Младший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Дмитрий Каретников выступил с докладом о результатах анализа вариаций в геномах картофеля на основе данных полногеномного секвенирования на VIII Международной научной конференции PlantGen2025, проходившей в Новосибирском Академгородке.

Картофель — одна из ключевых сельскохозяйственных культур, обеспечивающая продовольственную безопасность миллионов людей. Однако его генетическая сложность (тетраплоидность, высокий уровень гетерозиготности) и подверженность болезням затрудняют селекцию улучшенных сортов. Полногеномное секвенирование (ПГС) и анализ геномных вариаций открывают новые возможности для ускоренной селекции, повышения урожайности и устойчивости культуры.

«Основными лимитирующими потенциальную урожайность картофеля в России факторами являются: короткий вегетационный период изменчивость погодных условий, повышенная влажность и различные заболевания. На современном этапе селекционеры должны располагать геномной информацией, посредством которой выполняется задача повышения устойчивости сортов картофеля России к заболеваниям и абиотическим факторам», — рассказал Дмитрий Каретников.

Также в своем выступлении сотрудник ИЦиГ СО РАН отметил,что в анализе был использован ген StCDF1. Он имеет несколько аллельных вариантов, каждый из которых определяется отдельной мутацией.

Например, для аллеля StCDF1.3 существует транспозонная вставка длиной ~861 п.н. Идентификация таких вариантов осложняется отсутствием длинных прочтений, а рутинные методы выявления крупных (длиннее длины считывания) вставок не работают.

Поэтому был применен метод, основанный на сравнении покрытия разных аллелей.

Также было показано разнообразие генотипов с высоким функциональным влиянием в генах созревания и клубнеобразования. Спикер отметил, насколько сильно дикари отличаются от ландрасов и культурных сортов, что подтверждается структурой популяции. Среди дикарей преобладают гомозиготы по минорному аллелю, в то время как у наземных и культурных сортов — гетерозиготы (зависимость от плоидности). У гетерозигот гена StCDF1 были обнаружены новые аллельные варианты, о которых ранее не сообщалось.

Результаты исследований показывают, что анализ геномных вариаций картофеля на основе ПГС — мощный инструмент современной селекции. Он сокращает время создания новых сортов, повышает их устойчивость и продуктивность, что критически важно в условиях изменения климата и роста населения. Интеграция геномики, биоинформатики и традиционной селекции открывает путь к созданию «идеального» картофеля будущего.

Виктория Детушева

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН

В этом году исполнилось 100 лет со дня рождения выдающейся ученой-археолога, преподавателя Новосибирского государственного педагогического университета, доктора исторических наук, профессора Татьяны Николаевны Троицкой. С ее именем связаны начало планомерных археологических исследований на территории Новосибирской области, а также подготовка плеяды профессиональных археологов, многие из которых стали сотрудниками Института археологии и этнографии (ИАЭТ) СО РАН. Один из них, ведущий научный сотрудник ИАЭТ СО РАН, д.и.н., проф. Андрей Павлович Бородовский вспоминает о своей учительнице в интервью нашему сайту.

– Когда Вы познакомились с Татьяной Николаевной?

– Это произошло в далеком 1977 году, когда я был студентом Новосибирском государственном педагогическом институте. Татьяна Николаевна увидела во мне перспективу для привлечения к научной работе.  Надо сказать, что при достаточно тесном взаимодействии со студентами Татьяна Николаевна как преподаватель вуза относилась достаточно серьезно и тщательно к отбору тех из нас, кого считала пригодным для занятия научной деятельностью.

У нее существовал комплекс критериев, главным из которых, на мой взгляд, был интеллектуальный потенциал и определенная индивидуальность, которая могла проявляться в самых различных качествах. В моем случае это, вероятно, было умение неплохо рисовать (что было тогда очень важно для археолога) и явная нестандартность подходов к исследованиям.

Она, правда, сама в отношении меня сформулировала такую характеристику: «Бородовский – такой человек, который если найдет какую-то «дырку», то обрежет от себя все лишнее, чтобы в ней оказаться». Мне трудно сказать, какой точный смысл вкладывала в отношении меня Татьяна Николаевна в эту фразу. Но как мне казалось, это было связано с моей целеустремленностью и определенной педантичностью в подходе к различным вопросам.

В июне 1977 г. я досрочно сдал свою первую сессию, и Татьяна Николаевна рекомендовала меня одному из своих любимых учеников Александру Матвееву в качестве напарника в его археологическую разведку по Колыванскому району Новосибирской области. В это предприятие мы должны были с Сашей пойти вдвоем, используя подручные транспортные средства по маршруту с. Соколово через северо-восточную оконечность Кудряшовского бора до с. Пристань – Почта на берегу р. Обь. Такое задание было вполне серьезным, поскольку впоследствии материалы этой разведки легли в основу одной из моих первых книг – Свода археологических памятников по Колыванскому району.

– Можно ли сказать, что Татьяна Николаевна сыграла важную роль в Вашем выборе направления исследовательской работы?

– Да, конечно. В юности я хотел заниматься античной археологией, а Татьяна Николаевна изначально была именно античным археологом, и уже потом, приехав в Новосибирск перестроилась на местные реалии. И хотя впоследствии ее много раз приглашали в Крым, но она четко понимала, что здесь она обрела вторую и главную свою археологическую родину. Так вот, увидев мой интерес к античности, осенью 1978 г. она организовала мне вместе со своим сыном Николаем Пейновичем поездку в Крым.

Там нам удалось какое-то время поработать не только на античном и средневековом Херсонесе, но и в римском Хараксе. Этот комплекс располагается на самой южной оконечности Крымского полуострова, где во втором веке нашей эры на развалинах тавро-скифского мегалитического городища заложил свой лагерь XI Клавдиев легион Римской империи.

Это был очень интересный и профессиональный опыт, но именно там я понял, что античная археология – это не мое. А окончательно мой выбор научных интересов сформировался в результате участия в 1977, 1978, 1979, 1980, 1981 гг. в археологических экспедициях под руководством Татьяны Николаевны.

– Можете назвать какие-то наиболее знаковые находки, сделанные в этих экспедициях?

