Селекционер создает то, чего никогда не было на нашей планете — Профессор РАН

Селекция как наука непонятна массовой аудитории, и даже в сфере сельского хозяйства не все знают различия между сортом гибридом. Почему нельзя в производственных масштабах высевать выращенный товарный картофель, какими достижениями российских селекционеров можно гордиться и нужно ли прививать интерес к этой науке со школьной скамьи, редакция журнала Поле.РФ узнала у профессора РАН, доктора сельскохозяйственных наук Екатерины Журавлевой.

— Екатерина Васильевна, чем занимается селекция, если объяснять для широкой аудитории?

— Селекция — это одна из самых древних научных дисциплин. Как только человек стал земледельцем, он приступил к селекции сельскохозяйственных культур, отбирая самые вкусные, самые сладкие, самые урожайные и устойчивые формы. Эта наука объединяет два подхода — отбор и гибридизацию. То есть сначала мы отбираем лучшие формы, подбираем пары — отцовскую и материнскую, а дальше проводим скрещивание, гибридизацию и снова проводим отборы.

В результате гибридизации получается первое поколение, так называемое гибридное, F1, все представители которого единообразны — похожи друг на друга, или на папу, или на маму. На данном этапе отбирать селекционеру еще нечего. Самое интересное начинается со второго поколения, когда происходит расщепление признаков по закону Менделя и их дальнейшая стабилизация, поскольку любой биологический объект должен быть устойчив к факторам внешней среды. Поэтому со второго поколения появляются формы, которые селекционеры и отбирают. Но организмы стабилизируются не сразу — у разных культур это занимает 6-8 лет.

И вот, наконец, селекционер по нескольким десяткам признаков выбрал что-то, что ему понравилось. Он приступает к полевым испытаниям, которые длятся еще два-три года, чтобы убедиться, что объект действительно сохраняет свои полезные признаки. Только после этого сорт передается в государственные испытания, которые занимают два-три года и, если проходят успешно, селекционное достижение включается в реестр сортов, рекомендованных к производству на территории страны.

Таким образом, процесс селекции занимает порядка 10-15 лет. Это трудоемко, и этим нужно заниматься постоянно, поскольку окружающая среда меняется, появляются новые болезни и вредители, и ранее выведенные сорта могут утрачивать со современен устойчивость к тем или иным вредным агентам. К тому же растут и требования потребителей посевного и посадочного материала к наличию у сортов тех или иных характеристик. Поэтому селекционер работает постоянно.

— И в чем же отличие сорта от гибрида?

— Отличие сорта от гибрида заключается в том, что сорта можно пересевать, сохраняя их свойства, в то время как гибриды теряют свои качества при повторном посеве. Конечно, со временем и у сортов происходит вырождение, что связано с эволюцией патогенов и изменением условий среды, но этот процесс, как правило, не такой быстрый.

Вместе с тем гибриды обладают гетерозисом, то есть превосходством по ряду признаков и свойств над родительскими формами. Он проявляется у всех гибридов первого поколения, полученных от скрещивания неродственных форм, тех самых «мамы» и «папы».

— Какими достижениями российских селекционеров можно гордиться?

— Первый, о ком хотелось бы рассказать, это, конечно, Николай Иванович Вавилов — ученый, генетик, селекционер, географ и поистине выдающийся человек. В 20-40-хх годах прошлого столетия он со своими учениками осуществил более 180 экспедиций, посетив все континенты, и собрал уникальный генетический банк — банк семян самых разных сельскохозяйственных растений, которые сейчас, может быть, даже уже сложно найти. Он хранится во Всероссийском институте генетических ресурсов растений (ВИР) в Санкт-Петербурге, насчитывает порядка 324 тыс. образцов сельскохозяйственных культур и занимает четвертое место в мире по их количеству. Это очень ценный генофонд, из которого селекционеры могут брать семена для того, чтобы проводить скрещивание.

Нельзя не вспомнить Николая Васильевича Цицина, который внес вклад в развитие многих аграрных институтов в России и основал Главный ботанический сад. Он занимался отдаленной гибридизацией, то есть скрещивал различные по происхождению формы. Например, создавая пшенично-пырейные гибриды, он нашел ген устойчивости к твердой головне, потому что именно виды пырея устойчивы к этому заболевания, а пшеница нет. До сих пор он используется селекционерами при создании современных сортов.

Выдающийся селекционер, чье имя известно многим, Иван Владимирович Мичурин, в честь которого еще при жизни ученого назван город Мичуринск Тамбовской области. Он внес колоссальный вклад в селекцию плодовых культур, создавая и отдаленные гибриды, в частности, аронию или, по-другому, черноплодную рябину.

Нельзя не упомянуть и Людмилу Андреевну Беспалову, которая в прошлом году получила звезду Героя труда Российской Федерации из рук президента РФ. У нее самая большая селекционная группа, насчитывающая порядка 60 человек. А сорта пшеницы, созданные ею, поставляются в виде продовольственного зерна и семян на экспорт.

Известен в направлении селекции озимой пшеницы и Баграт Исменович Сандухадзе. Своими трудами он фактически способствовал созданию зоны «белых хлебов» в Черноземной зоне, где до 1940-1950 годов возделывались только рожь и ячмень.

Вклад российских селекционеров высоко ценится в мире. В командировке в Чили я встречалась с местными селекционерами риса, которые используют в том числе достижения Евгения Михайловича Харитонова (директор ВНИИ риса в 1998-2015 гг. — прим.ред), сыгравшего важную роль в становлении рисоводства в нашей стране.

