Здравствуйте, с вами Сергей! Давайте продолжим тему микроклонального размножения. Начало читайте в статье: «Микроклональное размножение растений. Основы».
Сегодня спроектируем лабораторию с нуля (цены на момент публикации статьи). Клонирование растений можно легко вписать в концепцию сити-фермерства — вся инфраструктура в городе. Близость к коммуникациям упрощает задачу, а пригород усложнит логистику.
Где разместить лабораторию: требования к помещению
Помещению стоит уделить особое внимание. При микроклональном размножении очень важна стерильность. Идеальный вариант — полная отделка помещения кафелем, наличие водопровода, электричества, канализации, отопления и вентиляции. Если своего помещения нет, можно подыскать подходящие варианты в аренду. Недвижимость с требуемыми нам параметрами могут сдавать институты, предприятия города. Если повезет, можно снять непосредственно лабораторию. Но аренда готовой лаборатории может быть довольно дорогой. Если денег на старте будет немного, то придется искать другие допустимые варианты и уже их приспосабливать под лабораторию.
Микроклональное размножение — многоэтапный процесс. Под некоторые этапы нужно больше места, под другие меньше. Про оборудование я расскажу ниже, оно тоже занимает место, но больше всего площади нужно под стеллажи с клонированным материалом. Дело в том, что рентабельность при микроклонировании растений очень сильно завязана на количество получаемых растений. Чем большее количество растений мы получаем, тем дешевле получается процесс и тем выше конечная прибыль. Размножать в лаборатории 10 или даже 100 растений невыгодно. Большинство лабораторий работает от 500–1000 штук на вид или сорт. Одновременно в культуре у лаборатории может находиться и 20, и 100 и даже больше сортов и видов растений. Все контейнеры с питательной средой размещаются на стеллажах с фитосветом. Под стеллажи нужно место.
В удобной лаборатории должно быть три–пять рабочих мест. Если исходить из требования санитарных норм, то на одно рабочее место в лаборатории нужно отвести не меньше 6 кв. м площади, в целом в эту норму поместится и оборудование. Стартовать можно и с 10 кв. м, но под удобную лабораторию я бы отвел от 25 кв. м, больше — лучше.
Возможно, в какой-то момент, вам придется сертифицировать свою лабораторию (например, для того чтобы продавать сертифицированный посадочный материал), в этом случае требования к помещению возрастут, нужно будет проходить санитарные и пожарные проверки, получать нужную документацию.
В самом правильном варианте в лаборатории должно быть несколько помещений с разным уровнем стерильности. Отделение помещения, в котором будет производиться работа непосредственно с частями растений и открытой питательной средой, значительно снизит потери от заражений грибками и бактериями — главными врагами микроклонального размножения. Идеально, если высадка готовых клонов в грунт будет происходить вне лаборатории, в другом чистом помещении.
Электричество: 10–15 кВт — это минимум
Самый большой расход электроэнергии при микроклональном размножении приходится на автоклавирование и стерилизацию. Средний автоклав в зависимости от модели может потреблять от 3 до 15 кВт энергии в час. Прибавьте к этому освещение, ламинарные боксы, дистиллятор, фитосвет и получите требуемую мощность под ваши объемы. В моем понимании, на помещение лаборатории должно быть выделено не меньше 10–15 кВт.
Вода не из-под крана: дистиллят и обратный осмос
Воды при микроклональном размножении нужно довольно много, и вода должна отвечать определенным требованиям. Для приготовления питательных сред используют дистиллированную воду. Ее можно покупать, а можно получать самостоятельно. Для самостоятельной дистилляции лучше использовать воду, прошедшую очистку обратным осмосом. Так что может понадобиться система очистки воды.
Ламинарный бокс: можно ли сэкономить?
Этот девайс нужен для создания стерильной от спор грибов и бактерий среды, в которой производятся манипуляции и с растительным материалом, и с питательными средами. Принцип его работы прост — воздух из помещения забирается мощным вентилятором, продувается через HEPA-фильтр и выдувается через рабочее пространство. Таким образом, работа осуществляется в постоянном потоке чистого воздуха, что не дает попасть спорам грибов и бактериям на питательную среду.