– Там было собрано много интересного материала. Например, по результатам исследования курганной группы Быстровка-1 в Искитимском районе Новосибирской области. Среди находок той экспедиции – бронзовое импортное зеркало с гравировками различных фаз прыжка тигра. Причем, изначально идею, что там изображен не просто тигр, а именно прыгающий выдвинул я, тогда еще студент, но Татьяна Николаевна совершенно спокойно относилась к тому, что ее студенты пытались сами как-то интерпретировать найденный материал, даже поощряла это.

В другой экспедиции, на Дубровинском Борке-3 она нашла фрагмент рогового варгана, но тогда она его так не опознала, зато впоследствии также спокойно отнеслась к тому, что потом мне пришла в голову идея интерпретировать ее двузубую шпильку именно как фрагмент варгана, а потом я это независимо уже от нее на Северном Алтае нашел еще целую серию таких костяных варганов, подтвердив вот эту гипотезу о музыкальной культуре.

Вообще, она всегда очень щедро делилась со своими студентами не только своими массовыми находками, но и уникальными предметами, по которым потом писали научные статьи. Да и публикации тогда были не просто «призом», а очень важным этапом в развитии каждого из начинающих исследователей, поскольку тогда «печатное слово» ценилось еще очень значимо.

Кроме того, Татьяна Николаевна прививала интерес у своих студентов к музеефикации добытых ей археологических материалов. Музей при кабинете археологии в НГПИ был не только центром, где накапливались такие находки, но и постоянно ротируемой экспозиционной площадкой. В 1979 году мне удалось поучаствовать в организации очередной экспозиции и на моей памяти, это была уже третья музейная ротация.

– Корректно ли назвать ее основательницей новосибирской школы археологии?

– Мне кажется, да. Потому что, когда сюда пришел Алексей Павлович Окладников, он основал более глобальную сибирскую школу археологии. А Татьяна Николаевна дала старт как раз новосибирской археологии. Она была безусловно выдающимся педагогом, воспитавшим тысячи студентов НГПИ–НГПУ во второй половине ХХ – начале XXI века.

Однако не менее значительный вклад Татьяна Николаевна внесла в подготовку научных специалистов высшей квалификации для вузовских и академических структур. Достаточно

сказать, что среди сотрудников ИАЭТ СО РАН всех возрастов и научных степеней представлена значительная когорта выпускников НГПИ–НГПУ, которые двигают современную сибирскую и мировую археологию. Все эти ученые в той или иной мере взаимодействовали именно с Татьяной Николаевной Троицкой, которая очень многим, включая меня, как говорится, дала «путевку» в большую науку.

Сергей Исаев

Специалисты «Всероссийского научно-исследовательского института автоматики им. Н. Л. Духова» (ФГУП «ВНИИА») совместно с коллегами из Института общей физики им. А. М. Прохорова (ИОФ) и Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали два вида устройств для измерения длины пучка электронов в ускорительном комплексе (УК) Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») – диссекторы и стрик-камеры. Эти бесконтактные оптические датчики способны измерять продольный размер пучка с высоким временным разрешением (от 1 до 10 пикосекунд, пс). Они станут частью диагностического комплекса УК СКИФ, который будет обеспечивать своевременное выявление отклонений пучка от проектных параметров для увеличения эффективности эксплуатации синхротрона и надежности проводимых исследований. Стрик-камеры полностью разработаны и произведены ВНИИА им. Н. Л. Духова.

Современный синхротрон – это огромный рентгеновский микроскоп, мощный инструмент, помогающий развитию многих научных отраслей: биологии, археологии, материаловедения, медицины. Электронный пучок, разогнанный до релятивистских скоростей и двигающийся в накопительном кольце установки, испускает синхротронное излучение (СИ) в поворотных магнитах и специализированных устройствах генерации излучения – вигглерах и ондуляторах. По каналам вывода излучения СИ попадает на пользовательские станции и обеспечивает возможность специалистам различных областей наук с высокой точностью исследовать структуру белков, составы вещества, процессы протекание химических реакций. Характеристики СИ предоставляют экспериментаторам инструмент исследования, который одновременно обладает высокой яркостью, широким спектральным диапазоном, возможностью выбора поляризации, малым временем импульса излучения. При этом поколение любого ускорителя частиц принято определять исходя из параметров пучка электронов.

«Например, благодаря беспрецедентно малому эмиттансу пучка электронов, порядка 75 пм рад (пикометров радиан), синхротрон СКИФ относится к установкам последнего поколения, “4+”, –  прокомментировал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН и ЦКП «СКИФ» кандидат технических наук Виктор Дорохов. – Кроме эмиттанса у электронного сгустка есть и другие параметры, среди которых важное значение имеют поперечный и продольный размеры. И если поперечные размеры мы достаточно легко можем измерять, то с продольными размерами все сложнее, особенно в циклических ускорителях».

Каждый пучок электронов, инжектируемый в кольцо, состоит из сгустков.

«В каком-то смысле пучок частиц, летающий по кольцу, похож на гирлянду, где каждая лампочка – сгусток, длиной всего несколько миллиметров», – добавил Виктор Дорохов.

Для измерения длины пучка электронов, или продольного распределения заряда в пучке, в большинстве циклических ускорителей используются бесконтактные оптические датчики. Эти диагностики относятся к неразрушающему типу. Их преимущество в том, что принцип работы этих устройств не подразумевает взаимодействия с пучком, а значит процесс измерения происходит без потерь частиц из исследуемого объекта, и может проходить в непрерывном режиме в момент эксплуатации установки.

«Для измерения продольного распределения заряда в пучке, то есть длины пучка, в ускорителях широко используются стрик-камеры и диссекторы. По принципу действия и конструктивно эти устройства похожи, но все же не равнозначны, поэтому способны дополнять друг друга, – добавил Виктор Дорохов. –  Как правило, стрик-камера работает во время эксперимента, требующего однопролетного наблюдения. Она выключается по его окончании. А вот диссекторы работают в непрерывном режиме десятилетиями в процессе рутинной эксплуатации установок. Объединяя действие этих двух видов оборудования, мы получаем универсальный набор дополняющих друг друга средств диагностики».