— Какие современные мировые технологии помогают сократить время выведения гибридов и какие из них имеются в арсенале российских ученых?

— Экспертно могу заверить, потому как бываю в селекционных центрах разных стран, что российская селекционная наука не отстает от мировых тенденций.

Конечно, ускорить селекцию в два-три раза и создать сорт за 3-4 года невозможно, но есть способы, которые все же могут влиять на скорость протекания отдельных этапов. Один из них – это получение нескольких поколений в год с помощью теплиц. Эта уже давно существующая технология заключается в применении агробиофотоники, то есть управляемой вегетации растений с помощью воздействия света и других условий. В настоящее время эта технология превратилась в целое большое направление, которое так и называется спидбридинг и позволяет получать значительно большее количество поколений в сравнении с традиционными методами выращивания.

Молекулярные методы генетики — еще один из способов улучшить селекционный процесс, сделать его более целенаправленным. Например, маркерная селекция подразумевает расшифровку ДНК и позволяет находить в генах ДНК-маркеры, отвечающие за те или иные признаки и тем самым сокращать время на оценку потомства.  

— У многих аграриев до недавнего времени было несколько предвзятое отношение к российским гибридам основных полевых культур. Как вы думаете, почему? Все дело в маркетинге, который проводили иностранные компании?

— И в маркетинге в том числе! Иностранные семенные компании заходили массово и весьма агрессивно на рынок России в 90-х годах прошлого столетия. Они предлагали не просто семена, но целую технологию, поставляя и средства защиты растений. Это давало хороший результат, и поэтому такой подход закрепился у отечественных растениеводов. А как известно, аграрии — народ очень консервативный: если что-то приносило прибыль, то отказаться от этого в пользу чего-то нового — страшно. Вот и неохотно сельхозпроизводители «слезают» с иностранной селекции.

Есть и еще один немаловажный момент. Высокоурожайным и многообещающим импортным гибридам земледельцы отводили лучшие участки поля, больше вносили под них удобрений и тщательнее ухаживали. И, конечно, такие посевы показывали высокие результаты.

Первые значимые изменения начались в 2016 году, когда указом президента, направленным на импортозамещение семян, началась масштабная совместная работа ученых и аграриев по наращиванию производства посевного материала внутри страны, возрождению российской селекции. А в 2017 году была написана Федеральная научно-технологическая программа развития сельского хозяйства, которая до сих пор действует и помогает развивать селекцию и семеноводство в России.

Много работы проводится в рамках этой программы. Не все быстро, не все гладко, но позитивные сдвиги безусловно есть, и могу сказать, что селекция сейчас переживает новый расцвет.

— Расскажите, какие смежные направления затрагивает современная селекция и специалистов в каких областях сегодня ждут в российских НИИ, которые трудятся в области селекции?

— Селекция наука комплексная, междисциплинарная. Чтобы стать хорошим селекционером, прежде всего надо хорошо знать базу: биологию, ботанику, цитологию, физиологию растений.

Помимо этого, современному селекционеру необходимо знать еще и математику, потому что эти специалисты используют активно биоинформатику, статистику и анализ, а еще химию, без которой тоже невозможно работать.

Особое внимание я хотела бы обратить на генетику, классическую и молекулярную, которая позволяет использовать те самые методы ускорения селекции.

— Насколько привлекательна сфера селекции для молодых кадров?

— У нас, к сожалению, крайне не хватает селекционеров, поэтому я считаю, что сейчас это одно из самых перспективных и в будущем хорошо оплачиваемых направлений для молодежи. Кроме того, это интересно! Селекционер – профессия творческая, он создает то, чего никогда не было на нашей планете. Можно сказать, что он работает в будущем. Ведь те сорта и гибриды, которые он создает сегодня, раскроются лишь через какое-то время.

— Как лучше выстроить систему подготовки таких специалистов, нужно ли рассказывать о селекции, например, в детском саду?

— Знакомить с селекцией детей с детского сада можно: они проявляют живой интерес, с удовольствием выращивая растения. Но у каждого человека есть определенные предрасположенности к тому или иному направлению. Поэтому эффективнее вести такую просветительскую работу и профориентацию примерно с пятого-шестого класса или даже ближе к девятому, когда ребята уже по-настоящему ищут себя.

Ко мне как-то совершенно случайно на онлайн-лекции попала девятиклассница. Она проявляла большой интерес к селекции, мы с ней успешно реализовали практическую работу по выращиванию земляники с помощью агробиофотоники. Школьница продолжила заниматься у меня в десятом и одиннадцатом классах, и по окончании школы у нее возникло желание стать селекционером. Она попросила совета, в какой вуз ей поступать, и я посоветовала поступать в МГУ на биофак.

Почему? Дело в том, что для того, чтобы действительно умело использовать в работе селекционера современные методы, нужна очень хорошая базовая подготовка по биологии. Сейчас она заканчивает второй курс и продолжает заниматься уже пятый год у меня. Как вы видите, уже пройден довольно длинный путь и многое еще предстоит, но именно такой осознанный выбор позволяет углублять знания и совершенствоваться в такой многогранной науке как селекция.

Говорю это к тому, что, конечно, в детском саду никто не скажет, что хочет стать селекционером. А вот в средней школе уже могут формироваться склонности к тем или иным наукам, и главное родителям и учителям этот момент не упустить и правильно направить ребенка.

Подготовлено по материалам поле.рф