Генетика – наука относительно молодая, ей всего-то полторы сотни лет.
Однако исследования в этой области порой настолько серьезны, что никто не сомневается в их способности изменить мир. В Омске существует лаборатория генетики зерновых культур. Ее сотрудники в этом году выиграли грант Российского научного фонда – пять миллионов рублей. О своей работе заведующий лабораторией селекции и семеноводства полевых культур им. С.И. Леонтьева Омского ГАУ Александр ЧУРСИН, заведующий лабораторией генетики зерновых культур Сергей ШЕПЕЛЕВ и агроном Виолетта ПОЖЕРУКОВА рассказали корреспонденту «КВ» Анастасии ИЛЬЧЕНКО.
– Как появилась тема, за которую вам выделили грант?
Александр ЧУРСИН. Произошло это достаточно давно на основе нашего сотрудничества с СИММИТ – научно-исследовательским институтом, занимающимся исследованиями по улучшению кукурузы и пшеницы. Его основной офис находится в Мексике. На базе центра создаются мировые коллекции, собирают генофонд со всего мира, проводят скрещивания, на основе которых создаются новые сорта. Первая коллекция синтетиков из СИММИТа из 500 номеров пришла к нам в 2009 году. Когда начали работать, то заметили, что эти сорта более устойчивы к болезням, поэтому у них и урожайность выше, и качество зерна лучше. Появилась идея создать такую тему и найти финансирование. Подали заявку в 2016 году в Российский научный фонд. Там ее рассмотрели, признали, что тема актуальна, и выделили нам деньги.
– В чем именно заключается ваше сотрудничество с СИММИТ?
А.Ч. Они скрещивают сорта пшеницы и присылают нам, мы их испытываем и показавшие лучшую урожайность, устойчивость к засухе, заболеваниям используем в своем селекционном процессе, скрещиваем с нашими сортами и создаем новые. В нашей области есть два лимитирующих фактора – влага и болезни. Для нас важно, как бороться с засухой, чтобы сорт использовал доступную влагу, и как побороть развитие болезней. Это сейчас бич для сельского хозяйства, поскольку они мутируют. Стеблевая ржавчина во времена «холодной войны» позиционировалась как потенциальное оружие. Достаточно 100 грамм спор развеять в стратосфере над страной, как они попадают на посевы и уничтожают урожай полностью. У нас она впервые была отмечена в 2009 году. Раньше не зимовала, теперь мутировала и выживает на барбарисе – промежуточном хозяине, а весной начинает развиваться и уничтожает урожай. Потери в регионе доходят до 50 процентов.
– Какие возможны выходы из такой ситуации?
А.Ч. Либо применение фунгицидов, что накладывает дополнительную финансовую нагрузку на фермеров, либо создание новых сортов, устойчивых к стеблевой ржавчине. Этим мы и занимаемся – повышаем экологичность, уменьшаем затраты. Мы ищем гены, которые позволят растению не поражаться стеблевой ржавчиной. Генофонд культурной пшеницы очень однороден, там уже нет генов, устойчивых к новым расам. Сейчас идет поиск генов у дальних родственников пшеницы и создание новых синтетических видов. Наш научный руководитель Владимир Петрович ШАМАНИН ездил и в Мексику, и в Турцию обмениваться опытом.
– А можно вашу пшеницу назвать генномодифицированной?
Сергей ШЕПЕЛЕВ. Нет, генномодифицированная – это когда вводятся гены абсолютно других видов, например, если пшеницу скрещивают с орехом. Это долго и дорого. К тому же пшеница – самоопылитель, причем с большим процентом перекрестного опыления и с высокой степенью мутации.
Основное направление нашего исследования – создание сорта, устойчивого к засухе, для этого используются растения из засушливых регионов планеты. Используется геном дикой пшеницы, у которой набор генов абсолютно новый, ранее она не выращивалась человеком, это увеличивает ее ценность в селекции на устойчивость к болезням. Основная задача – выявить, за счет каких генов обеспечивается устойчивость к засухе, и выделить формы, которые эффективно используют почвенные ресурсы и влагу в процессе развития.
– Большой коллектив занимается этой работой?
А.Ч. В лаборатории селекции и семеноводства на данный момент работают шесть человек. Виолетта и Сергей занимаются синтетиками.
– О каких результатах можно сегодня говорить?
А.Ч. Яркий пример – один из новых сортов, «Элемент-22». Работу над ним ученые начали еще в 1993 году. В его родословной присутствует дикий предок пшеницы. На данный момент сорт не поражается стеблевой и бурой ржавчиной и отличается высокой степенью засухоустойчивости. Мы его испытывали в разных климатических зонах – везде показывает прекрасные результаты. В 2016 году он был включен в реестр селекционных достижений по Западно-Сибирскому и Южно-Уральскому регионам.
– Кто-то из омских аграриев уже высевает этот сорт?