Исторически диссекторы, как приборы наблюдения за распределением заряда пучка частиц в циклических ускорителях, начали применяться в ИЯФ СО РАН. Родоначальником этого способа наблюдений в Институте был Эдуард Иванович Зинин – он проектировал и конструировал подобные устройства для использования в ускорителях частиц еще в прошлом столетии, используя в качестве регистрирующего электронно-оптического преобразователя (ЭОП) серийно выпускаемый ЛИ-602.

«Одна из ключевых характеристик как диссектора, так и стрик-камеры – временное разрешение, – пояснил Виктор Дорохов. – У установок того поколения оно составляло около 25 – 35 пс, и этого хватало. Но с развитием ускорительных установок стало понятно, что временного разрешения диссектора на основе ЛИ-602 недостаточно. Тогда под руководством заведующим сектором ИЯФ СО РАН доктора физико-математических наук Олега Игоревича Мешкова началась разработка следующего поколения регистратора на основе ЭОП ПИФ-01, выпускаемого отделом фотоэлектроники ИОФ им. Прохорова РАН. С этим ЭОП удалось получить временное разрешение прибора в 1 пс. Сегодня благодаря развитию технологий в изготовлении ЭОП, создается уже третье поколение регистратора, в котором при сохранении временного разрешения и чувствительности, внесены конструктивные усовершенствования, позволяющие повысить надежность и технологичность прибора в целом. Только представьте, каков масштаб события: если пучок движется практически со скоростью света, то за 10 пикосекунд он пролетает 3 миллиметра, а третье поколение установок уже позволяет нам измерять пучок в промежутке 0,5 миллиметра – это же фантастика».

Для синхротрона СКИФ и других проектов ИЯФ диссекторы нового поколения изготавливают специалисты ВНИИА им. Н.Л. Духова, они же изготовили и стрик-камеры.
«Всего в ускорительном комплексе СКИФ будут работать три стрик-камеры – по одной в бустерном, накопительном кольце и в линейном ускорителе (линаке), и два диссектора – в бустерном и ускорительном кольце, – добавил Виктор Дорохов. – Три стрик-камеры готовы, одна уже работает в линаке. Диссекторы будут последовательно вводиться в строй одновременно с появлением пучка на установках комплекса ЦКП “СКИФ”. Данные диагностические устройства позволят нам наблюдать структуру пучка электронов и изучать продольное распределение заряда в пучке, циркулирующем по кольцу ускорителя, с предельным временным разрешением».

Ученые из Института геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН (Иркутск) научились определять содержание двухвалентного железа с помощью рентгенофлуоресцентного метода. Предложенный подход основан на том, что параметры некоторых линий рентгеновского эмиссионного спектра зависят от валентного состояния железа, то есть от того, как оно связано с другими элементами. Статья об этом опубликована в международном журнале Talanta.

Сведения о содержаниях валентных форм элементов в горных породах помогают ученым восстанавливать картину образования горных массивов, развития вулканов и изменения земной поверхности, при исследовании минералов — уточнять их структуру и происхождение, а при поисковых работах — оценивать качество металлических руд. Особенно ценны сведения о валентных формах переходных элементов, в частности железа. Определение количества двухвалентного железа важно как для фундаментальных геологических исследований, так и для планирования работ в добывающей отрасли. 

Обычно для определения двухвалентного железа применяют метод окислительно-восстановительного титрования. Он давно используется как рутинный в аналитических лабораториях всего мира, однако имеет ряд недостатков, в частности требует достаточно трудоемкую и длительную процедуру кислотного разложения. Метод рентгенофлуоресцентного анализа, однако, позволяет измерять фрагменты горных пород после минимальной подготовки: прессования истертого образца. Такая процедура не требует специальных реактивов и существенных трудозатрат. Возможно ли использовать этот метод для оценки валентного состояния?

«Ставший рутинным подход к определению двухвалентного железа был разработан еще в позапрошлом веке. Тем не менее определение валентных форм элементов в природных образцах по-прежнему остается специфической задачей, как при рутинном анализе, так и при разработке стандартных образцов. Применение нового аналитического подхода к определению двухвалентного железа с использованием рентгенофлуоресцентного анализа может значительно повысить достоверность данных, получаемых при разработке и аттестации стандартных образцов», — рассказывает заведующий лабораторией рентгеновских методов анализа ИГХ СО РАН кандидат химических наук Виктор Маратович Чубаров.

Использование рентгенофлуоресцентного метода для оценки валентного состояния элементов известно, но пока не слишком популярно. Еще в середине прошлого века было обнаружено, что параметры линий рентгеновского эмиссионного спектра зависят от того, каким именно способом элемент входит в состав объекта исследования. Ученые из ИГХ СО РАН сделали важный шаг от теории к практике — начали количественно определять разные формы железа в объектах природного и техногенного происхождения рентгенофлуоресцентным методом. Следующим логическим шагом стало его применение для создания стандартных образцов.

«Наш подход основан на том, что интенсивность одной из линий рентгеновского спектра, называемой FeKβ5, зависит от валентного состояния железа, то есть от того, в какого рода химическую связь оно вступает с другими элементами. Эта линия наиболее чувствительна к особенностям химической связи переходных элементов, поскольку именно она обусловлена рентгеновским переходом электрона с валентной оболочки. Используя соотношение интенсивности линии FeKβ5 к интенсивности линии FeKβ1,3, мы можем снизить влияние различного содержания железа в исследуемых образцах и получить оптимальный аналитический сигнал», — отметил Виктор Чубаров.

Горные породы — сложные объекты, смеси минералов. Именно факторы, связанные с разнообразным составом горных пород, искажают аналитический сигнал: чтобы получить достоверные результаты, необходимо использовать градуировочные образцы определенного фазового и элементного состава. Исследователи изучили 99 эталонных материалов, чтобы выбрать оптимальные по составу и при этом доступные образцы, включая горные породы разных типов: изверженные, от ультраосновного до кислого состава, а также осадочные и метаморфические. В рамках межлабораторных сличительных испытаний сравнили полученные результаты с данными метода титрования из лабораторий разных стран. При анализе, например, изверженных горных пород основного состава точность предложенного подхода сопоставима с точностью титриметрического метода.

