С 1 июля в лабораториях и научных классах «Сириуса» ведется работа над проектами в рамках научно-технологической программы «Большие вызовы» – 2024. В направлении «Агропромышленные и биотехнологии» в этом году выполняются семь проектов. Например, вместе с экспертами Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) при поддержке Российской селекционно-семеноводческой компании «Русид» школьникам предстоит определить образцы подсолнечника, содержащие гены устойчивости к ложной мучнистой росе. 

Ложная мучнистая роса – опасное заболевание, поражающее прежде всего листья растений, но иногда также стебли и цветки. Пораженные болезнью листья вянут, замедляется рост растений, возникает угроза его гибели. Глобально это приводит к снижению урожая и его качества.

Важнейшим направлением работы современных селекционеров является поиск в различных сортах растений генов, устойчивых к тем или иным заболеваниям. Эти гены способны наделить растение способностью распознавать патогены и запускать защитные реакции против них.

Особенно важно проводить такую работу в отношении культур, значимых для продовольственной безопасности, например, подсолнечника. Нужные гены можно ввести в такие высокоурожайные сельскохозяйственные культуры и получить новый сорт, устойчивый к опасным патогенам. На «Больших вызовах» участники анализируют несколько сортов подсолнечника, чтобы определить, содержат ли какие-то из них гены, нужные для селекции устойчивых растений. 

«Школьники работают с восемью разными линиями подсолнечника изколлекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова. Линии были выращены в климатической камере из семян примерно за месяц до начала программы. Эти образцы еще не были исследованы нашими учеными, поэтому проект не учебный, а действительно прикладной. На данный момент ученым известно о 37 генах устойчивости подсолнечника к ложной мучнистой росе. В рамках проекта мы будем искать три наиболее эффективных из них – это Plarg, Pl6 и Pl1», – рассказывает руководитель проекта, младший научный сотрудник лаборатории генетики, селекции и биотехнологии декоративных и ягодных культур ВИР имени Н.И. Вавилова Мария Рязанова.

Результаты исследований могут стать материалом для продолжения научной работы по созданию новых сортов и гибридов подсолнечника. Если в результате эксперимента будут найдены устойчивые линии, их в дальнейшем можно будет использовать для скрещивания и получения гибридов, которые будут сочетать лучшие качества исходных форм. При этом важно исследовать как можно больше линий и создать максимально возможное количество удачных комбинаций. Это позволит противостоять разным расам возбудителя заболевания – патогенного гриба Plasmopara halstedi, которые возникают в результате мутаций.

Чтобы провести исследование, участники команды выделят ДНК из исследуемых линий. Затем они проведут полимеразную цепную реакцию (ПЦР) с четырьмя разными комбинациями праймеров. Это позволит определить, какие линии несут конкретный ген устойчивости, а какие – нет. Итоги работы и выводы будут представлены на фестивале проектов в конце программы.

В 2024 году в рамках направления «Агропромышленные и биотехнологии» школьники включились в задачи по созданию генетических паспортов растений, диагностике вирусных заболеваний хризантем, анализу почвенных бактерий, влияющих на рост растений и другие проекты.