Регистрация на тематический трек "Биотехнологии"

Целью программы является ознакомление с современными молекулярно-генетическими методами и возможностями их практического применения в области биотехнологии. В процессе реализации программы у обучающихся формируются знания о перспективах развития агробиотехнологий в Ярославской области, России и за рубежом, основах управления ростом и развитием растений, животных, рыб и иных организмов с целью получения качественной экологически чистой продукции растениеводства, животноводства, рыбоводства и иных отраслей сельского хозяйства, получение практических навыков работы в лаборатории биотехнологии.

 Программа способствует формированию компетенций для решения актуальных задач по развитию АПК Ярославского региона, а также для коммерциализации инновационных проектов в рамках рынков НТИ FoodNet и HealthNet. В рамках программы слушатели знакомятся со способами применения приемов молекулярной биологии для подготовки собственных инновационных проектов для рынков НТИ, для подготовки проектов для федеральных и региональных конкурсов и акселераторов, в том числе при бизнес-инкубаторе ЯрГУ.

Программа включает в себя теоретические и практические аспекты, а также кейсы из реальной практики организаций биотехнологической отрасли, многочисленные примеры, которые позволят слушателям  научиться применять приемы и методы при реализации собственных проектов и мероприятий.

Полученные знания, сформированные умения и навыки позволят слушателям привлекать проводить анализ РНК и ДНК в интересах медицинской диагностики, ветеринарии, при анализе растительного генома, генома грибов, животных, микроорганизмов. Слушатели программы будут подготовлены к самостоятельной работе с установками ДНК- и РНК-анализа в лабораториях предприятий, научных и образовательных центрах.

Направление тематик прорабатываемых индивидуальных и командных идей и проектов по время модуля:

1. Автоматизация сельского хозяйства:

• Применение дронов для съемки, мониторинга.
• Использование чипов, меток.
• Программное обеспечение для нужд АПК.

2. Растениеводство:

• Картофелеводство: биодобавки, удобрения.
• Льноводство.
• Зерновые культуры.
• Травы кормового назначения.
• Органическое земледелие.
• Выращивание в теплицах.
• Альгобиопродукция (зеленые, бурые, красные водоросли).
• Селекция и ГМО.
• Рекультивация земель.

3. Экономика в биотехнологиях:

• Экономическая оценка рыбоводных прудов и выращивание товарной рыбы.
• Экономическая оценка выращивания мраморной говядины.
• Экономическая оценка получения молока, с содержанием белка не менее 3%.
• Экономическая оценка организации фермы по производству мяса кролика.
• Экономическая оценка производства вермикультуры
• Экономическая оценка лосиной фермы.
• Экономическая оценка интенсивной технологии выращивания водорослей.
• Экономическая оценка рекультивации земель.
• Экономическая оценка использования дронов в решении экологических проблем и  сельском хозяйстве.

4. Животноводство

• Мясное и молочное скотоводство.
• Овцеводство и козоводство.
• Кролеководство.
• Лосеведение и лосеводство.
• Вермикультура.

5. Кормопроизводство:

• Производство экструдированных кормов.
• Производство “живых кормов”.
• Производство живых культур для силосования.
• Производство высокобелковых кормовых добавок.

6. Рыбоводство:

• Аквакультура лососевых (форель, лосось, сиговые, щука).
• Аквакультура карповых (карп, линь).
• Аквакультура осетровых (стерлядь, севрюга, осетр).
• Производство красной и черной икры.
• Аквариумы, аквакультура.
• Фермерская аквакультура (выращивание креветок, раков).

7. Грибоводство:

• Культивирование и переработка различных видов съедобных грибов.
• Производство мицелия.
• Производство пищевых дрожжей.

8. IT технологии для биотехнологических процессов:

•  Математические модели и анализ данных;
• Создание и развитие баз данных;
• Разработка специального программного обеспечения;
• Геоинформационные сервисы и проекты в сфере дистанционного зондирования земли;
• Применение дронов для нужд АПК;
• Автоматизация процессов.

