Вечная борьба

Этой публикацией мы открываем цикл статей посвященных Сибирскому научно-исследовательскому институту растениеводства и селекции, которому в этом году исполняется 80 лет.

В 1845-1847 гг. почти во всех западноевропейских странах неслыханные опустошения

произвела «чума картофеля». Словно от небывало раннего и сильного мороза, среди лета внезапно чернели, поникали и отмирали растения на картофельных полях. Для многих крестьянских хозяйств эта гибель урожая означала падеж скота, разорение и угрозу голода.

За прошедшие полтора столетия человечество продвинулось далеко вперед в деле защиты урожая. И все же, вредные организмы, по данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (Food and Agriculture Organization, FAO), в среднем приводят к потере до 30% потенциального урожая сельскохозяйственных культур. То есть почти каждый пятый-четвертый гектар обрабатываемой земли не приносит урожая, а треть работников, занятых в мировом сельскохозяйственном производстве работает для того, чтобы прокормить эти вредные организмы. Конечно, эти данные включают в себя и потери от вредителей, но немалый урон приходится на болезни сельскохозяйственных культур.

Борьба за урожай имеет многовековую историю, но только в последние столетия (вместе с развитием биологии) она была поставлена на научную основу. В настоящее время изучением болезней растений и разработкой мер борьбы с ними занимаются в научно-исследовательских институтах. В 1958 году на базе опытной селекционной станции (будущий Сибирский НИИ растениеводства и селекции) была создана лаборатория, сотрудники которой проводили обследование полей на заражение растений болезнями и вредителями, составляли прогнозы по их появлению и распространению, разрабатывали различные рекомендации по борьбе с вредными организмами.  В 1970-х годах приоритеты поменялись: отечественный агропромышленный комплекс сделал ставку не только на химзащиту, но и на выведение сортов, устойчивых к болезням. Понятно, что эту работу нельзя выполнить силами одной лаборатории (а с недавнего времени – группы), в нее вовлечено немало ученых и селекционеров. И у каждого – свой участок работы и свои задачи.

– Мы изучаем самого возбудителя болезни, – рассказывает ведущий научный сотрудник Елена Орлова. – Определяем его расовый состав (также как у вирусов существуют различные штаммы, так и у патогенов существуют различные расы), выявляем, какие гены устойчивости являются эффективными в наших сибирских условиях. Для этого мы проводим исследования по выявлению новых непоражаемых генотипов растений.

Основными источниками этих самых генов являются дикорастущие растения, а также сорта, созданные на их основе. Работу ученых можно условно разделить на два этапа: сначала определить, какие именно гены позволяют дикоросу успешно сопротивляться заболеванию, а затем передать их растениям различных сельскохозяйственных культур. Так рождаются новые сорта.

 – По большому счету, эта борьба селекционеров и патогена будет продолжаться всегда, – продолжает рассказ Елена Арнольдовна. – Поэтому мы стараемся работать на опережение, ведем постоянный мониторинг расового состава возбудителей болезней в нашем регионе, что дает нам  возможность обоснованного выбора потенциальных доноров иммунитета. Оценка на искусственном инфекционном фоне образцов пшеницы различного эколого-географического происхождения позволяет выделить сорта,  обладающие устойчивостью к болезням. Этими данными потом пользуются наши селекционеры при создании новых сортов.

– А есть какие-то заболевания, которые появились у нас недавно, и у нас нет или мало устойчивых к ним сортов?

 – Да, такие болезни тоже периодически появляются. Например, стеблевая ржавчина. Вообще-то, она у нас «редкий гость», но в последнее время единичные очаги поражения растений отмечаются ежегодно, а устойчивых сортов к ней очень мало. Существует угроза проникновения из стран Ближнего Востока и Средней Азии вредоносной расы стеблевой ржавчины «Уганда-99», названной так по месту ее обнаружения. Эта раса поражает практически все возделываемые сорта. Поэтому во многих научных учреждениях в настоящее время ведутся исследования по выявлению источников устойчивости к этому возбудителю, а селекционерами создаются перспективные селекционные линии. Известно, что для создания устойчивых сортов  требуется не один год, но задача эта вполне решаемая, ведь когда-то у нас не было иммунных сортов зерновых.

Просто надо помнить, что нет идеальной защиты. Патогены тоже эволюционируют, однажды преодолевают устойчивость растений и работу надо начинать снова.

Группа иммунитета сельскохозяйственных растений занимается не только изучением возбудителей заболеваний. Ее сотрудники принимают участие и в оценке будущих сортов. Для этого гибридный материал (обычно, уже на последних этапах работы по выведению сорта) в летний период специально заражают возбудителями болезней, распространенными в нашем регионе. И только те гибриды, которые показали высокую устойчивость к заболеваниям, передаются потом для испытаний на государственные сортовые участки, где и принимается окончательное решение относительно судьбы нового сорта.

Причем, сорта, которые создают селекционеры СибНИИРС, очень востребованы, и не только у нас в Западной Сибири, но и по всей России. Дело в их высокой пластичности: поскольку они создавались для зоны рискованного земледелия, то они очень устойчивы к разным природным условиям.

Сегодня эту важную работу по оценке устойчивости зерновых выполняют четыре человека – такова численность группы иммунитета. Столь малая численность заметно ограничивает объем  работы, который могут проводить исследователи.

– На самом деле, молодежь, студенты проявляют интерес к нашей работе, – считает Елена Орлова. – Просто самих студентов по нашей специальности очень мало. Сказывается и невысокий уровень зарплат, и то, что сельскохозяйственную науку долгие годы государство вниманием не баловало. Хотя сейчас, я считаю, у нашей работы неплохие перспективы, задачи стоят интересные и в то же время востребованные самой жизнью.

– А как на этих перспективах сказывается вхождение в состав ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН»?

– Думаю, положительно. ФИЦ сам по себе более масштабная организация, с большими возможностями. Особенно, что касается работы на молекулярном уровне. У нас селекция ведется традиционными методами, и обычно приходится ждать несколько лет, пока станет ясно, что удалось передать новому гибриду в плане устойчивости. Возможности ИЦиГа позволят выполнять эту работу намного быстрее. Собственно, в этом направлении мы и ведем сейчас совместную работу. В частности, сотрудниками лаборатории молекулярной генетики и цитогенетики растений выделен новый ген устойчивости к бурой ржавчине, который в настоящее время наши селекционеры используют в своих селекционных программах.

Георгий Батухтин