Гены продовольственной безопасности

Полный национальный каталог особо ценных генетических ресурсов растений сформируют на базе Всероссийского института генетических ресурсов растений (ВИР). Эту работу президент РФ поручил новой научной организации — Национальному центру генетических ресурсов растений. Дальше ту же работу предстоит провести с генетическими коллекциями сельскохозяйственных животных и коллекциями микроорганизмов
Гены продовольственной безопасности
В каждом помещении ВИР есть портрет Николая Ивановича Вавилова
Наталия Михальченко

Процесс импортозамещения и в первую очередь способность России располагать полным циклом производства продуктов питания снова, как и в 2014 году, в свете последних событий становится особенно важным. В основе создания и культивирования эффективных сортов культурных растений и генетических линий сельскохозяйственных животных лежит исходный материал — коллекции генетических ресурсов, где селекционеры и генетики могут черпать данные для своей работы. «У кого коллекции — у того приоритет в получении новых ценных знаний о генах. В остальном все равны: похожее оборудование, секвенаторы, доступ к базам геномных данных, — отметил Вугар Багиров, директор департамента координации деятельности организаций в сфере сельхознаук Минобрнауки России. — Поэтому так важно поддерживать и развивать коллекции генетических ресурсов — это основа нашего приоритета в мире и конкурентоспособности в фундаментальной и прикладной науке». По его словам, для развития коллекций важное значение имеет централизация, единые современные стандарты, новые методы изучения генетических ресурсов. Все это должно быть сосредоточено в крупных биоресурсных центрах, которые будут созданы в России.


БАГИРОВ1.jpg
Директор департамента координации деятельности организаций в сфере сельхознаук Минобрнауки России Вугар Багиров
tadviser.ru

Самая ценная коллекция

Самую разнообразную в мире коллекцию культурных растений в 1930-е годы создал академик Николай Иванович Вавилов и его соратники, изъездившие в поисках образцов все пять континентов. Из 180 экспедиций ученые привезли 250 тысяч образцов культурных растений. Таков был объем коллекции к началу Великой Отечественной войны.

Драгоценное собрание, составлявшее основу продовольственной безопасности страны, в конце лета 1941 года погрузили в железнодорожные вагоны и пытались вывезти из Ленинграда, к которому вплотную уже подошел враг. Вывезти коллекцию не удалось, кольцо блокады замкнулось. Образцы вернули в институт — в два здания-близнеца на Исаакиевской площади по обе стороны от памятника Николаю I, где до революции находилось Министерство сельского хозяйства, а после расположился Институт растениеводства во главе с Вавиловым.

Военные утраты коллекции удалось минимизировать. Ученые в буквальном смысле слова умирали от голода за рабочими столами в кабинетах, от пола до потолка уставленных образцами злаков, бахчевых и масличных культур. Прямых попаданий снарядов в здания института не было: через улицу располагается здание бывшего германского посольства, и целиться туда фашистам было запрещено.

Сейчас коллекция ВИР насчитывает 320 тысяч образцов коллекции культивируемых растений и их диких родичей. Она первая и самая ценная в мире, несмотря на то что коллекции США, Китая и Индии крупнее по числу образцов.

magnifier.png Владимир Лиховской обратил внимание на плохое состояние практически всех коллекций в сфере виноградарства. Некоторые сорта, по его словам, находятся на грани исчезновения, и, чтобы их сохранить, необходимо принять срочные экстренные меры

Но помимо ВИРа созданием коллекций культурных растений занимаются и другие организации — отраслевые сельскохозяйственные институты, в том числе бывшие филиалы ВИРа, отделившиеся после перестройки, а также ботанические сады, вузы и опытные станции.

«В профильных институтах имеется порядка 80 рабочих коллекций сельскохозяйственных растений, — рассказала “Стимулу” директор Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова Елена Хлесткина. — Указом президента “О Национальном центре генетических ресурсов растений” на ВИР возлагается новая и очень ответственная функция — сформировать полный национальный каталог особо ценных генетических ресурсов растений и координировать деятельность в сфере генетических ресурсов сельскохозяйственных растений, взаимодействуя с целым рядом научных организаций, которые обладают генетическими ресурсами».

