Создавать сорта и гибриды, зная традицию культуры - это конкурентное преимущество российской селекции

О передовых достижениях отечественной молекулярной селекции рассказал директор селекционно-семеноводческого центра овощных культур, заведующий кафедрой ботаники, селекции и семеноводства садовых растений ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева, профессор РАН, доктор сельскохозяйственных наук Сократ Монахос.

-Сократ Григорьевич, какие успехи в отечественной селекции по созданию сортов устойчивых к возвратным заморозкам? 

- Трудно быть экспертом в разрезе всего перечня экономически значимых для России культур, и перечня ключевых или приоритетных признаков сортов и гибридов для конкретных регионов возделывания, в том числе по устойчивости/толерантности к возвратным заморозкам. Совершенно точно известно, что возвратные заморозки - одна из причин ежегодной массовой гибели всходов весенних посевов, приносящая значительные экономические потери и риски устойчивого производства, так же, как и то, что это достаточно сложный с генетической точки зрения признак. В передовых исследовательских центрах страны осуществляются работы по совершенствованию этого признака, на системной основе в провокационных условиях селекционеры отбирают растения с комплексом желаемых потребительских характеристик в сочетании со стрессоустойчивостью. Такие работы осуществляются и в нашем селекционно-семеноводческом центре в отношении ярового рапса. Но в текущем статусе проявления устойчивости проростков рапса к отрицательным температурам, мы видим необходимость применения криопротекторов для более надежной защиты всходов от повреждения заморозками.

- Чем отличаются ГМО от гибридов? На что стоит обращать внимание?

- F1-гибридами называют сорта растений, производимые скрещиванием двух родительских компонентов, что обеспечивает им высокую генетическую однородность (все растения F1-гибрида генетически схожи друг с другом как братья близнецы), морфологическую выравненность, высокую продуктивность и стрессоустойчивость. При создании F1- гибридов используются самые современные селекционные технологии – ДНК-анализ с использованием молекулярных маркеров, клеточные технологии in vitro для производства удвоенных гаплоидов, геномные технологии. И соответственно в странах, где не запрещено ГМО, при создании, например F1 -ГИБРИДОВ кукурузы, сахарной свеклы, так же, как и при создании СОРТОВ сои, могут быть применены технологии генетической трансформации. И наоборот, в России и в странах не одобривших выращивание трансгенных растений, сорта и гибриды создают без использования трансгенеза.

Аббревиатура ГМО расшифровывается как Генетически Модифицированный Организм. В основе создания таких организмов, а ими могут быть микроорганизмы, животные и растения, лежит процесс под названием генетическая трансформация, целью которой является внедрение/вставка в ДНК (в хромосому) организма нового гена. Как правило, такие гены являются чужеродными и определяют новые качественные характеристики модифицируемого организма, которых нет или не найдено в пределах данного культурного вида, а также у близкородственных видов. Всвязи с чем отсутствует возможность усовершенствовать сорт/гибрид традиционными методами селекции. Наиболее распространенными генами для вставки являются гены толерантности к гербицидам, устойчивости к насекомым-вредителям, гены устойчивости к вирусным и грибковым заболеваниям, реже – гены, отвечающие за питательные характеристики растения и устойчивость к стрессовым факторам внешней среды (засоление, засуха). Основными культурами подверженными в силу, главным образом, социально-экономических причин генетической модификации является соя, кукуруза, хлопок, рапс, сахарная свекла. Технически (по факту) генетическая трансформация является одной из селекционных технологий, со своим достоинством привнести в живой организм новый признак, который невозможно привнести иным способом, и недостатком в виде высокой стоимости (несколько млн. долларов США) и продолжительности оценки (3 + лет) ГМО на биобезопасность. Эта технология применяется в странах, где разрешено производство и выращивание генетически модифицированных растений – это преимущественно страны северо- и южноамериканского континентов. В России выращивание ГМО законодательно запрещено, допускается применение технологии генетической трансформации только в исследовательских целях, например для изучения функции интересующего гена.

- Какие самые сложные культуры для селекции?

- Самыми сложными для селекции среди экономически и социально значимых культур являются двулетние и озимые растения - сахарная свекла, овощи борщового набора, капуста, лук, морковь, свекла столовая. Они имеют сложную генетику контроля гибридизации (скрещивания), необходимую для массового промышленного производства высококачественных семян, требуют особого генетического подхода к созданию F1-гибридов, и при двулетнем цикле развития в рамках селекционной программы на отработку этой части уходит очень много времени, а вместе с ним внимания и энергии, пространства в теплицах. При использовании всех возможных методов ускорения селекционного процесса на создание и испытание одного F1-гибрида, как правило, уходит 10-12 лет. К примеру, создать F1-гибрид самой популярной в мире овощной культуры, томата, или, например, кукурузы, имеющих однолетний цикл развития и не требующих специальной генетики для массового производства семян, можно за 3 года.

