Пятнадцать лет на одно зернышко: как создается конкурентоспособный импортозамещающий посадочный материал
Элитный картофель, конкурентоспособная свекла и зимостойкая пшеница, — издание «Коммерсантъ» рассказало о том, как российские ученые обеспечивают стране стабильный урожай.
Каждый год у сельхозтоваропроизводителей повышаются требования к характеристикам семян, поступающих на рынок. Среди них — урожайность, товарность, содержание питательных веществ, устойчивость к болезням и вредителям. Чтобы этим требованиям соответствовать, ученые ведут целенаправленную селекцию по улучшению характеристик сельскохозяйственных культур.
На создание одного гибрида сахарной свеклы уходит 10–12 лет в зависимости от направления селекционных исследований. Однако использование современных молекулярно-генетических и биотехнологических методов и подходов позволяет несколько сократить время работы. В создании новых отечественных гибридов сахарной свеклы исследователи используют современные методы маркер-ориентированной и геномной селекции. Разработанные сотрудниками института молекулярно-генетические маркеры позволяют оценивать однородность растительного материала, идентифицировать гибриды и линии, а также выявлять растения, несущие ценные хозяйственные признаки — например, цитоплазматическую мужскую стерильность, устойчивость к различным болезням, вредителям и цветушности.
«Методы геномной селекции позволяют проводить поиск участков генома, отвечающих за такие сложные признаки, как, например, урожайность, сахаристость, засухо- и морозоустойчивость. В рамках данного направления при участии специалистов ИОГен РАН были впервые секвенированы геномы отечественных гибридов и линий сахарной свеклы и разработан ДНК-чип для селекции, в настоящее время проводится его апробация», — комментирует Александр Кудрявцев. директор Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, доктор биологических наук, член-корреспондент РАН Александр Кудрявцев.
Исследователи Томского государственного университета (ТГУ) получили безвирусный картофель, адаптированный к условиям рискованного земледелия Сибири. Они разработали метод получения безвирусных меристемных (размноженных в лабораторных условиях) растений картофеля с последующим клонированием. Для этого ученые берут незараженные клетки, из которых развиваются растения, и выращивают их в пробирках в специальных средах. Следующий этап — выращивание в гидропонных установках в питательных растворах без использования почвы.
В 2021 году на опытных полях Ямальской опытной станции (ЯОС), подразделения ТюмНЦ СО РАН в Салехарде, единственном городе России, расположенном на Полярном круге, был заложен первый этап создания банка здоровых сортов картофеля. Как отмечают авторы исследования, к преимуществам региона относится низкий инфекционный фон, позволяющий минимизировать распространение наиболее вредоносных вирусных болезней в период вегетации растений, а глубокое промерзание почвы в зимний период препятствует развитию многих возбудителей болезней и вредителей.
«Благодаря успешным лабораторным испытаниям полученного нами семенного материала картофеля Минобрнауки России в 2022 году приняло решение о выделении госзадания на реализацию этого научного проекта, и теперь проектом в Салехарде занимается молодежная лаборатория «Генетика и селекция», созданная на базе НИИСХ Северного Зауралья — филиала ТюмНЦ СО РАН»,— говорит директор ЯОС Максим Максимчик.
Каждый год с полей в нашей стране удается собрать более 120 млн тонн зерна, две трети из которых приходится именно на пшеницу. Российская пшеница составляет 20% мирового экспорта и 78% отечественного зернового экспорта.
«В селекции растений основной метод — это скрещивания определенных родительских пар, обладающих хозяйственно ценными свойствами. В итоге получается потомство, превосходящее родителей по каким-либо показателям. Это крайне долгий путь. Ученому приходится провести тысячи исследований, чтобы получить желаемый результат… Порой на создание нового сорта уходит до 15 лет»,— говорит заведующая лабораторией геномных исследований в растениеводстве НИИСХ Северного Зауралья, кандидат биологических наук Анна Любимова.
Созданием новых сортов зерновых для передачи семеноводческим хозяйствам уже более 50 лет занимается Сибирский научно-исследовательский институт растениеводства и селекции (СибНИИРС). Недавно ученые института передали на госиспытания новые сорта пшеницы: «Суенга», «Дар Сибири» и «Обская заря».
По мнению ученых, селекция новых сортов пшеницы — непрерывный процесс, так как условия ее выращивания постоянно меняются: появляются новые штаммы возбудителей заболеваний, внедряется новая сельскохозяйственная техника, происходят климатические изменения, да и требования со стороны хозяйств тоже могут меняться.
На фото: сорт Red Scarlett голландской селекции, районирован в Томском регионе.
Фото: Вячеслав Дорофеев