В интернете есть инструкции, как собрать ламинарный бокс из пластикового контейнера и фильтра от пылесоса, — так себе вариант. Цена на ламинарные боксы сильно зависит от применяемой системы фильтрации, в некоторых вариантах, кроме фильтрации, воздух проходит через лучи ультрафиолета. Стоимость средних боксов начинается от 40–60 тыс. руб., нормальных — от 100 тыс. руб. При начальном оснащении лаборатории ламинарные боксы лучше закупать по одному, проверяя их некоторое время в работе. Боксы требуют поддержания чистоты, дезинфекции и замены фильтров. При очень большом желании бокс можно собрать самостоятельно, купить комплектующие не составит труда.
Автоклав: почему бытовой не подойдёт
Рост клонов происходит на питательной среде, содержащей глюкозу. Без стерилизации на этой питательной среде с большим удовольствием будут прорастать споры грибов и бактерии, которые будут поражать и растения. При выборе автоклава важно учитывать максимальные рабочую температуру и давление, а также объем автоклава. Применяемый для бытовых заготовок автоклав тоже может подойти, но процесс стерилизации будет в нем дольше, а стерилизуемый объем за раз будет меньше. При работе с автоклавом необходимо четко следовать инструкции и соблюдать технику безопасности. Обвариться паром, разогретым до 150 градусов, — то еще удовольствие. Заложим на автоклав 50 тыс. руб.
Дистиллятор: вода и спирт своими руками
Этот аппарат нужен для производства дистиллированной воды и спирта. Как я говорил выше, вода нужна для питательных сред. Спирт же для дезинфекции. Воду можно покупать, но при больших объемах производства это дорого, плюс вы не можете быть полностью уверены в качестве покупной воды. Со спиртом сложнее, его нужно тоже довольно много. Спиртом обрабатываются все поверхности и инструменты, с которыми контактирует биотехнолог. В открытой продаже спирта нет, можно его купить по специальным разрешениям или сделать самостоятельно. Заложим на дистиллятор 30 тыс. руб.
Лабораторное и аналитическое оборудование
Нам потребуется лабораторная мешалка с подогревом на большой объем для приготовления питательных сред. Лабораторная посуда — колбы, мерные стаканы, мензурки, пробирки, чашки Петри. Не обойтись без точных лабораторных весов, они нужны для взвешивания компонентов при приготовлении питательных сред. Понадобится pH-метр и tds-метр. Для начала хватит 50 тыс. руб., всё зависит от уровня приобретаемого вами оборудования.
Химические реактивы: полный список (и где брать)
Вот перечень веществ, из которых состоит питательная среда Мурасиге — Скуга:
| Вещество | Концентрация (мг/л) |
| Макроэлементы | |
| Нитрат аммония (NH₄NO₃) | 1650 |
| Хлорид кальция (CaCl₂·2H₂O) | 440 |
| Сульфат магния (MgSO₄·7H₂O) | 370 |
| Гидрофосфат калия (KH₂PO₄) | 170 |
| Нитрат калия (KNO₃) | 1900 |
| Микроэлементы | |
| Борная кислота (H₃BO₃) | 6,2 |
| Хлорид кобальта (CoCl₂·6H₂O) | 0,025 |
| Сульфат меди(II) (CuSO₄·5H₂O) | 0,025 |
| Сульфат марганца(II) (MnSO₄·5H₂O) | 22,3 |
| Йодид калия (KI) | 0,83 |
| Молибдат натрия (Na₂MoO₄·2H₂O) | 0,25 |
| Сульфат цинка (ZnSO₄·7H₂O) | 8,6 |
| Раствор хелатного железа (NaFe-ЭДТА) | 5 мл/л сток. р-ра, сток: 5,57 г FeSO₄·7H₂O + 7,45 г Na₂-ЭДТА на 1 л воды |
| Витамины и органические вещества | |
| Мио-инозитол (витамин B8) | 100 |
| Никотиновая кислота (витамин PP) | 0,5 |
| Пиридоксин HCl (витамин B6) | 0,5 |
| Тиамин HCl (витамин B1) | 0,1 |
| Глицин | 2 |
| Гидролизат лактальбумина | 1000 (1 г/л), опционально |
| Фитогормоны | |
| Гетероауксин | 1–30, дозировка под культуру |
| Кинетин (цитокинин) | 0,04–10, дозировка под культуру |
Все эти вещества можно свободно купить в магазинах, торгующих химическими реактивами. Некоторые магазины продают уже готовые наборы ингредиентов для приготовления определенного объема питательной среды — на 5, 10, 20 литров. На начальном этапе лучше приобрести готовый набор, а с получением опыта — готовить компоненты среды самостоятельно. Для начала можно заложить 15 тыс. руб.
