ООО «Издательство Агрорус»

Свежий номер # 04 за 2019 г.

Подписаться на бумажную версию газеты

Засухоустойчивые сорта — это золото

Но в России пока не готовы финансировать такие разработки

Засухоустойчивость сегодня стала проблемой номер один в мире. На ее решение направлены лучшие научные силы. Во Франции создан консорциум, в рамках которого над созданием засухоустойчивых растений работают ученые из 17 стран и компаний. В мае 2011 г. на заседании Сельхозакадемии Китая доложено, что 46 линий засухоустойчивой биотехнологической пшеницы были протестированы в пилотных полевых испытаниях и 4 линии рекомендованы к выпуску в окружающую среду. В Австралии еще 18 июня 2008 г. Plant Biotechnology Centre и Agriculture Victoria объявили об успешных полевых испытаниях засухоустойчивой пшеницы, которая показала 20%-ную прибавку урожая по сравнению с контролем при засухе. Генноинженерная соя с выделенным из подсолнечника транскрипционным фактором, включающим гены устойчивости в условиях дефицита влаги, вышла на поля в Аргентине.

Тем не менее, когда говорят о том, что созданы засухоустойчивые сорта тех или иных культур, к этому нужно относиться с осторожностью. Единственная культура, на которой они получены и доведены до коммерческого использования, — это кукуруза. Причем первые засухоустойчивые сорта этой культуры получены с помощью традиционной селекции.

Разница понятий

Вопрос засухоустойчивости растений неоднозначен. В засуху в классическом понимании, когда в течение длительного времени стоит сухая жаркая погода и трескается земля, не поможет ни селекция, ни генная инженерия — только полив. А вот чтобы культуры могли давать урожай в условиях дефицита воды, можно с помощью генной инженерии перепрограммировать физиологию растений. Например, в Малайзии в институте риса изменили метаболизм фотосинтеза риса с С3 на С4 — по примеру сахарного тростника, произрастающего в жарких и влажных странах. А система фотосинтеза С4 более продуктивная, чем С3.

Думаю, в течение ближайших 10 лет сельскохозяйственные растения сильно изменятся. Компания Дюпон уже разработала технологию создания гибридной пшеницы. Потребность в ней становится все более ощутимой. Площади под пшеницей в мире сократились на 5%, в США — на 30%. Ее посевы в странах, широко применяющих биотехнологически улучшенные сорта и гибриды, вытесняет трансгенная кукуруза, которая принесла в сезоне 2010/2011 г. до 1170 долл/га прибыли, тогда как пшеница — только 375 долл/га. В России в этом году огромный провал с производством пшеницы. Виной тому опять же засуха.

В Московском НИИ сельского хозяйства «Немчиновка», в лаборатории селекции и первичного семеноводства яровой пшеницы доктор сельхознаук Наталья Давыдова создает яровую пшеницу, устойчивую к засухе, методами классической селекции. Но эта работа может занимать десятки лет. Часто человеческой жизни не хватает, чтобы получить засухоустойчивый сорт. Современные условия настолько динамичны, что реагировать надо в течение 5—10 лет. Поэтому без генной инженерии не обойтись.

Возможности растений

Мы знаем, что растения могут справляться с дефицитом воды несколькими путями. Первый — это скороспелость, свойство, которое позволяет «убежать» от засухи, сформировать урожай до наступления засушливого периода. Здесь большое поле для деятельности классической селекции. Скороспелые сорта пшеницы у нас имеются, например, в Саратовской области: они созревают на 2—3 недели раньше и тем самым избегают негативного влияния засушливой погоды. Второй — экономное использование воды. Есть гены, кодирующие белки — аквапорины, которые регулируют работу устиц на листьях растений, избирательно пропуская молекулы воды в растительные клетки и обратно. Третий — изменение архитектоники растений, благодаря которому, например, формируются очень длинные корни.

Вопрос засухоустойчивости связан и с защитой растений. Кукуруза, устойчивая к проволочнику, лучше переносит дефицит воды благодаря тому, что ее корневая система сохраняется неповрежденной.

Проблема наукоемкая, ее решение лежит в основном в плоскости генной инженерии. Только с ее помощью можно создать сорта, которые будут давать высокие урожаи и в обычных условиях, и при дефиците воды. Разумеется, классическую селекцию никто не сбрасывает со счетов. Но радикальные изменения свойств растений с учетом изменяющихся условий среды возможны лишь при участии генных инженеров. Изменение климата — реальный факт, к этому нужно готовиться. Во многих странах мира это понимают.

Двигаться вместе

Конечно, сорта или гибриды должны быть универсальными. Есть такое понятие — норма реакции, т.е. изменчивость растений в зависимости от условий окружающей среды. Хороший сорт должен давать высокую урожайность и при нормальных условиях, и в засуху. Для этого существуют стрессиндуцированные промоторы, которые включаются под воздействием стрессов и запускают в работу нужные гены.

Получение засухоустойчивых сортов — это большая сложная наука. Успех в ней возможен только при условии совместного использования и классической селекции, и генной инженерии, и новых форм мутагенеза, недавно открытых наукой.

Например, с их помощью уже получены гибриды сахарной свеклы и подсолнечника, устойчивые к глифосату. Получены без какой-либо генной инженерии, только за счет высокоспецифичного мутагенеза.

Горячей точкой в последнее время становится геномика — наука о генах и геномах. Это работа для программиста. В России есть такие специалисты, они написали программы, позволяющие искать в мировых базах данных нужные нам гены. Но до создания засухоустойчивых сортов пока еще далеко. Это — мечта.

В России пока не готовы финансировать такие разработки. По сравнению с другими странами мира, в этом вопросе мы находимся в «каменном веке». Но надо понимать, что, если мы не будем двигаться, рано или поздно мы можем остаться без урожая. Семена засухоустойчивых сортов нам не даст ни одна компания. Это золото.

Александр Гапоненко, главный научный сотрудник Института биологии РАН, доктор биологических наук, профессор 

Новое место статьи