От лаборатории до поля: как конструируют новые гибриды рапса

Всеукраинский научный институт селекции единственный в Украине занимается селекцией рапса и выведением новых гибридов с привлечением лучших образцов из международных селекционных центров.

В Государственный реестр сортов растений, пригодных для распространения в Украине, уже занесено 5 гибридов рапса ВНИС, и ежегодно компания получает новые экспериментальные гибриды для испытания. Из них, как правило, выбирается не более 10-ти - наиболее продуктивных и с нужными признаками.

block-img
«Селекционная программа ежегодно содержит около 3-4 тыс. различных генотипов, из которых мы выбираем лучшие. Каждый следующий селекционный гибрид содержит нужную и актуальную на определенное время особенность, обусловленную погодными условиями или, например, развитием определенных болезней», - рассказывает соучредитель и директор ВНИС Мирослав Парий.

Рапсовые тренды: востребованные гибриды на рынке 

Во Всеукраинском научном институте селекции, работая над созданием новых гибридов, тщательно следят за потребностями и запросами рынка. Мирослав Парий отмечает, что последние три года для рапса в Европе характерный тренд - устойчивость к вирусу желтухи турнепса.

«Эта болезнь не нова, но в последнее время активно распространяется в связи с принятыми в некоторых странах политическими решениями об отказе от использования препаратов на основе неоникотиноидов. Другие средства защиты не столь эффективны и не справляются с проблемой. Поэтому в 2020 г. в отдельных регионах Европы этим вирусом было поражено до 90% рапса. Поэтому устойчивость гибридов к вирусу желтухи турнепса - это актуальный тренд», - отмечает Мирослав Парий.

block-img

По его словам, в Европе ТОП-5 гибридов рапса содержат признак устойчивости к этому вирусу. В Украине эта проблема отсутствует, ведь у нас разрешено использовать препараты, содержащие неоникотиноиды. Согласно исследованиям ВНИС, проведенных в прошлом году в разных частях Украины, ни один из собранных образцов не показал поражения болезнью или наличия вируса желтухи турнепса.

Биотехнологические растения рапса: когда будущее становится реальностью 

Абсолютно новым направлением, которым в Украине никто не занимается, кроме ВНИС, является выведение биотехнологических растений, в том числе и гибридов рапса с устойчивостью к гербицидам. В этом направлении работают с подсолнечником, кукурузой, табаком как модельным объектом. Также, по запросу немецкой компании, в проекте создание карликовой пшеницы спельты.

Технология создания биотехнологических растений - из отдельной трансгенной клетки вырастить отдельный целостный организм, который даст семена

В научном институте уже имеют 150 новых биотехнологических растений рапса. Пока они выращиваются в теплице в соответствии с украинским законодательством и проходят тестирование на коммерческую пригодность

По словам молодого ученого Ирины Гнатюк, которая работает в команде ВНИС и занимается выведением биотехнологических растений, временные затраты на работу с озимым и яровым рапсом отличаются.

«Чтобы получить биотехнологические растения озимого рапса с измененными признаками, нужно около года. Это обусловлено тем, что озимый рапс должен проходить процесс яровизации, который в условиях лаборатории происходит в специальных камерах в течение 2-х месяцев», - рассказывает она.

Ирина Гнатюк также добавляет, что биотехнологические растения для многих известны как ГМО: не вредят людям и другим живым организмам. Эти технологии нацелены на выведение новых растений для увеличения производства сельхозпродукции, улучшения урожайности культур и свойств растений.

block-img
Термальная комната, где в идеальной среде при условии 100% влажности проходит начальный этап выращивания биотехнологических растений

Поскольку в Украине вопросы ГМО не урегулированы на законодательном уровне, ВНИС активно участвует в разработке и обсуждении внесения изменений в законопроект, касающийся государственной политики регулирования ГМО.

Технология ускоренной селекции: как получить 6 поколений рапса за год

В октябре прошлого года во Всеукраинском научном институте селекции начали новый проект по ускорению селекционной работы и создали лабораторию ускоренной селекции. В основу легла разработка австралийского ученого, который опубликовал два года назад статью о влиянии света на рост растений.

«Рапс - это культура длинного светового дня, поэтому если его выращивать при постоянном освещении, он растет вдвое быстрее, чем в полевых условиях. Но такой интенсивный рост, конечно, требует и повышенного питания растений», - рассказывает заведующий отделом селекции рапса ВНИС Андрей Сидоров.