Но все же вопрос сложности селекции той или иной культуры определяется не только, и наверное, не столько продолжительностью, привязанной к биологии развития и размножения растения или к генетике каких то признаков, а уровнем конкуренции селекционно-семеноводческих компаний на рынке семян. Находясь в условиях высочайшей конкуренции с транснациональными семенными компаниями, говоря о российский селекционных компаниях, мы должны понимать, что технически сорт/гибрид можно создать относительно быстро, но этот сорт/гибрид должен превосходить уже существующие в мире селекционные достижения. А это может и, как правило, требует больших временных, трудовых, интеллектуальных творческих и в том числе финансовых ресурсов на создание и продвижение сорта/гибрида, чем это предполагает прописанная на бумаге селекционная программа.

-Расскажите, пожалуйста, о передовых достижениях отечественной молекулярной селекции, которыми можно гордиться.

- Не могу назвать его передовым, но основное текущее достижение отечественной молекулярной селекции проявляется в объединении науки и бизнеса, в наложении накопленных годами компетенций, разработанных молекулярных маркеров бюджетных исследовательских центров на прикладные задачи частных селекционных компаний. К сожалению, нужно констатировать, что в России пока не так много примеров прикладного поточного применения молекулярных маркеров в рутине селекционных программ коммерческих селекционных компаний. В этом смысле известна компания «Гавриш», как флагман среди отечественных компаний по разработке и использованию молекулярных маркеров, осуществляет порядка 200 тыс. ДНК-анализов в год в рамках селекционных программ томатов и огурцов для защищенного грунта. Сегодня многие семенные компании понимая важность и значимость молекулярной селекции как инструмента ускорения селекции и повышения ее точности, а значит и эффективности селекционного процесса, заходят в НИИ, ВУЗы, определяют задачи и выделяют средства на их выполнение.

Если говорить о развитии отечественных технологий молекулярной селекции, а вместе с ними геномной и предиктивной селекции в масштабах страны в России уже сейчас складываются очень хорошие перспективы для мощного рывка вперед. Под эгидой и при поддержке Министерства сельского хозяйства РФ, в рамках реализации программ стратегического лидерства агроВУЗов участников «Приоритет - 2030»: Российского ГАУ, Белгородского ГАУ, Дальневосточного ГАУ, Башкирского ГАУ и программы Ставропольского ГАУ, по созданию и развитию научного центра мирового уровня, в открытом для вхождения всех заинтересованных организаций консорциуме с ведущими научно-исследовательскими селекционными центрами России: Национальным центром зерна, ФИЦ «Немчиновка», ФИЦ картофеля, ВНИИ сахарной свеклы, Первомайской СОС, ВНИИ сои, Белгородского ФАНЦ, ВНИИ масличных культур, и индустриальных партнеров ООО «Пластилин», ООО «Русид», создается платформа предиктивной селекции.

В соответствии с дорожной картой, по основным сельскохозяйственных культурам: капусте, пшенице мягкой, кукурузе, рапсу яровому, рапсу озимому, ячменю яровому, ячменю озимому, сое, гороху, яблоне, картофелю, подсолнечнику и сахарной свекле, на системной основе будет осуществляться сбор фенотипических данных гетерогенных генетических коллекций, в том числе, на основе технологий цифрового фенотипирования, полногеномное секвенирование коллекций и агрегация данных в хранилище на единой платформе в Тимирязевке. Прикладным результатом работы консорциума будут разработанные и верифицированные панели молекулярных маркеров для геномного анализа. Уже в 2027 году ожидаются первые предиктивные модели (модели, позволяющие по ДНК-анализу растения прогнозировать проявление его экономически значимых признаков) сложных количественных признаков на основе машинного обучения и биоинформатического анализа. Это по-настоящему будет и прорывом, и гордостью, и драйвером развития всей отечественной «молекулярной селекции» в широком смысле слова в масштабе всей страны.

- Идет ли молодежь работать в сферу селекции? Как считаете, что нужно сделать, чтобы привлечь подрастающее поколение к этой профессии?