«Исследуя тонкую структуру рентгеновских спектров, мы смогли понять, как применять рентгенофлуоресцентный метод не только для анализа содержаний элементов в природных образцах, но и для оценки их валентного состояния. Одной из важных задач в геохимии, которую мы смогли решить с помощью этого нового подхода, стала оценка соотношения валентных форм железа — важнейшего параметра при изучении окислительно-восстановительных условий формирования горных пород и руд», — прокомментировал Виктор Чубаров.

Применить этот метод можно и к другим металлам. В 2023 году опубликован способ оценки валентного состояния марганца в океанических конкрециях и корках по соотношению интенсивностей линий MnKβ5 и MnKβ1,3 в международном журнале Minerals. Подготовлены к публикации результаты оценки форм вхождения меди в рудах рентгенофлуоресцентным методом. 

«Пока что подход уверенно работает лишь для определенного круга объектов, который с момента начала проведения этих исследований существенно расширился. При этом о промышленных масштабах говорить пока рано. Ближайшая цель — реализация разработанного подхода в виде аттестованной методики», — подытожил ученый.

Ирина Баранова

В последние годы компания Яндекс регулярно организует студкемпы – бесплатные двухнедельные «интенсивы» по математике, IT и искусственному интеллекту, которые проходят на базе ведущих университетов России в очном формате. Участники студкемпов получают уникальную возможность углубить свои знания и навыки под руководством ведущих специалистов компании.

Вполне ожидаемо, что такие «интенсивы» пользуются довольно большой популярностью среди студентов, позволяя организаторам выбирать лучших из многих. И судя по планам компании, самому Яндексу этот формат тоже нравится – только в этом году их уже было пять, и в эти дни активно работает шестой – по NLP (Natural Language Processing — обработка естественного языка) – на базе Новосибирского государственного университета.

«Проведение студкемпа в Новосибирске стало возможным благодаря соединению трех сил. Первая – это НГУ, один из лучших университетов страны, с богатым исследовательским багажом, в кампусе которого и проходит наше мероприятие. Этот университет силен не только традициями, но и сильной научной компонентой, которая найдет отражение в некоторых проектах студкемпа. Вторая сила – это команда, которая организовала студкемп, и то сообщество экспертов, которое поддерживает его работу. А третья – это вы, студенты, которые своими проектами, мыслями и идеями выполняют и развивают этот проект», – подчеркнул в своем выступлении на открытии студкемпа руководитель направления стратегического развития высшего образования в Яндекс Образовании Кирилл Баранников.

Проект рассчитан на студентов 3-4 курсов бакалавриата, которые в университете уже изучают компьютерные науки и имеют базу в программировании и математике. Студенты младших курсов тоже могут участвовать в отборе, если их знания позволяют освоить программу.

На программу по NLP в НГУ подали заявки почти 1200 студентов из 200 университетов — конкурс составил порядка 12 человек на место. Прошедшие отбор участники будут изучать технологии обработки естественного языка, которые сегодня применяются в различных сферах: от разработки голосовых помощников до анализа больших данных.

Первая неделя студкемпа посвящена знакомству с ключевыми подходами к NLP. Участники разберутся в архитектуре трансформеров (модели, которые используют механизм внимания для быстрого обучения), изучат методы адаптации и интерпретации моделей, а также освоят задачи классификации, генерации и устойчивости к ошибкам. Также изучат передовые технологии: attention-механизмы, авторегрессионные модели, мультимодальность и RAG (Retrieval Augmented Generation — генерация, дополненная поиском). На второй неделе студенты   сфокусируются на практике: им предстоит работа с анализом данных и итоговая защита проекта, который решает реальные задачи на стыке науки и индустрии.

В финале студкемпа студенты будут защищать командные проекты, которые смогут добавить к собственным портфолио. Участники будут обучать искусственный интеллект структурировать информацию, находить противоречия в текстах, искать данные в сложных документах, где смешаны текст, таблицы и графики, а также улучшать навыки рассуждения языковых моделей.

А между занятиями и работой над проектами, организаторы приготовили для участников интересную культурную программу с экскурсиями и другими неформальными мероприятиями, которые должны еще больше сплотить их между собой. Ведь одна из целей, которую организаторы и не скрывают – сформировать некое сообщество талантливых и амбициозных профессионалов, которые будут в будущем участвовать в развитии российских ИТ-технологий.

Большую поддержку мероприятию оказало Министерство цифрового развития и связи Новосибирской области. Глава ведомства Сергей Цукарь подчеркнул: «Ребятам представился шанс поучиться в одном из лучших вузов — мирового уровня и в одном из передовых научных центров России – Академгородке. Это уникальная возможность — за две недели получить концентрированные, фундаментальные знания в области искусственного интеллекта, на изучение которых обычно уходят месяцы. Искусственный интеллект – это уже не просто тренд, это наша сегодняшняя реальность. Благодарю компанию Яндекс за такие актуальные, интересные, бесплатные образовательные проекты».

Надо отметить, что Новосибирский государственный университет сотрудничает с Яндексом уже много лет.  На базе Механико-математического факультета НГУ открыта магистерская программа при поддержке Школы анализа данных — «Прикладное машинное обучение и большие данные». Многие выпускники программы работают в крупных ИТ-компаниях.

«Для нас крайне почетно, что такое мероприятие проводится в Новосибирском университете. Студкемп — это интенсивы по ИТ-направлениям, которые проводит Яндекс Образование совместно с ведущими вузами нашей страны. Безусловно, наш университет, который находится в самом центре Академгородка, относится к таким университетам. Я надеюсь, что эти две недели у вас будет действительно интенсив, будет напряженная работа. На студкемп был очень большой конкурс, отобрали лучших. Вы уедете отсюда не только с новыми знакомствами, друзьями, новыми впечатлениями, но и с новыми знаниями. Вам будут преподавать эксперты Яндекса и нашего университета. Думаю, это поможет вам в вашей профессиональной карьере, и многими из вас через какое-то время, я уверен, мы будем гордиться», – рассказал ректор НГУ академик РАН Михаил Федорук.

Сергей Исаев

Ученые Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН (ИГиЛ СО РАН) спроектировали и изготовили компактную взрывную пушку для исследования динамической прочности и характеристик материалов и конструкций в условиях экстремальных нагрузок, в частности для решения задач авиакосмической отрасли и энергетики. Пушка калибром 20 мм способна метать ударники со скоростями до 2 км/с из любых материалов в нагружаемый образец, установленный на источнике синхротронного излучения (СИ).

