2.9.2. Биологические средства защиты леса

Поисковые исследования

микробиологические средства защиты леса от вредителей и патогенов;

энтомофаги, как средство борьбы с вредителями древесных растений;

клональное микроразмножение растений, включая гаметический и соматический эмбриогенез, для селекции, создания и производства устойчивых к вредителям и патогенам форм высококачественного посадочного материала;

использование метода генной инженерии для создания устойчивых форм лесных пород и средств защиты от вредителей и фитопатогенов.

Проблемно-ориентированные и прикладные исследования направлены на создание технологий экологически безопасных биотехнологических средств защиты леса:

разработка технологий мониторинга фитосанитарного состояния лесонасаждений;

разработка технологий крупнотоннажного производства биологических препаратов для защиты леса.

Инфраструктурные решения. Создание полигонов полевых испытаний новейших средств биологической защиты лесонасаждений.

2.9.3. Комплексная глубокая переработка древесины

Поисковые исследования: разработка новых биокатализаторов для био-трансформации древесины и ее отдельных компонентов, в частности, лигнина.

Проблемно-ориентированные и прикладные исследования:

создание нового поколения волокнистых полуфабрикатов и целлюлозных композиционных материалов. Выделение лигнина и гемицеллюлоз с последующим синтезом продуктов с высокой добавленной стоимостью;

разработка экологически безопасной технологии получения наноразмерной целлюлозы и изготовление на её основе конструкционных композитных материалов с улучшенными эксплуатационными свойствами.

Опытно-технологические работы включают в себя разработку и внедрение технологий, направленных на комплексную переработку древесной биомассы, с применением новых технологических процессов получения продуктов глубокой переработки (биотопливо, биохимикаты).

Инфраструктурные решения. Создание центра прототипирования биотехнологий целлюлозно-бумажного производства.

2.10. Тематическая область «Биотехнологии, используемые в сельском хозяйстве»

2.10.1. Биотехнологические методы получения новых сортов, культивирование и генотипирование сельскохозяйственных растений

Современное сельскохозяйственное производство в развитых аграрно-индустриальных странах основано на сортах нового поколения, созданных с применением новейших достижений молекулярной и клеточной биологии и генетики (использование гомозиготных и рекомбинантных линий, генетических маркёров в селекции, генетическая и клеточная инженерия). Первоочередной задачей является создание высокопродуктивных биотехнологических форм растений на основе сортов отечественной селекции адаптированных к почвам и климатическим условиям России. Для контроля качества сельскохозяйственных растений необходимо развивать их генотипирование и развитие на этой базе диагностики патогенов и генно-модифицированных элементов (ГМЭ). Развитие экологически устойчивого растениеводства требует разработки методологии управления микробиомами, сообществами почвенных симбиотических эпифитных и фитопатогенных микроорганизмов.

Поисковые исследования направлены на идентификацию и исследования генов и молекулярно-генетических механизмов обуславливающих хозяйственно-ценные признаки растений: устойчивость к стрессовым факторам, включая фитопатогенов, и повышение качества урожая, а также поиск маркеров различных патогенов и ГМЭ.

Проблемно-ориентированные и прикладные исследования направлены на расшифровку геномов важнейших сельскохозяйственных растений, разработку новых методов получения высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений, недоступных традиционным методам селекции посредством использования новейших технологий получения исходного гомозиготного и рекомбинантного материала, генетических маркёров в селекции, генетической инженерии растений, разработки методов трансформации и создания эффективных методов доставки, а также конструкций обеспечивающих экспрессию гетерологичного генетического материала. Эти исследования также включают разработку методов гаплоидии и получения в короткие сроки гомозиготных исходных линий, поиск и характеристику индивидуальных маркеров устойчивости растений к патогенам и разработку соответствующих тест-систем. Разрабатываемые диагностикумы необходимы для детекции карантинных патогенов на всех этапах производства сельскохозяйственных растений от пробирочных до полевых. Разрабатываемые методы количественного определения генно-модицированных организмов (ГМО) важны для их детекции в растениях и продуктах их переработки, что требуется для контроля качества ввозимой продукции сельского хозяйства.

Опытно-технологические работы должны обеспечивать производство качественного посадочного и семенного материала основанного на технологиях гаплоидии, позволяющих получить в короткие сроки гомозиготные (инбредные) линии, клонального микроразмножения, линейной селекции и контроля зараженности и сортоидентичности на всех этапах семеноводства и получения посадочного материала современными методами биотехнологии. Усиление контроля качества растений и растительных продуктов предусматривает создание наборов и отечественных реактивов для ПЦР-анализа, а также разработку специальных флуоресцентно-меченных маркеров (последовательности ДНК, олигонуклеотиды) для изучения структурной организации и характеристики геномов и детекции ГМО.

Инфраструктурные решения:

создание новых современных лабораторий для анализа растительных геномов, идентификаций и клонирования генов, обуславливающих хозяйственно ценные признаки;

создание сертифицированных центров для детекции ГМО и их элементов в сельскохозяйственных продуктах;

создание специализированных биотехнологических комплексов для изучения растительных клеток, тканей в условиях in vitro и испытаний первичного селекционного материала в условиях искусственного климата и инфекционного фона;

создание лабораторий и опытных баз для производства и полевых испытаний трансгенных растений;

организация полигонов для полевых испытаний биотехнологических культур перед их коммерциализацией;

создание лабораторий по генотипированию растений.