- Интерес и спрос на селекцию, генетику, биотехнологию растений, у поступающих в Тимирязевку молодых людей и девушек был и остается высоким. Абитуриентов привлекают образные представления о биотехнологии, молекулах ДНК, культурах клеток, чистых белых халатах, практически все хотят создать свой сорт или гибрид. Но здесь есть один вопрос, который остается нам для решения – их первичные образные представления о возможностях реализации себя в профессии, не всегда совпадают с фактическими. Иногда они кардинально меняют свои предпочтения и видение своего будущего в процессе обучения. Поэтому наша задача уже на входе, на этапе до поступления, сформировать приближенное к реальности представление о селекции. В этой связи на кафедре молекулярной селекции, клеточных технологий и семеноводства на системной основе проводим серию профориентационных мероприятий. В рамках регулярных Дней открытых дверей Университета, Агроклассов, Цикла научно-популярных лекций профессоров РАН, Абитуриентских суббот приглашаем школьников 7-11 классов в наш селекционно-семеноводческий центр, в настоящую биотехнологическую лабораторию. Даем возможность своими руками выделить ДНК, провести микроклональное размножение, рассказываем и объясняем, насколько интересны современные селекционные задачи и используемые технологии. Даем возможность примерить профессию, представить себя в роли селекционера. Особо устремленных и мотивированных привлекаем к выполнению проектных исследовательских работ, с которыми они участвуют и побеждают в конкурсах, получают моральное удовлетворение и дополнительные баллы к поступлению.

В тоже время, мы понимаем, чтобы поддержать, развить и закрепить интерес к своей будущей профессии, для ребят, которые поступили и стали нашими студентами, например, в качестве «селекционера-молекулярщика», «селекционера-культуральщика», «селекционера» скрещивающего и отбирающего растения определенной культуры, «селекционера-биоинформатика» одних дисциплин, прописанных в учебном плане, пусть и читаемых на высоком уровне, не достаточно. Поддержку мотивации студентов и выстраивание ориентиров на свою будущую профессию, мы организуем совместно с нашими партнерами-селекционно-семеноводческими компаниями: Селекционная станция имени Н.Н.Тимофеева, RUSEED, «Гавриш», «Щелково Агрохим», агрофирма «Партнер», «Пластилин», «Золотой Початок», «Агроплазма», компаниями, обладающими своими селекционно-семеноводческими центрами «ЭкоНива», «ЭКО-культура», «Агротерра», с ведущими федеральными исследовательскими центрами ФНЦ Овощеводства, ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии, ВНИИ масличных культур и многими другими. Используем различные механизмы, в частности: именные стипендии компаний студентам, выполняющим проекты по культурам интереса, целевую форму подготовки, проведение исследований и производственных работ на базе представленных организаций, совместные обучающие тренинги, интенсивы, стажировки на базе компаний.

-Какая работа ведется по импортозамещению иностранных семян?

- Самообеспечение семенами основных культур на уровне не менее 75% – это одна из приоритетных задач, определенных Президентом страны, отраженной отдельной строкой в Доктрине продовольственной безопасности. Правительство РФ в лице Минсельхоза и Минобрнауки оказывает усиленную поддержку частным и государственным организациям в части инфраструктурного, научного и кадрового развития, с целью формирования конкурентоспособной на мировой арене отечественной отрасли селекции и семеноводства с высоким экспортным потенциалом. В тоже время, для отечественной селекции конкуренция с присутствующими на внутреннем и внешних семенных рынках транснациональных компаний, является тяжелым вызовом во всех аспектах. Создание импортозамещающего ассортимента сортов и гибридов – это понятная задача, обязательным условием решения которой является перевод российских селекционных программ на высококонкурентный мировой уровень. Для этого осуществляются реальные шаги на основе бесшовной интеграции современных технологий, в селекционные программы позволяющие сократить продолжительность селекционных программ практически в два раза по сравнению с традиционными, кратно повысить интенсивность селекционных программ за счет увеличения потока генетического материала, подвергаемого оценке и отбору, повысить точность проводимых отборов. Россия всегда обладала и обладает талантливыми учеными-селекционерами. Создавать сорта и гибриды, зная традицию культуры, имея первичные генетические источники и в климатических условиях, для которых предназначены сорта – это конкурентное преимущество российской селекции. В этой связи импортозамещение иностранных семян до уровня, обозначенного президентом, является вполне решаемой и достижимой в ближайшей перспективе задачей.

Источник: «АПК Эксперт. Растениеводство»