А.Ч. Руководитель КФХ в Марьяновском районе Александр Григорьевич ГОВИН в 2014 году у нас впервые взял эти семена. Тогда у нас было всего два мешка. Он посеял их и за три года размножил – сейчас у него 570 тонн.
– Какие характеристики отличают сорт?
А.Ч. Во-первых, урожайность. В 2016 году фермер посеял 120 гектаров, собрал 570 тонн, т.е. средняя урожайность 4,75 тонны с гектара. Для Омской области это очень много. Во-вторых, он не обрабатывал поля фунгицидами, и сорт показал свою устойчивость к болезням. В-третьих, хорошее качество, клейковина сорта составила 29%, что для Омской области очень существенно. Сорта, которые выращиваются в регионе, в среднем дают хлебопекарную оценку 4,2 – 4,3. «Элемент 22», согласно исследованиям, имеет показатель 4,2.
– А в чем экономический интерес лаборатории в сотрудничестве с КФХ?
А.Ч. В законе о семеноводстве прописано такое понятие, как роялти – сбор денег за интеллектуальную собственность. Хозяйство выращивает сорт и реализует его семена, а пять процентов от суммы проданных семян выплачивает университету.
– Сравнивали результаты, полученные от использования семян СИММИТ на разных территориях?
С.Ш. Да, получились интересные данные. В Казахстане, несмотря на то, что температура воздуха выше, был отмечен растянутый период вегетации по сравнению с нашими результатами. В Омской области летом более длинный день, поэтому поспевала пшеница быстрее.
– Виолетта, чем вы и ваши коллеги планируете заниматься в ближайший год?
Виолетта ПОЖЕРУКОВА. Сейчас мы оснащаем лабораторию. Закупили новое оборудование на средства гранта – сканер корневой системы, оборудование для электрофореза и ПЦР-анализа. Эти приборы будут использованы для проведения молекулярно-генетического и биотехнологического анализа научного материала.
– Существуют ли аналоги вашего исследования?
С.Ш. Коллекция синтетиков у нас в России больше никем не изучается. Для начала нами будет решена задача выявления генов устойчивости к болезням стеблевой и бурой ржавчины, а потом в планах – найти генетические механизмы, определяющие засухоустойчивость.
– Виолетта, вы учились плодоовощеводству и виноградарству, а работаете с пшеницей. Как это получилось?
В.П. Когда училась, увлеклась физиологией и биохимией растений, и после окончания института пришла в аспирантуру к Людмиле Яковлевне ПЛОТНИКОВОЙ. Сейчас готовлюсь к защите кандидатской диссертации. Моя тема – механизмы устойчивости дикой пшеницы к бурой ржавчине. Научную работу я уже завершила, осталось только оформить. Если говорить о результатах, то в лабораторных условиях ювенильная устойчивость преодолевалась, а в полевых возрастная устойчивость сохранилась.
– Александр, почему вы выбрали аграрный вуз?
А.Ч.: – Когда я был школьником, была такая шумиха вокруг клонирования овечки Долли, что генетика меня захватила, и когда узнал, что у нас в аграрном вузе есть специальность «Селекция и генетика сельскохозяйственных культур», то приехал поступать. Сразу понравился коллектив – здесь очень домашняя атмосфера. Поэтому, когда в 2002 году Владимир Петрович ШАМАНИН мне предложил стать научным сотрудником, я согласился.
Справка
Сергей ШЕПЕЛЕВ родился 2 июня 1988 года в поселке Пушкино Омского района. В 2005 году окончил Пушкинскую среднюю школу и поступил в ОмГАУ на кафедру селекции, генетики и физиологии растений. Окончил вуз в 2010 году, тогда же поступил в аспирантуру СибНИИСХ, которую окончил в 2014 году. Защитил диссертацию в 2015 году. С 2011 по 2016 год работал в СибНИИСХе, с 2016 года работает заведующим лабораторией генетики зерновых культур.
Александр ЧУРСИН родился 13 марта 1979 года в селе Евгащине Большереченского района Омской области. Окончил школу в поселке Ключи Омского района в 1996 году. В том же году поступил в ОмГАУ. Окончил вуз в 2001 году, в 2002-м пришел работать в лабораторию сначала лаборантом, потом младшим научным сотрудником. В 2006 году окончил аспирантуру ОмГАУ. С 2011 года заведующий лабораторией селекции и семеноводства полевых культур им. С.И. Леонтьева.
Женат. Двое детей.
Виолетта ПОЖЕРУКОВА родилась 17 сентября 1989 года в Омске. В 2006 году окончила среднюю школу № 10 и поступила в ОмГАУ на аграрный факультет, кафедру плодоовощеводства и виноградарства. Окончила аспирантуру в 2014 году. С 2016 г. работает в лаборатории генетики зерновых культур агрономом.
Материал подготовлен при организационной и финансовой поддержке ООО «Омсктехуглерод»
