязнений и процессов реабилитации экосистем Арктической зоны. Не менее важными представляются исследования микроорганизмов как потенциальных продуцентов биопрепаратов, поскольку микроорганизмы и продукты их метаболизма являются наиболее доступными и прибыльными источниками для получения биологически активных веществ, применяемых в различных отраслях промышленности, природоохранных и медицинских технологиях, а соединения, изолированные из микроорганизмов, обитающих в экстремальных условиях Арктики, уникальны по своей структуре и физиологическому действию.
Объект и предмет:
Структура и функциональная характеристика микробных сообществ Арктического региона.
Цель:
Сформировать комплексную платформу для комплексной оценки экологической роли и биотехнологического потенциала биомассы микроорганизмов Арктических экосистем, включающую ресурсную, методическую и аналитическую составляющие.
Задачи:
1. выделить культивируемые формы микроорганизмов и оптимизировать состав защитных сред для; провести дерепликацию и идентификацию выделенных культур микроорганизмов;
2. получить сведения о характере и направлении структурно-функционального отклика бактериальных сообществ на различные типы антропогенного загрязнения;
3. создать коллекционный фонд культур микроорганизмов, выделенных из различных экологических ниш Арктического региона с целью освоения потенциала в биотехнологии и реабилитации экосистем Арктического региона, а также формирования основы комплексного биобанка образцов для последующего генетического анализа;
4. провести функциональные испытания экологического и биотехнологического потенциалов микроорганизмов из коллекции биобанка.
Методы исследования.
Исследования планируется проводить по общепризнанным методикам с применением модификаций, разработанных ранее научным коллективом кафедры.
Получение и хранение чистых культур микроорганизмов: посев материала с соблюдением стерильной техники, культивирование при оптимальных температурах, хранение в специальных средах для криоконсервации.
Первичная идентификация выделенных чистых культур микроорганизмов: культуральные и биохимические методы; дерепликация и окончательная идентификация: молекулярные методы.
Первичный скрининг метаболических свойств микроорганизмов: культивирование на ксенобиотических субстратах, оценка степени деградации субстратов косвенными биохимическими и спектроскопическими методами.
Предполагаемые результаты:
5. формирование комплексного банка биоданных, включающего коллекцию аборигенных культур микроорганизмов и генетический материал микробных сообществ; это послужит для консервации микробного разнообразия региона;
6. создание пилотной базы данных биоактивности для использования в последующих научно-исследовательских проектах по изучению и освоению микробных биоресурсов;
Область применения результатов исследования.
Собранный материал будет иметь перспективу применения в развивающемся биотехнологическом секторе, например, позволит совершенствовать существующие современные и/или создавать новые технологические процессы на основе микробиологической биотрансформации и биодеструкции для использования в системах очистки отходов, в технологии переработки сырья из гидробионтов и т.д.
Анализ полученные данных позволит также охарактеризовать роль микробных сообществ в функционировании Арктических экосистем |