Пятнадцать лет на одно зернышко
Элитный картофель, конкурентоспособная свекла и зимостойкая пшеница: как российские ученые обеспечивают стране стабильный урожай.
В Древней Руси основу экономики составляло сельское хозяйство. Опору на аграрный путь развития переняла и Российская Империя, где на плодородных почвах выращивали рожь, овес, ячмень, картофель, сахарную свеклу и множество других культур. В ХIХ веке наша страна стала лидирующим экспортером пшеницы, а в начале ХХ века поставляла в другие государства больше половины выращенной в мире ржи.
В наше время стабильный рост производства отечественной сельскохозяйственной продукции обеспечивает Федеральная научно-техническая программа развития сельского хозяйства на 2017–2030 годы, утвержденная правительством. Ее цель — сократить импортозависимость России по основным сельскохозяйственным культурам и создать новые конкурентоспособные селекционные сорта. Оператором программы наряду с Минсельхозом России выступает Министерство науки и высшего образования. Другой важнейший документ — указ президента от 21 января 2020 года, которым утверждена доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации.
Как создают новые гибриды и сорта
Каждый год у сельхозтоваропроизводителей повышаются требования к характеристикам семян, поступающих на рынок. Среди них — урожайность, товарность, содержание питательных веществ, устойчивость к болезням и вредителям и так далее. Чтобы этим требованиям соответствовать, ученые ведут целенаправленную селекцию по улучшению характеристик сельскохозяйственных культур.
Селекция — это наука о методах создания новых или улучшении существующих сортов растений или пород животных. Основные ее методы — отбор и гибридизация (скрещивание). С помощью отбора выделяются генотипы, отличающиеся более ярким проявлением уже имеющихся в популяции характеристик. Для обогащения генофонда и получения новых оптимальных характеристик применяется гибридизация. По словам исследователей, оптимальный метод селекции — это гибридизация с последующим отбором.
Сколько нужно лет, чтобы вырастить сахарную свеклу
На создание одного гибрида сахарной свеклы уходит 10–12 лет в зависимости от направления селекционных исследований. Например, большинство признаков, определяющих хозяйственную ценность гибрида (урожайность корнеплодов, сахаристость, технологичность в уборке и др.), наследуются полигенно.
ИОГен РАН является участником комплексного научно-технического проекта «Создание высококонкурентных гибридов сахарной свеклы отечественной селекции и организация системы их семеноводства» и тесно сотрудничает с селекционерами компании «СоюзСемСвекла». В создании новых отечественных гибридов сахарной свеклы (в том числе отборе материала для их создания) 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.
Как создать безвирусный картофель
«Для создания нового сорта картофеля ученые сначала изучают его исходный материал, то есть образцы коллекционных сортов. Затем они скрещивают лучшие из них и высаживают полученные саженцы в питомнике. После девяти лет размножения и роста в питомнике саженцы проходят конкурсное испытание, где их ждет оценка по 56 признакам и 20 дополнительных испытаний в течение двух лет. Удачные образцы проверяются на устойчивость к раку и золотистой картофельной нематоде и получают допуск к госсортоиспытаниям. В случае положительной оценки новый сорт заносится в Государственный реестр сортов и может использоваться для продажи. Всего процесс создания занимает около 15 лет»,— рассказывает главный научный сотрудник научного селекционно-технологического центра в области картофелеводства Уральского научно-исследовательского института сельского хозяйства — филиала Уральского федерального аграрного научно-исследовательского