По ее словам, костяком национального каталога будет коллекция ВИРа. Коллекции других организаций, по ее оценкам, небольшие — от десятков до сотен образцов растений. Но есть и три-четыре крупные, где их по несколько тысяч. Часть материала — новинки, последние сорта отечественной селекции, а также материал, полученный в процессе обмена с другими научными организациями, в том числе зарубежными. Доля ценных образцов, подходящих для мобилизации в национальный каталог, составляет 10–15% от общего объема коллекций отраслевых институтов.

По мнению Елены Хлесткиной, эта работа поможет заложить правильные кирпичики для будущего. Те успехи или недостатки селекционной работы, которые мы наблюдаем в производственных полях сегодня, появились 20–30 лет назад. А отдача в производство от ведущихся сегодня фундаментальных исследований следует по продовольственной цепочке: исходное генетическое разнообразие — селекция — семеноводство — производство. Этот процесс занимает годы и даже десятилетия.


ХРАНИЛИЩЕ СЕМЯН.jpg
Образцы семян Вавиловской коллекции
Наталия Михальченко

Сетевое взаимодействие

Директор ВИРа отметила, что взаимодействие с другими организациями будет сетевым. «Это не будет присоединение юридических лиц, это будет сетевая форма взаимодействия, — говорит Елена Хлесткина. — При этом будет полностью централизована вся информация об имеющихся генетических ресурсах растений в России в единой базе данных». Будет также пополняться генетический банк семян, расширится географическая сеть поддержания коллекций в живом виде, в форме полевых банков. Сейчас в распоряжении ВИРа имеется одиннадцать экспериментальных участков. Эта сеть расширится благодаря полевым генбанкам других институтов, включенных в Национальный центр генетических ресурсов растений.

Михаил Акимов, директор Федерального научного центра им. И. В. Мичурина назвал национальный каталог особо ценных генетических ресурсов растений отправной точкой в обеспечении продовольственной безопасности. Он считает, что генетическая коллекция — это фундамент аграрной науки.

Но не со всеми направлениями растениеводства в коллекциях дела обстоят хорошо. Временно исполняющий обязанности директора Всероссийского национального научно-исследовательского института виноградарства и виноделия «Магарач» РАН Владимир Лиховской обратил внимание на плохое состояние практически всех коллекций в сфере виноградарства. Некоторые сорта, по его словам, находятся на грани исчезновения, и, чтобы их сохранить, необходимо принять срочные экстренные меры. Эта работа, по его оценке, потребует серьезных вложений и будет длительной.

magnifier.png Эксперты полагают, что на хранилище Судного дня, которое было организовано на архипелаге Шпицберген (Норвегия), а ВИР давал туда свои образцы, России рассчитывать не стоит

Президентский указ о создании Национального центра генетических ресурсов растений подписан 8 февраля нынешнего года, в День науки. Но работа в этом направлении ведется уже не один год. На одном из совещаний два года назад Вугар Багиров прямо призвал сдавать в ВИР образцы всех создаваемых в России сортов сельхозкультур, пояснив, что альтернативы нет, так как ВИР — единственная в России организация, имеющая статус генного банка растений, а полезные генетические свойства новинок селекции могут быть утрачены, если не гарантировать сохранность эталонных образцов.

И таких примеров предостаточно: уходит селекционер, и вместе с ним уходит его наследие. А когда через какое-то время коллеги пытаются использовать его достижения, выясняется, что время упущено, образцы с нужными свойствами потеряли всхожесть.

«Сохранение дублетных коллекций в ВИРе — это страховка для всех селекцентров, и они это прекрасно понимают, — отметил на том совещании Вугар Багиров. — Что бы ни случилось — природные катаклизмы, техногенные катастрофы, субъективный человеческий фактор, — продовольственная безопасность страны сохраняется».

Все опрошенные «Стимулом» представители сельхозинститутов сообщили, что готовы сдавать дублеты коллекций в национальный каталог, но упомянули и о недостатке посевных площадей, дороговизне закладки садов, необходимости выработки четкого механизма передачи образцов. Об этом, например, сказала «Стимулу» Елена Андреева, кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры генетики и биотехнологии СПбГУ, старший научный сотрудник Института общей генетики РАН. «Мы планируем передавать дубликаты нашей коллекции линий ржи, состоящей из нескольких сотен линий, в ВИР. Наша коллекция включает в себя фенотипические мутанты, отличающиеся по окраске зерна, по форме вегетативных частей растений, по строению колоса, линии с нарушениями деления клеток. Передадим, когда у коллег появится регламент передачи образцов», — сказала ученый.


