Микроклональное размножение. Строим лабораторию

Клонирование растений можно легко вписать в концепцию сити-фермерства. Весь процесс будет удобно организовать в городской среде, близость к центральным коммуникациям упростит задачу. Пригород — тоже хороший вариант, но сильное удаление лаборатории от населенных пунктов усложнит логистику и увеличит её стоимость.

Здравствуйте, с вами Сергей! Давайте продолжим тему микроклонального размножения. Часть 1 была здесь.

Помещение

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

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

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

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

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

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

Вот перечень веществ, из которых состоит питательная среда Мурасиге — Скуга:

Основные соли (макроэлементы):

• нитрат аммония (NH4NO3) 1650 мг/л;
• хлорид кальция (CaCl2 2H2O) 440 мг/л;
• сульфат магния (MgSO4 7H2O) 370 мг/л;
• гидрофосфат калия (КH2РО4) 170 мг/л;
• нитрат калия (КNО3) 1900 мг/л.

Минорные соли (микроэлементы):

• борная кислота (Н3ВО3) 6,2 мг/л;
• хлорид кобальта (CoCl2 6Н2О) 0,025 мг/л;
• сульфат меди (II) (CuSO4 5Н2О) 0,025 мг/л;
• сульфат марганца (II) (MnSO4 5Н2О) 22,3 мг/л;
• йодид калия (КІ) 0,83 мг/л;
• молибдат натрия (Na2МoО4 2Н2О) 0,25 мг/л;
• сульфат цинка (ZnSO4·7H2О) 8,6 мг/л;
• раствор хелатного железа;
• натрий-железная соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (NaFe-ЭДТА) в концентрации 5 мл/л для стокового раствора, содержащего 5,57 г FeSO₄*7H₂O и 7,45 г Na₂-ЭДТА (Трилон Б) на литр воды.

Витамины и органические вещества:

• мио-инозитол (мезоинозит), витамин B8, 100 мг/л;
• никотиновая кислота, витамин PP, 0,5 мг/л;
• пиридоксин HCL, витамин B6, 0,5 мг/л;
• тиамин HCL, витамин B1, 0,1 мг/л;
• глицин 2 мг/л;
• гидролизат лактальбумина (опционально) 1 г/л.

Гормоны растений:

• гетероауксин 1–30 мг/л;
• кинетин (цитокинин) 0,04–10 мг/л.

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.

Стеллажи для контейнеров с растениями

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

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.

Сколько это стоит

Давайте попробуем посчитать сумму, необходимую для старта. Расчет будет очень приблизительным, но поможет сформировать общую картину.

1. Аренда помещения 30 кв. м, возьмем сумму за три месяца — от 45 тыс. руб.
2. Ламинарный бокс — 50 тыс. руб.
3. Автоклав — 50 тыс. руб.
4. Дистиллятор — 30 тыс. руб.
5. Лабораторное и аналитическое оборудование — 50 тыс. руб.
6. Химические реактивы — 15 тыс. руб.
7. Стеллажи для контейнеров с растениями 10 кв. м — 100 тыс. руб.
8. Вода и электричество в месяц — 10 тыс. руб.
9. Расходные материалы для старта — 30 тыс. руб.
10. Заработная плата биотехнолога — от 60 тыс. руб.
11. 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!