Тематики занятий модуля:

1. Молекулярная биология

• Введение в молекулярную биологию:
• Выделение ДНК
• Основы полимеразной цепной реакции
• Электрофорез ДНК
• Постгеномные технологии»
• Нормативно-правовые и организационные требования по проведению генетической экспертизы.
• Селекционно-племенные мероприятия в молочном скотоводстве и применение информационных технологий в животноводстве.
• Организация работы на животноводческом комплексе
• Механизация животноводства

2. Агробиотехнологии

• Введение в агробиотехнологию
• Раздел 2.1. Растительные агробиотехнологии
• Введение в растительную агробиотехнологию.
• Управление ростом и развитием растений
• Аквакультура растений: понятия и направления
• Биотехнологии при размножении растений
• Культивирование in vitro
• Биотехнологии регуляции роста и защиты растений.
• Культивирование клеток и тканей растений в лабораторных условиях
• Агробиотехнология растений в развитии АПК Ярославского региона
• Кормовые культуры Ярославского региона
• Зерновые культуры Ярославского региона
• Альгобиотехнология: понятия и направления
• Использование пресноводных водорослей в производстве  кормов
• Использование морских водорослей в производстве кормов
• Раздел 2.2. Животные агробиотехнологии
• Введение в животные агробиотехнологии
• Интенсивные технологии в рыбоводстве
• Марикультура
• Аквакультура лососевых
• Фермерская аквакультура

3. Биоинформатика

• Введение в биоинформатику
• Моделирование
• Геоинформационные технологии в АПК

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ТЕМАТИК

РАЗДЕЛ 1. МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ

Тема 1. Введение в молекулярную биологию.

Основные этапы развития молекулярной биологии. Основные открытия и достижения. Задачи современной молекулярной биологии.

История открытия структуры ДНК. Центральная догма молекулярной биологии. Молекулярные механизмы сохранения, воспроизведения и реализации генетической информации. Принципы регуляции процессов репликации, транскрипции и трансляции. Применение фенотипического и молекулярно-генетического подхода к изучение популяционно-генетического разнообразия. Стратегия картирования генов характеристика типов генетических карт и современное состояние генетических карт сельскохозяйственных животных. Основные проблемы использования ДНК-технологий,

Тема 2.  Выделение ДНК.  

Выделение нуклеиновых кислот на практике. Обзор распространенных физико-химических методов выделения и очистки НК. Выделение ДНК с использованием коммерческих наборов. Определение концентрации НК.

Тема 3. Основы полимеразной цепной реакции.

Компоненты реакционной смеси ПЦР. Разновидности ПЦР. ПЦР в режиме реального времени Real-time PCR). Возможности применения ПЦР. Практическое использование ПЦР-анализа. Выбор оптимального режима работы, подбор олигонуклеотидных праймеров. Постановка полимеразной цепной реакции в «классическом» варианте и в режиме реального времени. Сравнение и анализ полученных результатов.

Тема 4. Электрофорез ДНК.

Практика электрофореза ДНК. Приготовление буфера. Проведение электрофореза ДНК в агарозном геле.

Тема 5. Постгеномные технологии.

Секвенирование по Сэнгеру: принцип и практическое применение, Новые методы секвенирования. Применение ДНК-чипов в практике животноводства (GWAS). Генетические базы (GenBank, Ensembl), использование генетических баз для оценки выборок и создания референтных популяций

Тема 6 Нормативно-правовые и организационные требования по проведению генетической экспертизы.

Правила генетической экспертизы племенного материала крупного рогатого скота. Применение иммуногенетической экспертизы для определения отцовства животных. Подготовка биоматериала, проведение анализа, интерпретация данных.

Тема 7 Селекционно-племенные мероприятия в молочном скотоводстве и применение информационных технологий в животноводстве.

Организация племенной работы. Перечень селекционных мероприятий по разведению крупного рогатого скота.  Виды нормативных документов и документов строгой отчетности в системе разведения крупного рогатого скота.  Лабораторные исследования молока и крови как селекционный фактор при содержании и разведении сельскохозяйственных животных.

Тема 8 Организация работы на животноводческом комплексе.

На примере ФГУП Григорьевское. Практическое ознакомление с системой содержания. Разведения и селекции крупного рогатого скота. Ознакомление с различными половозрастными группами животных, организация кормления, поения и моциона. Селекционные мероприятия (оценка экстерьера, линейная оценка)

Тема 9 Механизации животноводства

На примере комплекса «Красный Маяк». Инновационные и энергосберегающие технологии в сельском хозяйстве. Практическое занятие по внедрению новых технологий удаления навоза и его не традиционного использования.

РАЗДЕЛ 2. АГРОБИОТЕХНОЛОГИИ

Тема 1. Введение в агробиотехнологию.

Описание рынка агробиотехнологий и инфраструктуры региона. Основные этапы развития агробиотехнологий и применяемые технологии. Примеры проектов, реализуемых в сфере агробиотехнологий в Ярославской области. Примеры успешных проектов в других регионах.

Раздел 2.1. Растительные агробиотехнологии

Тема 2. Введение в растительную агробиотехнологии.

Агробиотехнология растений — современное направление развития растениеводства в России и в мире. Возможности, перспективы, проблемы. Основные направления развития агробиотехнологии в Ярославском регионе.