ПАКЕТИК СЕМЯН.jpg
Семена в криохранилище
Наталия Михальченко

Рейдерские захваты в прошлом

Указ президента готовился не один год. В рамках различных форматов, в том числе на заседаниях Совета по науке и образованию при президенте РФ, куда входит Елена Хлесткина, до первого лица государства были доведены проблемы ученых. ВИР десятки лет отбивался от попыток изъять часть угодий института в Пушкине и Павловске под строительство коттеджей. Ученые проводили пикеты, митинги, пресс-конференции, вместо того чтобы искать новые полезные свойства генов. И отстояли свое право на пригородные угодья. Подобные истории случались и в других регионах страны.

Указ президента навсегда оставляет в прошлом посягательства различных коммерческих структур на опытные участки ВИРа и других организаций, где есть коллекции растений в живом виде, на коллекционные образцы. «Не только сама коллекция ВИРа, но и его земли и постройки защищены указом от каких-либо посягательств. Это открывает перед нами замечательные возможности», — прокомментировал текст указа академик РАН, декан биологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета Игорь Тихонович.

Министерству науки и высшего образования РФ указом предписано «принять меры по сохранению закрепленных за ВИРом земельных участков, предназначенных для сохранения, поддержания и воспроизводства особо ценных генетических ресурсов растений, внесенных в национальный каталог».

magnifier.png Приблизиться к масштабам и скорости пополнения коллекции, которая была достигнута во времена Вавилова, сегодня уже не удастся. Сейчас другое время, другие люди, другие правила. Очень многие страны закрывают свои генетические ресурсы, требуется огромное количество согласований на сбор и вывод образцов. Но указ поможет и в этом деле

Елена Хлесткина полагает, что «положения указа дают гарантии стабильности, продовольственной безопасности, позволяют обеспечить более быстрое и эффективное решение вопроса создания конкурентоспособных сортов, импортозамещения в семеноводстве, потому что активное вовлечение коллекций в современные исследования позволит дать более богатый материал для традиционной селекции и ее новых ускоренных видов». «Указ президента дает нам возможность развития, большую защиту и поддержку, — сказала Елена Хлесткина. — И это почувствуют на себе все жители нашей страны».

Тем же числом, что и указ о создании Национального центра генетических ресурсов растений, президент подписал и второй указ на эту тему, создав Межведомственную комиссию по вопросам формирования, сохранения и использования коллекций генетических ресурсов растений и утвердив ее персональный состав. Во главе встала Елена Хлесткина. В состав комиссии вошли представители Воронежского государственного университета, Федерального научного центра им. И. В. Мичурина, Национального центра зерна имени П. П. Лукьяненко, Томского государственного университета, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», МГУ, Института общей генетики им. Н. И. Вавилова, Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур им. В. С. Пустовойта, Федерального научного центра лубяных культур и других научных организаций. Но не только научных. В составе комиссии — высокопоставленные сотрудники ФСБ, Россельхознадзора и Научно-образовательного центра права и биоэтики в сфере геномных исследований и применения генетических технологий Московского государственного юридического университета им. О. Е. Кутафина. Такой состав комиссии призван помочь обеспечить государственные интересы при использовании коллекций генетических ресурсов растений.


МИКРОСКОП.jpg
В лаборатории ВИР им Вавилова
ВИР им Вавилова

Материальная составляющая

В указе о создании Национального центра генетических ресурсов растений прописаны и вопросы финансирования его работы. Правительству России поручено в четырехмесячный срок определить объем и порядок финансирования центра, а через полгода разработать и утвердить программу его развития. Речь идет об обновлении научной инфраструктуры, в том числе хранилища, которое было построено в 1970-е годы на Кубани на случай чрезвычайных происшествий. В советское время оно отвечало самым высоким стандартам, но теперь требует технического перевооружения. Эксперты полагают, что на хранилище Судного дня, которое было организовано на архипелаге Шпицберген (Норвегия) и ВИР давал туда свои образцы, России рассчитывать сегодня не стоит.

