Реферат IV

Башкирский государственный педагогический
университет им. М.Акмуллы
г.Уфа
Коллекции водорослей и цианобактерий Башкортостана и ее использование в
фундаментальных и прикладных исследованиях
Автор проекта:
Мансурова Алсу Ринатовна
аспирант III года обучения
кафедры ботаники, биоэкологии и
ландшафтного проектирования
Тел.: +7927-935-11-83
E-mail: alsu1113@mail.ru
Научный руководитель:
К.б.н., доцент Гайсина Лира Альбертовна
Аннотация проекта
Цель проекта заключается в создании условий для использования штаммов
почвенных водорослей при проведении фундаментальных и прикладных исследований, в том
числе как источники биологически активных субстанций для биотехнологии, фармакологии,
медицины, экологии.
Реализация проекта направлена на организацию небольшой компании на ресурсах
коллекции с целью распространения штаммов образовательным учреждениям, мировым
коллекциям, альгологам и исследователям, заинтересованым в скрининге этих водорослей на
пригодность производства фармацевтической продукции, использования их в биотопливных
технологиях, оказания услуг альготестирования, альгоиндикации,
составление карт
токсичности, получения препаратов для рекультивации земель.
Данный проект основывается на ресурсах коллекции водорослей и цианобактерий
Башкортостана (BCAC), которая является крупнейшей в России. Каждый штамм коллекции
уникален и может использоваться для проведения как фундаментальных, так и прикладных
исследований. (Штамм — чистая культура микроорганизмов или культура клеток,
изолированная в определённое время и в определённом месте).
Содержание проекта
a. Проблема, на решение которой направлен проект.
По сути, BCAC является прежде всего платформой сохранения биоразнообразия на
территории нашей страны и республики.
На основе результатов экспериментальных
исследований предполагается разработка разноплановых модельных объектов состоящих из
штаммов микроскопических водорослей и цианобактерий, подходящих к исследуемым
направлениям. Это позволит рекомендовать виды с различными значениями экологической
устойчивости к использованию их в системе биомониторинга, в рекультивационных
мероприятиях, а также при получении биотоплива.
b. Новизна и актуальность идеи.
Научная новизна проекта. В Республике Башкортостан пока не создано коллекции
культур микроводорослей, отвечающей международным стандартам; в РБ как центре
нефтехимии и нефтепереработки особенно востребованы методики биотестирования с
использованием водорослей, позволяющие в кратчайшие сроки оценить уровень загрязнения
окружающей среды.
Актуальность проекта. Коллекции водорослей имеют огромное научное и прикладное
значение. Ведущие мировые коллекции водорослей являются не только своеобразными
«банками» для хранения генофонда водорослей, но и ведущими научно-исследовательскими
и образовательными центрами.
Штаммы микроорганизмов, являются сырьем для таких прикладных аспектов как
биотестирование и биоиндикация, рекультивация техногенно нарушенных территорий,
получение биотоплива. Так в биотестировании и биоиндикации используются тест-системы,
состоящие из экологически устойчивых и экологически чувствительных штаммов, при
рекультивации территорий применяются штаммы с высокой степенью экологической
толерантности, а при получении биотоплива немаловажное значение имеет способность
микроорганизмов к многократному воспроизведению в течение суток. Поиск и получение
таких штаммов, удовлетворяющих требованиям того или иного производства, долгий и
трудоемкий процесс, поэтому многосторонние исследования в области разработки методов
подбора экологически устойчивых штаммов микроскопических водорослей и цианобактерий
имеют большое значение.
c. Техническая значимость продукции или технологии;
В настоящее время коллекция насчитывает BCAC насчитывает 1220 штаммов,
относящихся к 6 отделам: Cyanobacteria - 256, Chlorophyta - 773, Streptophyta – 52,
Bacillariophyta – 21, Xanthophyta – 57, Eustigmatophyta – 61 вид. Штаммы коллекции будут
использоваться для проведения фундаментальных и прикладных исследований, в том числе
как источники биологически активных субстанций для биотехнологии, фармакологии,
медицины, получения препаратов для рекультивации земель и т.д.
Водоросли были выделены как с территории России, так и с территорий зарубежных
государств (Украины, США, Франции, Германии), а также Антарктиды. Имеются
экологические паспорта некоторых штаммов, которые могут быть использованы в
биомониторинге, а на основе штаммов из экстремальных мест обитания разработаны тестсистемы. Микроскопические водоросли являются удобными объектами, по которым можно
судить о происходящих в почве процессах, т.к. они имеют специфическую чувствительность
к различным видам антропогенного загрязнения и быструю реакцию на изменение
экологической ситуации. Микроскопические водоросли хорошо растут в лабораторных
условиях на искусственных средах, удобны в работе. Они незаменимы при создании
микрокосмов, моделировании в лабораторных условиях тех или иных экологических
ситуаций. Альготестирование позволяет за сравнительно короткий срок (от нескольких
минут до нескольких суток) оценить токсичность исследуемых веществ или субстратов.
Имея определенный банк коллекционных культур водорослей и, зная их чувствительность по
отношению к различным экологическим факторам для каждого конкретного случая, можно
«сконструировать» нужную тест-систему, состоящую из нескольких видов водорослей. Это
позволит быстро дать ориентировочную оценку токсичности каких-либо химических
препаратов, субстратов и т. д.