Тема 3. Управление ростом и развитием растений

Основы управления ростом и развитием растений. Формирование продуктивности и устойчивости. Современные способы и приемы выращивания.

Тема 4. Аквакультура растений: понятия и направления.

Особенности аквакультуры Гидропоника. Основы агрохимии и минерального питания растений. Инновационные субстраты и регуляторы роста.

Тема 5. Биотехнологии при размножении растений

Биотехнологические способы размножения растений — основы, возможности, перспективы.

Тема 6. Культивирование in vitro

Культивирование in vitro при использовании перспективных биотехнологий. Культивирование ценных древесных пород и травянистых ягодных культур).

Занятие проводится на базе лаборатории биотехнологии Центрально-европейской лесной опытной станции Всероссийского НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства (оснащение биотехнологической лаборатории, основные правила и этапы работы в ней).

Тема 7. Биотехнологии регуляции роста и защиты растений.

Разработка новых эффективных биопрепаратов для регуляции роста и защиты растений от болезней. Опыт ученых ЯрГУ им. П.Г. Демидова.

Экскурсия в оранжерею ЯрГУ им. П.Г. Демидова — испытания новых биопрепаратов на модельных растениях. Основные результаты и достижения. Культивирование ценных и редких растений.

Тема 8. Культивирование клеток и тканей растений в лабораторных условиях

 Лабораторная работа. Приготовление питательных сред и подготовка лабораторной посуды для культивирования изолированных клеток и тканей растений. Стерилизация растительных объектов и оборудования. Получение стерильных эксплантов растений и их культивирование.

Тема 9. Агробиотехнология растений в развитии АПК Ярославского региона.

Подведение итогов модуля 1. Круглый стол  «Агробиотехнология растений в развитии АПК Ярославского региона».

Тема 10. Кормовые культуры Ярославского региона

Перспективные сорта традиционных и новых (для региона) зерновых и зернобобовых культур

Экскурсия на опытные поля Ярославского НИИЖК – Филиала ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса»

Тема 11. Зерновые культуры Ярославского региона

Перспективные сорта традиционных и новых (для региона) однолетних и многолетних трав

Экскурсия на опытные поля Ярославского НИИЖК – Филиала ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса»

Тема 12. Альгобиотехнология: понятия и направления

Понятие альгобиотехнология, основные направления развития альгобиотехнологии. Современные методы выделения и культивирования водорослей

Тема 13. Использование пресноводных водорослей в производстве  кормов

Создание кормов на основе биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем для объектов тепловодной аквакультуры. Выращивание хлореллы, спирулины.

Лабораторная работа по определению биомассы и численности хлореллы

Тема 14. Использование морских водорослей в производстве кормов.

Совершенствование биотехнологии выращивания ламинарии, Выращивание красных водорослей. Выращивание морских одноклеточных водорослей.

Лабораторная работа по определению биомассы и численности одноклеточных морских водорослей

Раздел 2.2. Животные агробиотехнологии.

Тема 15. Введение в животные  агробиотехнологии.

Животные агробиотехнологии — современное направление развития животноводства в России и в мире. Возможности, перспективы, проблемы. Основные направления развития животноводства в Ярославском регионе и инфраструктура региона.

Тема 16. Интенсивные технологии в рыбоводстве.

Типы водоемов, пригодные для рыборазведения. Технология выращивания линя, карпа, щуки. Современные технологии выращивания рыбы и сельскохозяйственных объектов.

Лабораторная работа: Производственные расчеты для организации прибыльного хозяйства

Тема 17. Марикультура.

Технология выращивания морских креветок, крабов, омаров.

Тема 18. Аквакультура лососевых.

Технология выращивания форели и лосося. Технология выращивания сиговых.

Экскурсия в форелевое хозяйство (КФХ Атаманов Михаил Юрьевич, Ярославль)

Тема 19. Фермерская аквакультура.

Технология выращивания и разведения раков. Технология выращивания пресноводных креветок.

РАЗДЕЛ 3. БИОИНФОРМАТИКА

Тема 1. Введение в биоинформатику.

Биоинформационные данные. Биомедицинская информатика. Типы данных. Анализ данных. Применение информатики и информационно-коммуникационных технологий в биотехнологических проектах. Методы анализа биологических данных.

Тема 2. Моделирование.

Моделирование структур белков и иных биомолекул, предсказание пространственной структуры. Моделирование структур для задач фармакологии. Моделирование в генетике, биоинформатика последовательностей.

Тема 3. Геоинформационные технологии в АПК.

Применение ГИС-технологий в биотехнологических проектах и задачах АПК. Применение