«Не думаю, что нам стоит рассчитывать на хранилище Судного дня, которое расположено не на территории России. Никто нас не спасет, кроме нас самих, — уверен академик РАН Сергей Шевченко, директор Самарского федерального исследовательского центра. В беседе со «Стимулом» он акцентировал внимание на том, что генетическое разнообразие на планете неуклонно снижается и может случиться, что какие-то образцы растений останутся только в генетических коллекциях и хранилищах, созданных на случай ЧП.

Равняться на Вавилова

Государство также взялось поддержать активизацию экспедиционной деятельности по сбору образцов растений, что послужит расширению коллекции Национального центра. В советское время коллекция ВИР была не только самой разнообразной, как и сейчас, но и самой большой в мире. Николай Иванович Вавилов собирал коллекцию образцов культурных растений с не воспроизводимой в современных условиях энергией и скоростью, он буквально жил в экспедициях, преодолевая самые разные опасности — от кишащих крокодилами африканских рек до ненадежных проводников и сложной системы натурального обмена, существовавшей в ряде стран в 1930-е годы, чтобы расплатиться за приобретенные образцы. Сейчас коллекция ВИРа — четвертая в мире по объему после США, Китая и Индии. Сетевое взаимодействие с другими обладателями коллекций образцов растений не вернет России пальму первенства по объему коллекции, так как коллекции других институтов невелики. Для этого нужно наращивать экспедиционную активность.

magnifier.png «По главнейшим сельскохозяйственным культурам — по зерновым — наш аграрный бизнес снабжен семенами собственного производства более чем на 90 процентов. Проблемы есть с овощными культурами, сахарной свеклой, кукурузой и подсолнечником, но они не катастрофичны»

«Относительно советских времен мы сбавили скорость сбора коллекций, а другие страны увеличили», — пояснил академик Шевченко.

Приблизиться к масштабам и скорости пополнения коллекции, которая была достигнута во времена Вавилова, сегодня уже не удастся. «Сейчас другое время, другие люди, другие правила. Очень многие страны закрывают свои генетические ресурсы, требуется огромное количество согласований для сбора и вывода образцов. Но указ поможет и в этом деле», — пояснил «Стимулу» Алексей Кочетов, директор Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН.


МОЛ УЧЕНЫЕ.jpg
Молодые ученые ВИР им. Вавилова
ВИР им Вавилова

Между наукой и полем

Между генетическим разнообразием, основанным на новых сортах, обладающих полезными признаками и свойствами, устойчивостью к заболеваниям и возможностью производить экологически безопасные продукты питания, есть связующее звено — отрасль семеноводства. Сергей Шевченко уверен, что эта сфера выполняет роль моста. И этот мост, по его оценке, вполне функционален. «Не могу согласиться, что семеноводство у нас в провале. По главнейшим сельскохозяйственным культурам — по зерновым — наш аграрный бизнес снабжен семенами собственного производства более чем на 90 процентов. Такая ситуация практически по всем регионам России», — сказал он «Стимулу». Проблемы, по его словам, есть — с овощными культурами, сахарной свеклой, кукурузой и подсолнечником, но они не катастрофичны. «Уже много сделано для восстановления культуры семеноводства по овощным культурам. По зерновым культурам нам нужно повысить материально техническую базу, чтобы быть конкурентоспособными в дальнейшем. Но сегодня наше семеноводство зерновых культур вполне конкурентоспособно», — уверен ученый.

После того как Национальный центр генетических ресурсов растений сформирует полный национальный каталог особо ценных генетических ресурсов, этот опыт будет использован при создании аналогичных центров генетических ресурсов сельскохозяйственных животных и генетических ресурсов микроорганизмов, говорит Вугар Багиров: «Мы начинаем с растений, далее будут животные и микроорганизмы».

Еще по теме:
24.06.2022
В России выявлен первый случай заболевания, вызванного самой новой разновидностью штамма SARS-CoV-2 омикрон — ВА.5. По с...
21.06.2022
Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере впервые смогли синтезировать графин — новую аллотропную модификацию уг...
15.06.2022
Национальный чемпион НТЦ «Приводная техника» и интегратор «Росатома» в области систем накопления электроэнергии ООО РЭНЕ...
03.06.2022
Химики МГУ создали самоочищающиеся материалы для химико-биологической защиты, которые пригодятся в самых разных отраслях...
Наверх