Разработка интеллектуальной климатической системы адаптации «пробирочных» растений (ИКСАР-1) – Премии Правительства Москвы

Разработка интеллектуальной климатической системы адаптации «пробирочных» растений (ИКСАР-1)

Премия:

В области охраны окружающей среды

Номинация конкурса:

Лучший реализованный проект с использованием экологически чистых и энергосберегающих технологий

Наименование работы (проекта):

Разработка интеллектуальной климатической системы адаптации «пробирочных» растений (ИКСАР-1)

Цели работы (проекта), представленной (ого) на соискание премии:

Цель проекта: восстановление и сохранение биоресурсов редких и исчезающих видов растений полученных биотехнологическим методом посредствам разработки интеллектуальной климатической системы адаптации «пробирочных» растений.

Описание работы (проекта), предоставляемой на соискание премии с указанием ее новизны, актуальности, инновационной направленности, социального эффекта, оценки вклада каждого физического лица в составе группы физических лиц в выполнение и реализацию работы (проекта):

Новизна предлагаемых в проекте решений состоит в разработке нового способа адаптации «пробирочных» редких и исчезающих видов растений с автоматическим управлением микроклиматом в изолированных независимо управляемых модулях климатической системы. Одновременная адаптация трех культур с разными климатическими параметрами. Разработка и подбор индивидуального алгоритма адаптации растений к нестерильным условиям окружающей среды. Автоматизация процесса адаптации растений. Для сохранения редких и исчезающих видов растений наряду с классическими методами сохранения ex situ необходимо создание генетических банков in vitro. Разработка методов клонального микроразмножения является основой для создания генетических банков in vitro редких и исчезающих видов растений, а также одним из перспективных направлений сохранения биоразнообразия в целом. Одним из преимуществ сохранения in vitro является возможность получения стерильных культур видов (редких, эндемичных) без удаления их из естественной среды обитания, что способствует предотвращению уничтожения фитоценозов. Методы биотехнологии позволяют из незначительного количества исходного материала в кратчайшие сроки получить большое число выровненного посадочного материала. Адаптированные растения можно использовать для пополнения коллекционных фондов, изучение биохимического состава, проведения генетического мониторинга, а также для реинтродукции и усиления ослабленных природных популяций редких видов. Адаптация растений к нестерильным условиям является одним из сложных и трудоемких этапов клонального микроразмножения, связанного с возникновением трудностей из-за смены условий культивирования (переход от 100% влажности воздуха к 60% и ниже). В зависимости от видовых и сортовых особенностей потери растений на этом этапе могут достигать 50-90 %. Поэтому основной целью этапа адаптации растений является создание таких условий, при которых гибель растений на данном этапе будет сведена к минимуму. Ключевыми особенностями предложенной Системы является наличие трех изолированных модулей, в которых возможно одновременное выращивание различных культур с разными климатическими характеристиками (температура, влажность, интенсивность освещения и фотопериод). Конструкция каркаса обеспечивает герметичность модулей. Каждый модуль имеет независимое управление: освещением, поливом растений, поддержанием температуры воздуха в диапазоне +10-38 С и влажности воздуха 30-99 %. Растения размещаются в картриджах по 100 шт. на ярус. Газовая среда в модулях замкнутая, независимая с принудительной циркуляцией. Сенсорный графический дисплей с визуальным мнемосхематическим отображением процессов. Современная отечественная интеллектуальная климатическая система, специализированная для перехода растений из пробирки в нестерильные условия, с полностью автоматическим управлением параметрами роста и развития успешно решает проблемы сохранения, оздоровления и ускоренного размножения, повышает выход растительного материала до 85-95% в зависимости от вида растений, а также снижает затраты труда по сравнению с общепринятой технологией. Авторский вклад состоит в реализации конструкторско-технического решения автоматизации процесса адаптации, а также в разработке технологии адаптации микроклонов с учетом биологических особенностей развития растений. Планируется внедрение вышеуказанной Системы в научно-исследовательские учреждения, государственные институты и университеты, ботанические сады занимающихся сохранением биоразнообразия растительных сообществ. В период с 2021 по 2023 года запланированы разработки технологий адаптации краснокнижных и древесных растений семейства губоцветных, сложноцветных, розоцветных, березовых и ивовых с целью сохранения и расширения биоразнообразия Москвы и Московской области.