Главное место в лаборатории: стеллажи с фитосветом
Существенных затрат потребует система выращивания клонов. Контейнеры с растениями занимают много места. Деньги придется потратить на стеллажи — лучше купить из металла. Существенных затрат потребует фитоосвещение. И ко всему этому неплохо добавить автоматику для включения и выключения освещения. Некоторые клоны требуют разных циклов освещения на разных стадиях развития. Стеллажный фонд можно создавать постепенно, по мере роста объемов производства, это позволит растянуть расходы во времени. По цене тут говорить сложно, я бы оценил затраты от 10 тыс. руб. на 1 кв. м полезной площади.
Расходные материалы: перчатки, контейнеры, дезинфекция
Сюда отнесем контейнеры для питательной среды и растений, халаты, перчатки, шапочки, бахилы, одежду и обувь для персонала, средства для дезинфекции. На начальном этапе потратим около 30 тыс. руб., дальше расходы будут зависеть от объемов производства.
Итоговая смета: 510 тыс. руб. (и почему на самом деле нужно больше)
Давайте попробуем посчитать сумму, необходимую для старта. Расчет будет очень приблизительным, но поможет сформировать общую картину.
- Аренда помещения 30 кв. м, возьмем сумму за три месяца — от 45 тыс. руб.
- Ламинарный бокс — 50 тыс. руб.
- Автоклав — 50 тыс. руб.
- Дистиллятор — 30 тыс. руб.
- Лабораторное и аналитическое оборудование — 50 тыс. руб.
- Химические реактивы — 15 тыс. руб.
- Стеллажи для контейнеров с растениями 10 кв. м — 100 тыс. руб.
- Вода и электричество в месяц — 10 тыс. руб.
- Расходные материалы для старта — 30 тыс. руб.
- Заработная плата биотехнолога — от 60 тыс. руб.
- Прочие расходы — 70 тыс. руб. (мебель, компьютер, бухгалтерия, налоги и т. д.).
Итого: 510 тыс. руб.
Повторюсь, цифры примерные. Полное оснащение лаборатории можно растянуть на один-два года, докупая оборудование по мере роста потребностей. Персонал тоже можно нанимать по мере необходимости. Но для старта понадобятся деньги.
Также следует сказать, что микроклональное размножение не самая простая технология. При подсчете расходов следует учитывать, что при старте может быть очень много потерь как временных, так и материальных. Проблемы будут сокращаться по мере накопления опыта. Например, при выборе неподходящих контейнеров, при автоклавировании, питательная среда может вылиться из них, использовать ее уже не получится, также на первых порах может быть довольно много заражений питательной среды, все зараженные контейнеры, как правило, уничтожаются, а это прямые потери. Исходя из этого будет очень полезно иметь финансовую подушку на тот период, пока нарабатывается технология и лаборатория выходит на необходимые объемы. Размер такой подушки должен быть от трехмесячных бюджетов.
В следующих материалах расскажу, что нужно сделать до покупки оборудования, что клонировать, и поделюсь собственным опытом в этой сфере. Всем больших урожаев!