В условиях быстроразвивающихся технологий и внедрения новых методов производства конструкционных материалов с улучшенными свойствами, появляется необходимость контролировать их динамические свойства при проектировании изделий и конструкций, использующихся в энергетической и авиакосмической отраслях.

«Нас интересуют высокие скорости деформации, которые происходят при взрывных нагружениях, процессе кумуляции и высокоскоростных соударениях. Например, скорость столкновения корпуса спутника с каким-то космическим объектом может достигать 16 км/с. Такой же скорости может достигать кумулятивная струя, воздействующая на преграду. В изучении высокоскоростных процессов недостаточно представлений о статической прочности материалов, полученных на разрывных машинах при медленном нагружении образца или проведения численного моделирования процесса», — рассказывает научный сотрудник ИГиЛ СО РАН Вячеслав Халеменчук.

На сегодняшний день, для воссоздания экстремальных нагрузок используются взрывные устройства или баллистические пушки (пневматические, пороховые, двухступенчатые), которые метают ударник со скоростью до 4 км/с. Но такие установки имеют большие размеры (от 4 до 20 метров), дороги в использовании и сложны в эксплуатации на источнике СИ. Созданная компактная взрывная пушка может стать более дешевой и удобной в использовании альтернативой для проведения динамических экспериментов.

Взрывная пушка представляет собой компактный ствол длиной 40 мм и внешним диаметром 40 мм и ударник калибром 20 мм. Ударник вылетает из ствола под действием взрывчатого вещества. Ударный волновой фронт за доли секунды (на дистанции всего в пять миллиметров) разгоняет ударник до максимальной скорости. Образец, установленный на пучке СИ, разрушается под действием ударной волны от столкновения с ударником, а система диагностики в режиме реального времени анализирует, как материал нагревается, сжимается, разрушается под нагрузкой.

Эксперименты со взрывной пушкой планируется проводить внутри взрывной камеры или пулеулавливателя на станции Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») 1-3 «Быстропротекающие процессы».

Благодаря универсальному корпусу есть возможность проводить исследования одновременно четырьмя различными способами: методом синхротронного излучения, интерферометрической системой, методом сверхскоростной фоторегистрации, контактными методиками.

Для позиционирования экспериментальной сборки относительно пучка синхротронного излучения внутри взрывной камеры сотрудники ИГиЛ СО РАН разработали и изготовили юстировочное устройство, которое выдерживает подрыв 50 г взрывчатого вещества на расстоянии 100 мм, что можно сравнить со взрывом гранаты. Образцы взрывной пушки и система юстировки прошли испытания на источниках синхротронного излучения комплекса ВЭПП-4 в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.

В начале июля в новосибирском Академпарке прошла VIII Международная научная конференция «Генетика, Геномика, Биоинформатика и Биотехнология растений» (PlantGen2025) - крупнейший научный форум Новосибирского научного центра в этой области науки.

Конференция была учреждена сотрудниками Института цитологии и генетики СО РАН в 2010 году и проходила раз в два-три года в разных городах нашей страны и за рубежом: в 2010 (Новосибирск), 2012 (Иркутск), 2015 (Новосибирск), 2017 (Алматы, Казахстан), 2019 (Новосибирск), 2021 (Новосибирск), 2023 (Казань).

Интерес научной общественности к конференции был уже с первого года ее проведения. Так, в 2010 году в работе первой конференции приняло участие около 100 человек – это были представители 11 стран. С годами количество участников и их география только увеличивались. Участниками PlantGen2025 стали 367 человек из 16 стран. На заседаниях конференции было представлено 298 докладов (в. т.ч. 99 устных и 199 постерных). За дни конференции зафиксировано на сайте более тысячи просмотров ее онлайн-трансляции. Издан сборник материалов конференции, включающий 255 тезисов.

Меняются не только статистические показатели, научная повестка конференции также следует за актуальными трендами в области генетики и селекции растений. Прежде всего, это вызовы, которые возникают вследствие климатических изменений.

«Особый интерес вызывают механизмы устойчивости растений к стрессам, вызванным погодными условиями, для получения урожайных сортов надо использовать их потенциал. Вторая, не менее важная задача – это устойчивость к заболеваниям, поскольку повышение температуры, влажности и т.п. ведет к появлению новых рас, штаммов патогенов, вследствие миграции новых либо эволюции местных возбудителей. И задачей ученых становится создание сортов, устойчивых ко всем этим угрозам», - рассказал сопредседатель программного комитета конференции, директор ИЦиГ СО РАН академик РАН Алексей Кочетов.

Поскольку все перечисленные изменения протекают очень быстро, методы классической селекции просто не успевают решать задачи, за те 11-15 лет, которые обычно уходили на создание нового сорта, условия, в которых ему предстоит произрастать, успевают существенно измениться. И тут на помощь приходят современные технологии редактирования генома, которые успешно развиваются в лабораториях ИЦиГ СО РАН.

В частности, благодаря этому удается сократить с шести до двух лет процесс отбора перспективного посевного материала на этапе создания генетических линий, на основе которых и появятся новые сорта. А необходимость в появлении таких сортов сегодня уже очевидна.

«В прошлом году в Новосибирской области лето было дождливое и очень много зерна проросло на корню. И поскольку мы уже занимались изучением этой проблемы, то можем создавать сорта, устойчивые к такой ситуации. Есть и другие запросы со стороны аграриев – на повышение белка в сое, определенные морфотипы зерновых, на пивоваренные сорта ячменя. И когда поступает такой запрос, мы в этом направлении начинаем работать», - отметила сопредседатель программного и организационного комитетов конференции, член-корр. РАН Елена Салина.

В докладах участников конференции говорилось не только о новых задачах, но и о уже полученных результатах по их решению.

Сотрудники ИЦиГ СО РАН смогли более чем в четыре раза ускорить создание улучшенных сортов ячменя с ценными свойствами с помощью нового метода генетического редактирования «молекулярные ножницы». Этот метод позволяет прицельно изменять ДНК животных, растений и микроорганизмов, «разрезая» молекулу ДНК в необходимом месте.

