Интервью с заведующим научным подразделением ВНИИМК Сергеем Зеленцовым.

Из материала вы узнаете:

• Сорта сои, способные в условиях российского климата формировать высокую урожайность.
• Ноу-хау в селекции, благодаря которым удалось добиться уникальных качеств и характеристик у отечественных сортов.
• Разница между западным и российским научными подходами, методиками в создании новых сортов сои.
• Перспективные сорта сои селекции ВНИИМК.

— Сергей Викторович, как давно ВНИИ масличных культур занимается селекцией сои?

— Наш институт ведет свою историю с момента организации в 1912 году при Кубанской войсковой сельскохозяйственной школе опытно-селекционного поля «Круглик», унаследовавшего своё название от места нахождения школы у одноимённого озера на северо-восточной окраине Екатеринодара (Краснодара). Научные исследования по сое во ВНИИМК были начаты позже, в 1957 году, когда здесь была организована лаборатория селекции сои. Спустя 20 лет, в 1977 году, на базе этой лаборатории был организован комплексный отдел сои в составе трёх лабораторий, в которых, помимо селекции, дополнительно были развёрнуты исследования по технологии возделывания сои, а также по иммунитету и защите этой культуры от болезней и вредителей. С 2001 года, с созданием лаборатории генетики сои, в отделе были начаты научные исследования по цитогенетике, классической и эволюционной генетике сои. В настоящее время в составе отдела работают 18 специалистов, среди которых один доктор сельскохозяйственных наук и шесть кандидатов биологических и сельскохозяйственных наук. Многолетняя эффективная теоретическая и прикладная научная деятельность отдела вывела его на лидирующие позиции в европейской части России и в странах СНГ. В азиатской части России, за Уральским хребтом, аналогичные позиции занимает Всероссийский научно-исследовательский институт сои в Благовещенске.

Наши специалисты внесли большой вклад в развитие и повышение экономической эффективности национального соеводства в Иране, успешно адаптировав свои уникальные научные технологии к полупустынным условиям этой страны и обучив кубанским методам селекции сои многие десятки иранских специалистов и выпускников иранских аграрных вузов. Большой интерес к нашим научным разработкам в области селекции сои проявляет Китай, КНДР, Катар, Алжир, Судан, Япония.

— Существует ли принципиальное различие между западным и российским научными подходами, методиками в создании новых сортов сои?

— Российский подход к возделыванию сои радикально отличается от западного. Промышленные посевы сои в России встречаются на широтах 54–56° в Тульской, Рязанской, Пензенской областях, в Чувашии, Татарстане и Мордовии. Есть успешный опыт выращивания сои на широте 60° в Ленинградской области, а также в условиях частично вечно мерзлотных почв Иркутской и Томской областей.

Отсюда и различия в западном и российском подходах к селекции. Если на Западе соя прежде всего должна давать максимально возможные урожаи, то в России —рентабельные, даже в неблагоприятных климатических условиях. По той простой причине, что климатических зон, обеспечивающих оптимальные ресурсы тепла и воды, близкие к североамериканским или западноевропейским, в России не более 0,7% от всей территории. А соя нам очень нужна, чтобы непрерывно наращивать объёмы собственного производства мяса животных и птицы. И за последние годы Россия в несколько раз увеличила объёмы производства собственной сои. Например, в 2016 г. из 4,5 млн т сои, переработанных нашей промышленностью на корма, более 3 млн т были выращены у нас.

Поэтому российская селекция, в том числе и наш отдел сои, особые усилия прилагают к созданию не просто урожайных сортов, но сортов, способных выдерживать длительные засухи или низкие температуры вплоть до заморозков. Хотя, безусловно, мы уделяем должное внимание и повышению урожайности.

— Можете привести примеры технологий, которые вы применяете в селекции?

— Например, для ещё большего увеличения урожайности сои мы использовали одну интереснейшую идею о закреплении гетерозиса, разработанную полвека назад академиком В. А. Струнниковым на тутовом шелкопряде. Опять же, чтобы не влезать в генетические тонкости и детали, можно упрощённо сказать, что в её основе лежит технология закреплённого гетерозиса с использованием комплексов компенсационных генов (ККГ-технология), которые при передаче по потомству обеспечивают вспышку продуктивности, сохраняющуюся на всё время жизни сорта. Нечто генетически подобное лежит в основе богатырской силы былинных русских богатырей, а также в гениальности в музыке и науке.