Технологии по удобрению и рекультивации почв – цианобактериальные препараты,
биологически активные комплексы. Среди штаммов коллекции есть 250 аутентичных
штаммов из коллекции САГ - Коллекции водорослей Института физиологии растений
Геттингенского Университета, одной из крупнейших коллекций культур водорослей в мире.
d. Интеллектуальная собственность
Получены следующие патенты:
-
Искусственная почва
-
Способы получения искусственной почвы
Проект находится на стадии формировании следующих патентов:
-
Способ оценки состояния окружающей среды по выявлению пределов устойчивости
отдельных видов и внутривидовых таксонов почвенных диатомовых водорослей
(Bacillariophyta) к действию антропогенных нагрузок с использованием модели
трансформации
сообщества
диатомовых
водорослей
и
составления
экотоксикологических карт
-
Способ оценки границ устойчивости микроскопических водорослей и цианобактерий
к экстремальным факторам
e. Перспективы коммерциализации. Оценка рынка и конкурентов.
В этом году Коллекция водорослей и цианобактерий Башкортостана (Bashkortostan
Collection of Algae and Cyanobacteria – BCAC) была зарегистрирована во World Federation for
Culture Collection (WFCC) (Всемирной Федерации Коллекций Культур) (www.wfcc.info). В
этой организации состоят 21 коллекция из различных учреждений Российской Федерации.
Но из них потенциальным конкурентом может выступить только коллекция водорослей
Ленинградского
университета
(CALU),
которая
насчитывает
849
штаммов
микроскопических водорослей. На уровне Европы можно назвать конкурентами Коллекцию
водорослей Киевского государственного университета, которая насчитывает 1269 штаммов
водорослей (только водорослей). В этих коллекциях не имеются штаммы цианобактерий,
ресурсная роль которых в нашей коллекции по нашим меркам оценима в более 20’000$. К
преимуществам коллекции ВСАС так же можно отнести наличие экологических паспортов
некоторых
штаммов,
которые
могут
быть
использованы
как
биоиндикаторы,
и
разработанных на основе их тест-систем и технологий по удобрению и рекультивации почв.
Потребители
Вид услуги или продукта
Мировые научноисследовательские лаборатории
Подбор штаммов с перспективными свойствами,
биотопливные технологии
Мировые коллекции водорослей и
цианобактерий
Распространение редких и уникальных штаммов
Образовательные учреждения
Распространение живых штаммов и сухих препаратов
Промышленные предприятия
Альготестирование, оценка токсичности новых
препаратов
Муниципальные администрации
Предоставление лицензий на токсичность
Экологические консалтинговые
компании
Распространение альгологических тест-систем
Сельскохозяйственные
предприятия
Распространение цианобактериальных препаратов,
биологически активных глобул, оценка агрохимикатов
Уровень рыночных цен на предлагаемый ассортимент продукта – 75$ за один штамм
коллекции. Уровень рыночных цен на предлагаемый ассортимент услуг будет изменяться по
мере продвижения наших услуг на рынок, однако за счет низкой себестоимости продукции
мы с успехом можем конкурировать с зарубежными предприятиями.
Имеется дальнейшая тенденция развития рынка данной продукции, за счет будущего
роста потребности в высокоэффективных технологиях
нового поколения, концепция
развития создаваемого предприятия предусматривает лидирующее положение на мировом
рынке по продукции следующих поколений за счет использования имеющихся наработок, в
том числе на базе современных технологий.
f. План реализации проекта.
В период действия проекта планируется расширить
коллекцию культур водорослей
новыми штаммами путем предоставления специализированных инкубационных камер,
улучшения методик выделения и поддержания жизнеспособности культур, сохранения
новых штаммов и таксонов, которых нет в других коллекциях, а также поиск инвесторов для
внедрения технологий и потенциальных клиентов для предоставления вышеизложенных
услуг. В первый год действия данного проекта предполагается:
1) Для полного соответствия стандартам содержания международной коллекции
приобретение бокса микробиологической безопасности II класса типа А БАВп-0I«Ламинар-С»-1.2, стоимостью 165 000 руб. (без учета НДС). Имеющийся в настоящее
время в лаборатории экологии водорослей бокс не соответствует технологическим
стандартам, т.к. он рассчитан на поддержание незначительного количества штаммов.
2) Пробирки с закручивающимися крышками фирмы Schott, для длительного хранения
штаммов водорослей.
Во второй год
В рамках стратегии реализации необходимо максимальное увеличение объема продаж и
диверсификация товара при сокращении себестоимости, достигаемое за счет оптимизации
технологических и бизнес-процессов, что соответствует проекту разработки технологий на
основе коллекции. Возможности для роста основываются на факторах:
 диверсификация продукта (штаммы с перспективными свойствами, биотопливные
технологии, уникальные и редкие штаммы, тест-системы, биологически активные
комплексы) и услуг (альготестирование, оценка токсичности новых препаратов,
альгоиндикация, биотопливные технологии)
 добавление новых свойств продукта или продукта с повышенным качеством, в т.ч.
репозиционирование продуктов
 разработка нового поколения продуктов
 разработка принципиально новых продуктов.
g. Характеристика заявителя.
Мансурова А. Р. является аспирантом III года обучения и работает младшим научным
сотрудником на кафедре Ботаники, Биоэкологии и Ландшафтного проектирования БГПУ им.
М. Акмуллы, является куратором коллекции микроскопических водорослей и цианобактерий
Башкирии BCAC - Bashkortostan Collection of Algae and Cyanobacteria, созданной в
лаборатории экологии водорослей им. Л.С. Хайбуллиной. 233 штамма коллекции были
выделены Мансуровой А.Р. во время изучения микробиотических корочек степной зоны
Республики Башкортостан. 13 из этих штаммов секвенированы. В рамках Гранта Президента
РБ в 2010 году Мансурова А.Р. проходила стажировку в лаборатории экологии Университета
Дж. Кэрролла (США), в ходе которой были освоены методы выделения и идентификации
почвенных водорослей и цинобактерий. Является стипендиатом Президента РБ.
Оценка личностных качеств: целеустремленность, трудолюбие, исполнительность,
ответственность, аккуратность, обязательность.