Однако его использование для генетического редактирования коммерческих, а не только лабораторных сортов ячменя, затруднено, поскольку такие признаки, как способность к трансформации и регенерации культуры in vitro (в пробирке) зависят от определенного набора генов каждого конкретного сорта. Поэтому исследователи его усовершенствовали, за счет добавления комплекса генов, полученных от пшеницы и регулирующих скорость роста и развитие растения в целом.

«В результате были получены линии голозерного ячменя с повышенным содержанием белка и аминокислот. Такой ячмень перспективен для производства круп, комбикормов, поскольку дает меньше отходов и обладает высокой питательной ценностью», – сообщила научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики и цитогенетики растений ИЦиГ СО РАН Екатерина Тимонова.

По-прежнему большое значение придается международному научному сотрудничеству. В работе конференции PlantGen2025 активно участвовали представители Белоруссии, Казахстана, Китая и среднеазиатских государств. Ученые этих стран успешно сотрудничают в области геномной селекции, цифровой феномики и др.

Характерной чертой для конференций, организатором которых выступает ИЦиГ СО РАН, является постоянный поиск новых подходов и технологий в формате и организации их проведения. Напомним, первой большой международной конференцией в Академгородке после начала пандемии в 2020 году была проведена XII Международная мультиконференция «Биоинформатика и системная биология» (BGRS/SB-2020). Это удалось сделать благодаря широкому использованию онлайн-технологий, которые за последующие годы стали уже привычным инструментом для разных научных форумов.

На прошлой PlantGen, в 2023 году в Казани в программу конференции добавили формат флеш-докладов, когда участнику дается две минуты, чтобы кратко изложить суть своей работы и пригласить к более подробному общению в рамках постерной секции.

«Такой формат позволяет в разы расширить число докладчиков и при этом не растягивать конференцию на недели или огромное число параллельных секций. И это нравится всем. С одной стороны, больше ученых, особенно молодых, получает возможность выступить на крупной международной конференции и получить обратную связь по своей работе, что очень важно. А с другой, каждый участник успевает ознакомиться со всей научной программой, выбрать наиболее интересное для себя, не рискуя пропустить что-то важное, как это бывает, когда несколько секций идут одновременно в разных помещениях», - подчеркнула сопредседатель оргкомитета конференции, руководитель сектора организационного сопровождения проектов ИЦиГ СО РАН Светлана Зубова.

Она также отметила, что на этой конференции больше времени выделили мастер-классам компаний, производящих оборудование и реактивы для научной и селекционной работы. Это позволило ученым более детально ознакомиться с возможностями предлагаемых им продуктов и одновременно повысило интерес к участию в PlantGen2025 со стороны бизнеса.

Спонсорами конференции в этом году выступили ООО «ФЕНОМИКА» (генеральный спонсор), ООО «Пластилин», ООО «Компания “АЗИМУТ ФОТОНИКС”», ООО «ИНТЕРГЕН», ООО «ФАРМА», ООО «НПФ СИНТОЛ», ООО «ТД «ХИММЕД», ООО «ДИАЭМ», ООО «СкайДжин», Официальный дистрибьютор Cegat GmbH – ООО «Альгавитапро», ООО «БХБ», ООО «БИОЛАБМИКС», ЗАО «ЕВРОГЕН», WIGGENS (ВИГГЕНС), ООО «СЕСАНА».

Российская академия наук расширяет своё влияние и полномочия — от экспертизы национальных проектов до написания школьных учебников. О том, как меняется роль академии в стране, рассказал её президент Геннадий Красников на встрече с Владимиром Путиным 15 июля. Ставка делается на науку как на инструмент реальных решений, а не формальных заключений.

Одним из главных достижений Красников назвал рост экспертной деятельности РАН: за три года число экспертиз удвоилось, превысив 87 тысяч. Академия выносит заключения по национальным проектам, региональным стратегиям, учебникам, инфраструктурным стройкам и даже экологическим ЧП — например, по ситуации с разливом мазута в Керченском проливе. Причём теперь каждое заключение имеет вес: «Экспертизы стали руководством к действию», — отметил Красников. Это повлияло и на строгость: количество отрицательных заключений выросло более чем в десять раз.

 «Эта система позволяет точно оценить, какой институт передовой, где не хватает финансирования, какие институты проблемные», – подчеркнул Геннадий Красников в своем докладе.

С 2025 года РАН сама формирует госзадания для подведомственных институтов, исходя из востребованности исследований. Это позволяет точнее направлять ресурсы и выявлять слабые места в системе. Академия также готовит обновление школьной науки: к 1 сентября 2027 года планируется выпуск единых учебников по ключевым предметам — от математики до биологии — написанных при участии РАН и Минпросвещения.

Активна и региональная политика: РАН участвует в решении проблем Байкала, наводнений на Дальнем Востоке, взаимодействует с фондами научного финансирования, а также играет ведущую роль в работе Научно-технического совета при Комиссии по НТР. Международное сотрудничество тоже продолжается: от съезда БРИКС до крупнейшего Менделеевского конгресса в «Сириусе».

Сегодня Академия наук превращается в системного координатора научного пространства России — с правом влиять, отбирать и направлять.

Сотрудники Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) по направлению «Моделирование и разработка новых функциональных материалов с заданными свойствами» на базе НГУ разработали инновационный метод восстановления поврежденных лопаток турбин двигателей для авиации и энергетики (газотурбинные установки). Технология разрабатывалась при финансовой поддержке Фонда НТИ, успешно запатентована и уже начинает внедряться на практике.

Ведущий научный сотрудник Центра НТИ Новосибирского государственного университета, заведующий лабораторией лазерной технологии Института теоретической и прикладной механики СО РАН, д.т.н. Александр Маликов подробно рассказал о сути разработки и перспективах её внедрения: «Наш новый метод позволяет восстановить сильно изношенные участки рабочих лопаток газовых турбин, полностью сохранив изначальные эксплуатационные характеристики изделия. Для этого мы применяем особый режим лазерного импульсно-периодического воздействия, позволяющий формировать на поверхности прочные защитные слои металла или керамических композитов».