А ещё, чтобы уйти от совсем уж жёстких и длительных засух, в нашем отделе разработана ещё одна оригинальная технология, на основе которой созданы холодоустойчивые и слабо чувствительные к коротким ранневесенним дням сорта, которые можно сеять не в начале мая, как обычно, а в конце марта —начале апреля. Это мы ещё раз подсмотрели механизмы холодостойкости у Природы, изучив механизмы устойчивости к холоду у растущих в Заполярье растений. Создающиеся нами по этой технологии линии сои проходят оценку на холодоустойчивость в Иркутске и Хабаровске. И такие сорта сои созревают не в сентябре-октябре, а в конце июля —начале августа, до пиков позднелетних засух. Ничего подобного иностранные сорта не имеют.

— Расскажите подробнее о вашем ноу-хау, суть которого не в том, чтобы лишать вредителей питания внутри растения?

— Обычно исходный селекционный материал либо искусственно заражается тем или иным возбудителем, либо выращивается на естественных инфицированных фонах. Затем выделяются наиболее устойчивые к болезням формы растений, которые включаются в обычный селекционный процесс. Созданные линии повторно оцениваются на устойчивость к патогенам, и лучшие из них запускаются в производство. Но у всех подобных методов есть одно общее слабое место. Селекция на иммунитет всегда провоцирует так называемую коэволюцию патогена. Это когда выращивание иммунного сорта неизбежно приводит к отбору штаммов патогенных бактерий и грибов, устойчивых к имеющимся в растениях генам иммунитета. Для примера можно примести многовековую борьбу человека с тараканами или штаммами вируса гриппа.

Мы задумались над этой проблемой и в добрых традициях российской науки стали рассуждать и ставить мысленные эксперименты. Начали с грибных патогенов, как основных возбудителей болезней сои. Ну хорошо, допустим, создали мы сорт с геном устойчивости к какой-то болезни. Чаще всего этот ген синтеза некоего биохимического соединения, токсичного для патогена. Прошло какое-то время, и слегка эволюционировавший гриб стал с удовольствием питаться бывшим токсином в тканях несчастного растения, ещё и добавки просит. То есть в любом случае патоген продолжает питаться на растении. А как вообще он питается? Поскольку ротового аппарата у гриба нет, то, прорастая в виде мицелия (гифов) в тканях растения, он поглощает из клеточного сока пищу всей поверхностью своего тела. А почему он поглощает? Да потому, что концентрация и осмотическое давление клеточного сока внутри грибных гифов выше, чем в клеточном соке растения. Возникает градиент концентраций и осмотического давления, и клеточный сок растения через полупроницаемую мембрану (стенку гифа) за счёт диффузии свободно поступает в более концентрированную жидкую среду внутри гриба. То есть этот тип питания грибов фактически основан на обычном осмосе, который изучается на физике в 10-м классе средней школы.

Придумали как, и измерили осмотическое давление внутри мицелия ряда патогенных грибов. Получается примерно 600–700 килоПаскалей (кПа) или по-старому —около 6–7 атмосфер. Измерили осмотическое давление в клеточном соке растений сои в фазу максимальной поражаемости болезнями —получается всего 400–500 кПа. Вот! Именно из-за этой разницы в осмотическом давлении гриб и питается растением. А что будет, если увеличить концентрацию клеточного сока растения? Выделили несколько растений с осмотикой сока в 700–900 кПа и попробовали заразить —а они болеть не хотят! Дальнейшие эксперименты показали, что если поражённое патогенным грибом растение перестать поливать, чтобы концентрация его клеточного сока увеличилась, то гриб внутри растения теряет возможность питаться из-за выравнивания осмотических давлений. А если концентрация клеточного сока растения-хозяина становится выше по сравнению с таковой у гриба, то патоген погибает от обезвоживания. И всего лишь потому, что теперь не гриб, а растение начинает высасывать все соки из паразита.

Теперь у нас есть уникальная технология выделения устойчивых к грибным патогенам растений сои. И на её базе уже созданы новые сорта, которые намного более устойчивы к патогенам, кому же отличаются повышенной сосущей силой корней и засухоустойчивостью.

ЧАРА
Раннеспелый технологичный высокопродуктивный сорт сои для основных и повторных посевов.

• Вегетационный период 105–110 суток;
• Характеризуется повышенной холодостойкостью при прорастании;
• В основных посевах формирует урожайность семян до 4,0 т/га, в повторных —до 2,2 т/га;
• Содержание белка в семенах 39–41%, масла —22–24%;
• Высота: растений 195–110 см, прикрепления нижних бобов 13–15 см;
• Масса 1000 семян 150–170 г;
• Устойчив к пероноспорозу и пепельной гнили;
• Высокоустойчив к полеганию растений и осыпанию семян;
• Оптимальная густота стояния к уборке 300–350 тыс. раст./га.