Проект «Создание устойчивого к пестицидам бактериального препарата для стимулирования роста и развития культурных растений» реализует студентка второго курса магистратуры по направлению «Передовые инженерные решения для биотехнологии и медицины» Факультета естественных наук Новосибирского государственного университета Мария Яковлева. При поддержке Стартап-студии она приняла участие в конкурсе Фонда содействия инновациям «Студенческий стартап» Платформы университетского технологического предпринимательства за 2026 год и вошла в число победителей.
Первые результаты проекта ожидаются к сентябрю следующего года. Планируется, что к этому времени пройдут полевые испытания препарата за рамками лаборатории, в ходе которых в контролируемых условиях им будут обработаны целевые сельхозкультуры.
— 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. Мы приняли решение заняться поиском бактерий, которые стали бы основой нового биопрепарата. Эти бактерии должны будут утилизировать накопившиеся в почве пестициды и восстанавливать почвы, что благоприятным образом повлияет на рост и развитие растений. В настоящее время на рынке представлено множество различных биопрепаратов, но, к сожалению, многие из них теряют свою эффективность, попадая в загрязненные почвы. Мы же поставили перед собой цель найти устойчивые к такому воздействию бактерии или их консорциумы, способные не только выжить в неблагоприятных условиях, но также эффективно справляться и с восстановлением почв, и со стимуляцией роста и развития растений, — рассказала Мария Яковлева.
Проект, реализуемый молодой исследовательницей под научным руководством руководителя магистерской программы Передовые инженерные решения для биотехнологии и медицины Передовой инженерной школы НГУ, кандидата биологических наук Сергея Седых, нацелен на создание отечественных технологий для агропромышленного комплекса, снижение зависимости от импортных биопрепаратов и химических средств защиты растений, а также на разработку микробиологических препаратов, адаптированных к интенсивным технологиям возделывания сельскохозяйственных культур. Поиск штаммов бактерий, устойчивых к пестицидам, и разработка технологии культивирования бактерий на дешевых питательных средах, используемых в промышленной микробиологии и содержащих недорогие питательные компоненты, позволяют интегрировать биологические препараты в существующие системы защиты растений и создать новые импортозамещающие композиций для производства микробных препаратов. В целом данный проект соответствует приоритетному направлению «Высокопродуктивное и устойчивое к изменениям природной среды сельское хозяйство» и технологии «Технологии создания биологических и химических средств для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и их защиты от болезней и вредных организмов». Он будет реализован на базе лаборатории Передовой инженерной школы НГУ, коллектив которой располагает необходимым для выполнения исследований оборудованием, помещениями и материально-технической базой современного уровня.
— Еще одна важная задача в рамках нашего стартапа — подбор оптимальных питательных сред для бактерий, потому что, к сожалению, выращивание бактерий на питательных средах в лаборатории обходится довольно дорого, так как при этом используются дорогостоящие компоненты, например, глюкоза. Чтобы удешевить производство сред для выращивания бактерий, мы ищем заменители — используем мелассу, кукурузный экстракт, соевую, рыбную или мясокостную муку. Для нас важно селективно подобрать питательные среды под каждую конкретную бактерию. Так что наш стартап может быть полезен как для биотехнологических компаний, которым важно выращивать бактерии, — он позволит удешевить выращивание бактерий и производство препаратов, — так и для сельскохозяйственных предприятий, в числе которых агропромышленные комплексы или семеноводческие компании, потому что наш биопрепарат можно будет не только вносить в почву, но и производить обработку семян, — пояснила Мария Яковлева.
Таким образом будут снижены производственные затраты и достигнута независимость от импортных аналогов, что поможет решать задачи устойчивого земледелия и национального проекта «Биоэкономика».
На данной стадии реализации проекта для культивирования бактерий уже подобраны оптимальные питательные среды. Они были предоставлены исследователям потенциальными индустриальными партнерами, а также взяты из литературных источников. Также уже опробовано 15 штаммов бактерий с доказанными свойствами влияния на рост и развитие растений. В ходе экспериментов выявлены 5 штаммов, показавших наилучшие результаты. Установлены питательные среды, которые оптимально подходят для выращивания именно этих штаммов бактерий. Далее Мария Яковлева планирует подбирать консорциумы бактерий, еще больше удешевить производство питательных сред — а именно подобрать их компоненты в более оптимальных соотношениях.
— Мы выращивали все 15 штаммов бактерий в 10 жидких питательных средах при различных условиях. Сначала ставили эксперименты в колбах на 250 мл, измеряли концентрацию бактерий и проверяли, насколько хорошо они растут – в каждой из 10 питательных сред, а также в контрольной среде LB. После этого мы перенесли этот эксперимент в пробирки, чтобы посмотреть, будут ли расти бактерии в меньшем объеме, потому что малый объем создает больше ограничений, например, касаемо аэрации, и бактерии растут в нем хуже. По итогам этих экспериментов мы отобрали штаммы бактерий, которые показали наиболее высокий рост, и определили, на каких именно питательных средах и при каких условиях они растут лучше и стабильнее. Большинство почвенных бактерий выращивают при температуре 28 градусов в течение 72 часов. Нам это показалось слишком долгим сроком, и мы для ускорения производственного процесса решили культивировать их при оптимальной для роста микроорганизмов температуре в 37 градусов в течение суток. Также мы предприняли попытки выращивать бактерии при 30 градусах и обнаружили 3 штамма, которые при 37 градусах дают низкий показатель роста, а при 30 градусах дают больший рост, чем некоторые другие бактерии, — рассказала Мария Яковлева.
В ближайшем будущем будет проведен отбор штаммов бактерий, питательных сред и способов культивирования для новой серии экспериментов, направленных на выявление у данных почвенных микроорганизмов способности к выживанию в присутствии пестицидов – в деградированных почвах, а также способных к утилизации пестицидов и стимулировании роста растений. После этого исследователи приступят к полевым испытаниям и поиску доступной формы для биоудобрений: жидкой или лиофилизированной, срок хранения которой более длительный. В перспективе, несмотря на то, что безопасность исследуемых бактерий для человека и животных уже доказана, запланировано проведение испытаний на токсичность.
—
Мы ожидаем, что наш бактериальный препарат будет обладать еще и таким преимуществом перед существующими аналогами, как селективность. Биопрепараты, представленные на рынке в настоящее время, имеют один недостаток — они позиционируются как универсальные. А, соответственно, не специфичные. Эффект от биопрепарата будет усредненный, а значит, ниже. Мы же подберем отдельный штамм бактерий под конкретную сельскохозяйственную культуру: один – под пшеницу, другой – под подсолнечник, третий – под горох и т.д., что увеличит селективность биопрепарата и повысит эффективность от внесения в почву или обработки семян, — уточнила Мария Яковлева.