По словам Александра Маликова, задача заключалась в восстановлении тонких кромок лопаток, подверженных интенсивному воздействию высоких температур и давления в процессе эксплуатации двигателей. Преимущество предложенной технологии заключается в том, что использование традиционного способа наплавки приводило бы к перегреву и разрушению чувствительных зон деталей.

«Мы предложили оригинальное решение проблемы путем предварительного формирования специальных защитных слоев перед основным этапом наплавки. Этот подход позволил сохранить исходную геометрическую форму лопатки и обеспечить надежное сцепление восстановленного слоя с основной конструкцией», – пояснил ученый.

Новая методика значительно снижает стоимость ремонта, обеспечивая высокую прочность и долговечность восстановленных элементов газотурбинных установок.

Разработанная технология крайне востребована российским рынком энергогенерации и авиастроения. Современные газотурбинные двигатели применяются повсеместно — от гражданской авиации до электроэнергетики и транспортировки природного газа.

Александр Маликов отметил важность этого направления исследований: «Производство высококачественных лопаток является одной из десяти ключевых технологий современного мира. Их производство требует сложных решений ввиду экстремальных условий эксплуатации. Всего четыре страны в мире обладают необходимыми компетенциями: США, Великобритания, Франция и Россия».

Ранее энергетический сегмент российского рынка сильно зависел от зарубежных поставщиков запасных частей и услуг по восстановлению деталей. С уходом западных компаний с российского рынка, возникла необходимость развивать собственные технологии и сервисы, способные заменить зарубежные аналоги. Новая технология, созданная новосибирскими учеными, способна существенно повысить надежность и экономичность обслуживания крупных промышленных предприятий и объектов, использующих газотурбинные установки.

В ближайшее время планируется внедрение технологии в серийное производство, интерес к ней проявил ряд российских компаний. Тем временем исследователи продолжают разработку технологий восстановления лопаток разного типа и других элементов промышленного оборудования.

«Для решения задач такого типа нам необходимо предварительно тщательно изучить на атомарном уровне свойства материала, из которого изготовлено изделие. В своей работе мы применяем синхротронное излучение, которое дает большие возможности для излучения фазового состава на очень высоком разрешающем уровне, а если мы знаем точно фазовые состояния материала, структурные фазы, то мы можем им управлять», — объяснил Александр Маликов.

Еще больше возможностей у ученых появится с запуском Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ), на одной из рабочих станций которого уже запланирован ряд исследований в этой области.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Окончание. Начало - здесь

Часть вторая: Союз леса и поля

Агролесоводство – одно направлений в рамках «органического» земледелия, которому защитники природы прочат большое будущее. В свое время мы уже уделяли внимание этому направлению, очень интересному и весьма необычному с точки зрения индустриальных подходов. В привычной практике земледелия лесные посадки уничтожаются под корень для выделения новых пашен. Так происходило и происходит во многих странах, что, в конечном итоге, и приводит к тем проблемам, что были описаны нами выше. Нынешние прогрессивные ученые пытаются переломить этот тренд, апеллируя к новым (как принято считать) подходам, где деревья и кустарники весьма хорошо уживаются с сельскохозяйственными культурами и даже домашним скотом.

В наши дни европейские ученые пропагандируют подобные методики для третьих стран, особенно для засушливых районов Африки, делясь с нами фотографиями счастливых темнокожих фермеров, освоивших приемы агролесоводства. Полагаем, что это весьма полезный опыт, хотя у кого-то может возникнуть впечатление, будто указанные «органические» приемы подходят как раз бедным странам, где из-за слабого финансирования сельского хозяйства не хватает средств на создание дорогой инфраструктуры вроде оросительных систем, а также для закупки сложной сельхозтехники и тому подобного. Вот поэтому, мол, и рекомендуют бедным фермерам для спасения растений от засухи использовать посадки деревьев, создавая тем самым тень и удерживая влагу. Эти методы, ввиду отсутствия здесь дорогого «железа», кажутся невероятно примитивными. Однако это большое заблуждение, вызванное нашей переоценкой индустриализма.

Как мы уже говорили выше, именно индустриализм привел к тем проблемам в сельском хозяйстве, с которыми сегодня призывают бороться даже политики, включая правительственных чиновников. Однако в нашей стране, еще раз напомним, этот вопрос поднимался еще до революции, когда была поставлена задача улучшить климат (именно так) южнорусских степей. По сути, крестьяне, проживавшие в тех краях, столкнулись с той же проблемой, которая в наше время обрекает на голодную смерть жителей Центральной Африки. Как мы понимаем, речь идет о засухе. Русские ученые в конце XIX века указали путь решения проблемы, полностью оправдавший себя на практике уже в советское время, во время реализации «Сталинского плана преобразования природы».

Нынешние европейские ученые, решившие спасать сельское хозяйство африканских стран от дефицита воды и иссушающего зноя, идут, в принципе, тем же путем. То есть схожая проблема решается схожими методами. Иначе говоря, в XXI веке пришлось обращаться к тем подходам, которые кажутся «примитивными» лишь по незнанию и недоразумению. На самом деле весь комплекс таких «примитивных» мероприятий имеет в своей основе глубокую научную проработку. При этом возможность ведения «разностороннего хозяйства» учитывалась с самого начала, что вполне соответствует принципам современного агролесоводства.

Так, в соответствии со «Сталинским планом» лесные насаждения активно использовались для закрепления песков. Площади облесения были разбиты на отдельные зоны с учетом природно-климатических факторов. Для каждой зоны был составлен конкретный список рекомендованных древесных пород. Но в некоторых южных районах в целях быстрейшего удержания подвижных песков предлагалось широко применять посевы сорго-гумаевого гибрида, пустынного житняка и других трав. По замыслу, благодаря таким посадкам территории, занятые песками, со временем должны были превратиться в пастбища и сенокосные угодья. Вот вам конкретный пример возможностей разностороннего хозяйствования.

