Мобилизация имеющихся генетических ресурсов и ускоренное создание новых

О том, какие основные задачи стоят перед современными селекционерами, рассказал медиа «АПК Эксперт» 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 методы селекции используются в современном мире чаще биотехнологические или классические. Какие более эффективные? За какими будущее?

-Деление методов селекции на классические и современные биотехнологические условно. К классическим методам, как правило, относят методы, отработанные годами и рутинно используемые в селекционных программах, соответственно ряд методов молекулярной селекции и других биотехнологий будут считаться классическими. В обиходе очень часто под биотехнологическими методами селекции подразумевают современные методы селекции, находящиеся в разработке и интеграции в схемы селекции и среди них, в том числе, биотехнологические, генно-иженерные (геномное редактирование), современные цифровые методы селекции.

Нельзя однозначно назвать какую-то из этих двух групп методов более эффективными, для этого должно быть мерило эффективности. И если условно считать в качестве критерия эффективности методов число созданных сортов и F1-гибридов, то, безусловно, более эффективными будут классические методы, в том числе основанные на использовании молекулярных и клеточных подходов. В тоже время современные высоконаукоемкие технологии, находящиеся в состоянии разработки и массового внедрения в селекционную практику, определяют будущий потенциал возможностей селекционеров.

В целом комбинация методов классических и современных в селекционных программах как правило определяется исходя из задач ускоренного создания новых конкурентоспособных селекционных достижений, биологии размножения растений культуры, адекватности и в тоже время доступности того или иного метода целям селекционной программы.

Совершенно точно настоящее и будущее исключительно за рациональной интеграцией классических и современных методов селекции.

- Создаются ли новые методы селекции. Какие?

- Исследователи генетики, селекционеры, биотехнологи находятся в состоянии постоянного поиска и разработки новых методов селекции. В настоящее время выделяется два направления привлекающих максимальное внимание – это технологии геномного редактирования, когда точечно можно вносить небольшие но значимые изменения в ДНК, гены хозяйственно-ценных признаков, и технологии предсказательной селекции, целью которой является получение знаний нового уровня на основе обработки биологических и агротехнических больших данных на основе машинного обучения.

- Каких результатов по созданию ускоренных технологий селекции для производства устойчивых и высокопродуктивных сортов и гибридов удалось достигнуть за последние несколько лет?

- Для российской селекционной действительности последними достижениями с точки зрения внедрения в селекционные программы и рутинного использования стало использование технологий молекулярной селекции, в частности маркер-опосредованный отбор, и технологий культуры in vitro - производство линий удвоенных гаплоидов и эмбриокультура. Только две этих технологии в сочетании друг с другом способны сократить продолжительность селекционных программ в 2-3 раза. Кроме того, с их использование повышается эффективность, точность отбора при реализации селекционных программ, а, следовательно, и вероятность создания «шедевристых» сортов и F1-гибридов.

- Какие сорта уже удалось создать?

- На примере селекционных программ Тимирязевки, с использованием традиционных гибридизации и отбора, в сочетании с молекулярным генотипированием и производством удвоенных гаплоидов в культуре in vitro, впервые в России и мире была создана капуста белокочанная с генетической устойчивостью к киле - одним из наиболее вредоносных заболеваний капусты, вызываемым почвенным патогеном, против которого химические средства защиты с экономической точки зрения неэффективны. Это было реализовано на основе отдаленных скрещиваний кормовой репы и капусты белокочанной с использованием природных методов передачи гена устойчивости. Таким образом, была решена научная и технологическая задача, которая безуспешно решалась на протяжении более 100 лет с момента описания заболевания. На основе этого генетического материала создана серия F1 гибридов капусты белокочанной «Киластоп», «Барыня», «Добродей», «Отличник», «Приоритет», чем не может похвастать большинство транснациональных семенных компаний.

Другой не менее интересный в аспекте перехода на органическое или зеленое земледелие пример – это пример создания снова на основе отдаленной гибридизации в сопровождение ДНК-маркирования первого и пока единственного в России, так как в России отсутствуют зарубежные аналоги, F1-гибрид лука F1 «Резистор» с генетической устойчивостью к пероноспорозу. Заболевание, накрывающее белым мучнистым налетом зеленые листья лука во время вегетации и не дающее им формировать товарную луковицу, которую можно было бы длительно хранить в течение зимнего периода. Ген устойчивости к пероноспорозу в данном примере взяли у дикорастущего лука. Теперь при посеве семян гибрида F1 «Резистор» фермерам и садоводам-любителям не нужно обрабатывать растения для защиты от этого заболевания.

Эти два примера можно смело называть гордостью российской селекции.

- Какие основные задачи стоят перед современными селекционерами?

- Современные селекционеры и, в целом, современная российская селекция, в настоящее время находится в условиях больших вызовов, связанных с требованием обеспечения российских производителей товарной растениеводческой продукции высококачественными семенами высококонкурентоспособных сортов и F1-гибридов, с одной стороны. При этом для понимания, конкурировать нужно с закрепившимися на российском семенном рынке транснациональными компаниями. С другой стороны, в условиях, когда наше правительство и непосредственно Министерство сельского хозяйства, и Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, оказывают беспрецедентные меры поддержки и научному сообществу, и семеноводческим бизнес-компаниям.

В этих условиях основными задачами селекционеров становятся – определение реальных запросов производственников, мобилизация генетических ресурсов и доступных селекционных технологий с освоением/разработкой недостающих, и ускоренное создание действительно конкурентоспособных, мирового уровня, новых селекционных достижений.

- Какие планы на ближайший год и несколько лет? Достаточно ли ресурсов для их осуществления?

- В соответствии с программой стратегического лидерства ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А.Тимирязева (университета) «Приоритет 2030», при участии в реализации Комплексного научно-технического проекта в рамках Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства до 2030 года в партнерстве с компанией «Русид» мы для себя определили ряд близко- и среднесрочных селекционных задач – 1) создание генетико-селекционной платформы и на ее основе серии отечественных F1-гибридов масличного рапса с устойчивостью к заболеваниям и гербицидам, в количестве не менее 12 ед.; 2) создание новых систем генетического контроля опыления овощных растений борщевого набора, лука, моркови, свеклы, капусты, для упрощения генетико-селекционных схем и создание конкурентоспособных F1-гибридов этих культур.

Относительно ресурсов, у нас с годами накоплены уникальные генетические источники, суперсовременная материально-техническая база селекционно-семеноводческого центра, представленная всем необходимым лабораторным оборудованием для реализации технологий молекулярной селекции и клеточных технологий in vitro. У нас в достатке самый главный из ресурсов это устремленные и способные высококвалифицированные кадры, которых мы сами растим, привлекая талантливую молодежь со школьной и студенческой скамьи.

Источник: «АПК Эксперт»