Сроки внедрения работы (проекта):

2022 г

Механизм реализации работы (проекта):

Данный проект опирается на агробиоинженерные технологии в области растениеводства , позволяющие получить и сохранить редкие и исчезающие виды растений методом биотехнологии. Реализация проекта заключается в: сборке экспериментальной установки; заводских испытаниях экспериментальной установки; разработке индивидуальных программ адаптации растений.

Количественные и качественные характеристики выполненной работы (проекта):

Разработана экспериментальная установка, имеющая три независимых модулей с поддержанием климатических параметров: освещения, влажности, температуры. Диапазон поддерживаемой влажности 30-99 %, температур в 5-38℃ в модулях. Газовая среда в модулях замкнутая, независимая с принудительной циркуляцией. Система управления сенсорная, с графическим дисплеем. Разработанная установка позволяет управлять микроклиматом виляющего на рост и развитие, а также на увеличение уровня приживаемости растений до 85-95% в зависимости от вида. Адаптированные растения к нестерильным условиям окружающей среды возможно в дальнейшем использовать для проведения реинтродукции редких и исчезающих видов растений, находящихся в Красной книге РФ.

Результаты реализации работы (проекта):

Разработка интеллектуальной климатической системы адаптации «пробирочных» редких и исчезающих видов растений (ИКСАР-1); автоматизация процесса адаптации; сокращение периода этапа адаптации; разработка индивидуальных программ по адаптации редких и исчезающих видов растений в контролируемых условиях; снижение процента гибели растений за счет высокой точности поддерживаемых климатических параметров; восстановление и сохранение редких и исчезающих видов растений полученных методом культуры тканей.

Оценка энергетической и экологической эффективности реализации работы с ее обоснованием:

Учитывая приоритетность вопросов сохранения природы и экологической устойчивости, необходимости минимизации затрат энергетических и прочих ресурсов в условиях современного общества, важной задачей является разработка технологий и технических средств экологически безопасных для окружающей среды. Разработанная технология адаптации редких и исчезающих видов растений в климатической системе, как научный результат, будет иметь практическое значение восстановления и сохранения растительного биоразнообразия, а также будет иметь высокую экономическую и экологическую значимость. Снижение контакта с окружающей средой за счет изолированности модулей и высокой точности поддерживаемых климатических параметров позволит увеличить выход адаптированных растений, полученных методом культуры клеток и тканей. Автоматизированный процесс адаптации растений позволит снизить затраты труда.

Желаемый способ ознакомления с результатами работы (проекта):

по телефону

Презентацию работы (проекта):

proekt-iksar-1-1.pdf

Ссылка на другие визуальные материалы, веб-сайт или видео (если есть):

нет

Письмо, подписанное физическим лицом или группой физических лиц, представляющих работу (проект) на соискание премии, о согласии на публикацию (размещение) в информационно-телекоммуникационной сети Интернет информации, связанной с участием в Конкурсе:

forma-soglasiya-na-publikacziyu-1-1.pdf

Фамилия, имя и отчество:

Князева Инна Валерьевна

Организация:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение

Роль в команде:

Авторский вклад состоит в реализации конструкторско-технического решения автоматизации процесса адаптации , а также в разработки технологии адаптации микроклонов с учетом биологических особенностей развития растений.

Почта:

knyazewa.inna@yandex.ru

Номер телефона:

+79651165717

Список участников

разработка идеи и конструктива проекта

Князева Инна Валерьевна

старший научный сотрудник

Князева Инна Валерьевна

Загруженные документы:

Согласие на хранение и обработку персональных данных Согласие на публикацию проекта

Ваша заявка загружается на сервер, ожидайте...

Пожалуйста, не обновляйте страницу