Интересно, что задача по облесению песков возлагалась на Министерство лесного хозяйства (что свидетельствует о комплексном подходе к реализации этого грандиозного плана). По тогдашним подсчетам, на территории европейской части страны площадь песков составляла порядка 10 миллионов га. По мнению ученых, эта проблема была напрямую связана с неправильным использованием легких песчаных почв под выращивание зерновых или бахчевых культур, а также с нерегулируемой пастьбой скота. Параллельно происходила вырубка лесов на топливо и другие хозяйственные нужды, что дополнительно ухудшило ситуацию. Проблему остро ощущали задолго до революции. Уже тогда пески засыпали целые поселения, водоемы и дороги, что вынудило царское правительство начать борьбу с этой напастью. Мероприятия по облесению песков стартовали где-то с 1830-х годов. Делалось это путем разведения таких растений, как шелюга (разновидность ивы), сосна, дуб и ясень. Затем в этих местах начинали выращивать виноград и плодовые деревья вроде абрикоса и черешни.

Правда, до революции организация таких работ осуществлялась без единого плана. В основном она носила случайный, местный характер и охватывала незначительные площади. После революции Академия наук СССР совместно с Академией сельскохозяйственных наук организовали ряд экспедиций в целях изучения природы песков и выявления возможностей их мелиорации и освоения. На песках в разных регионах СССР была развернута широкая сеть опытных станций и экспериментальных полей. Таким путем были разработаны комплексные приемы мелиорации песков и выявлены широкие возможности их разностороннего хозяйственного использования. Помимо лесоводства, в этих местах параллельно осуществлялось разведение плодовых, бахчевых, технических и кормовых культур. Введение травопольной системы земледелия в лесостепных и степных районах страны открыло широкие возможности для ускоренной ликвидации вредоносных песков и превращения их в территории, полезные для сельского хозяйства. Так, пески и песчаные почвы полупустынных районов стали основной территорией для разведения лесов в виде куртин, колок и полос. Здесь же выделялись места для разбивки садов, огородов и пастбищ.

Интересно, что в советские годы велись опыты по выращиванию культурных растений в полупустынях Казахстана. Эти работы были начаты еще до войны, когда на этих засушливых территориях разместились опытные станции. После войны работа продолжилась. Как следовало ожидать, здесь также была применена система травопольного земледелия. В результате за период с 1936 по 1951 год урожайность различных культур на опытных участках увеличилась в два-три раза. Например, урожай пшеницы достиг 25–30 центнеров с га, урожай проса – 30–40 центнеров с га, урожай картофеля – 350-400 центнеров с га, сена люцерны – 100-120 центнеров с гектара. Оригинальным агротехническим приемом стало здесь использование траншей, выкопанных до уровня грунтовых вод и присыпанных по дну плодородным верхним слоем. Таким путем внутри траншей создавался своеобразный микроклимат, где в меньшей степени ощущались сила ветра и суточные перепады температур. В результате урожайность картофеля поднималась до 789 центнеров с гектара. Кроме того, здесь удавалось получать высокие урожаи овощных культур: по 1870 центнеров с га томатов, 450 центнеров с га капусты и 800 центнеров с га огурцов. Помимо овощей, в таких траншеях успешно выращивались плодово-ягодные культуры и древесные породы.

И как нетрудно догадаться, большое значение для растениеводства в полупустынях имело облесение песков и создание лесозащитных полос. Эти работы начались примерно за пару лет до войны. Для высадки саженцев деревьев также устраивались траншеи. Как показывал опыт, на ровной поверхности деревья приживались с большим трудом и часто погибали, чего не наблюдалось при траншейном методе. Кстати, в лесопосадках дополнительно использовались и кустарники, в том числе – плодовые (смородина и жимолость). То есть такие лесополосы частично оказывались «продуктовыми». Причем, сами экспериментаторы рассматривали лесные посадки как некую «прелюдию» к будущим садам и виноградникам, которые (по их мысли) должны здесь процветать как раз благодаря улучшению агроклиматических условий.

В каком-то смысле советские экспериментаторы в своих попытках превратить полупустыни в цветущие сады предвосхитили идею так называемого «продуктового леса» (Food Forest) – одной интересной функциональной композиции из разных растений, пропагандируемой ныне в рамках системы пермакультурного дизайна.

Итак, как мы убедились, в СССР был богатый опыт по части организации продуктивного и «устойчивого» сельского хозяйства в условиях жарких и засушливых территорий. Этот как раз тот опыт, к которому стоило бы обратиться нынешним апологетам «органического» земледелия, а равно и сельским труженикам бедных жарких стран. То же пожелание хотелось бы высказать и работникам нынешнего министерства сельского хозяйства РФ, объявивших о своем намерении спасти нынешние сельхозугодия от засухи и опустынивания. Знакомы ли они с опытом своих предшественников, сказать не беремся. Но смеем надеяться, что он будет ими тщательно изучен.

Впрочем, мы здесь не ставим своей целью идеализировать советский опыт по части преобразования природы. Мы сосредоточились лишь на научной основе этого плана, поскольку его актуальность не только не утрачена, но возрастает с каждым годом. Учтем, что для реализации этого плана потребовались не только научные знания, но еще и так называемая политическая воля. А когда в дело включается политика, то зачастую случается так, что научные знания постепенно начинают уступать место политическим амбициям. В итоге оглашаются головокружительные планы по прямому управлению природными системами. Именно так в СССР и произошло. «Простых» агротехнических методов партийным руководителям оказалось недостаточно. В ход пошла тяжелая техника, прорывающая каналы между великими русскими реками. За Природу советское руководство однажды взялось всерьез, вполне в духе индустриальной эпохи. Наверное, именно по этой причине «органические» принципы, на которых выстраивалась травопольная система, оказались у нас недооцененными.  И как ни странно, именно в наши дни мы можем открыть их для себя заново и оценить по достоинству.

Пожалуй, как раз в системе пермакультурного дизайна эти принципы обрели адекватный масштаб. Эта система уже не апеллирует к грандиозным государственным задачам, обращаясь к обычным труженикам – от простых фермеров до владельцев небольших личных подсобных хозяйств (куда можно смело отнести и всех российских дачников). Как мы уже говорили выше, пермакультуру иногда воспринимают как некое модное поветрие с Запада. На самом же деле, в чем мы успели убедиться, это Запад начал открывать для себя то, над чем еще с дореволюционных времен трудилась плеяда выдающихся русских ученых-почвоведов и аграриев. И в этой связи нельзя исключать, что через увлечение пермакультурой наши соотечественники откроют для себя достижения нашей научной мысли, адресованной сельскому труженику.

Николай Нестеров