Благодаря этой технологии можно за год получить 6 поколений по яровому рапсу и 4 - по озимому. За счет быстрого роста растений период от посева семян до сбора семян составляет 55-60 дней.

block-img
Практически весь селекционный цикл, который раньше составлял 15 лет, во ВНИС сократили до 2-3 лет. Для сравнения: в полевых условиях можно получить максимум 2 поколения растений, в теплице - 3-4 поколения

Теперь вполне реально создать гибрид за 5 лет - начиная от исследований, включая регистрацию и вывод на рынок. «Наши работы и исследования мы уже научились сокращать, задерживает лишь процесс регистрации, которая занимает 3 года. Здесь вопрос в том, что все нужно испытывать в реальных полевых условиях, и этот процесс нельзя ускорить», - объясняет Андрей Сидоров.

block-img
В адартационной комнате находятся растения, которые переходят из идеальных условий к реальной жизни. Здесь регулируемая температура и освещение. После цветения здесь получают семена биотехнологических растений - ТО

Будущее селекции в руках молодежи 

Селекционная команда ВНИС по рапсу довольно молодая и состоит из 4 ученых. Над созданием новых сортов и гибридов работают лучшие выпускники НУБиП, Киевского национального университета им. Т. Шевченко и Киево-Могилянской академии.

Андрей Сидоров рассказывает, что сегодня найти молодых специалистов очень трудно. Чтобы привлечь в свою команду хороших специалистов, применяют все возможные методы: обращаются к преподавателям аграрных вузов, чтобы порекомендовали кого-то из активных и заинтересованных студентов, приглашают на практику, привлекают новыми для Украины разработками и инновационными возможностями.

«На сезонные работы в летний период, когда в поле проходят активные процессы: посев, скрещивание, сбор урожая, мы приглашаем всех желающих студентов и аспирантов из аграрных вузов на производственную практику. После этого этапа остаются единицы - те, у кого горят глаза, кто имеет вдохновение и неудержимое желание чему-то научиться. Далее мы задействуем их во всех процессах. Из нескольких десятков человек, как правило, остается 1-2. Они получают свои части проектов и имеют все необходимые ресурсы для развития, ведь обеспечение нашей лаборатории соответствует современному мировому технологическому уровню», - отмечает Андрей Сидоров.

Кстати, над созданием украинских гибридов работает селекционер из Ганы, который получил диплом по специальности «Биотехнология» в НУБиП и, попав в ВНИС, решил остаться в Украине и стать селекционером.

Селекция без границ

Мирослав Парий уверен, что ограничивать селекцию одной страной на сегодня неактуально. Ведь сейчас все генетические ресурсы открыты и доступны.

«Рапс - молодая селекционная культура. Все, что мы имеем на рынке рапса, имеет очень близкое происхождение, поэтому говорить, что сорт или гибрид рапса отдельной компании существенно отличаются от других, мы не можем. Ведь подавляющее большинство селекционных компаний работают над одним и тем же исходным материалом и используют одни и те же линии для создания гибридов», - отмечает Мирослав Парий.

Селекционеров ВНИС заинтересовал рапс, поскольку он является своего рода конструктором, с которым можно работать и создавать что-то новое. Для рапса разработаны технологии, которые позволяют моделировать его геном.

Хотя Мирослав Парий сразу отмечает, что рапс не является базовой культурой для селекционного центра ВНИС, поскольку он не является основной культурой для аграриев. Ежегодно площади посевов зависят от наличия влаги - если осенью осадков не будет, посевов будет меньше. Поэтому больше научный институт проводит работы с такими культурами как подсолнечник и кукуруза.

В ВНИС создано около 20 тыс. гибридов кукурузы, но за год они могут исследовать только 400-500 гибридов. Поэтому компания сотрудничает с фермерами, предоставляя набор гибридов, а сельхозпроизводители испытывают и выбирают лучшие из них.

Мифы об отечественной селекции

Основной миф - украинское некачественное, убежден Мирослав Парий.

«30 лет украинским сельхозпроизводителям рассказывали, что сорта и гибриды украинской селекции недостаточно хорошие, украинской науки нет. Поэтому наши фермеры едут за семенами от мировой компании в Европу, покупают их и рассказывают своим коллегам, что там они лучше. Это - миф», - отмечает Мирослав Парий.

По данным ВНИС, еще в прошлом году 30% площадей рапса в Украине сеялись сортами не первой репродукции из Европы, но уже в этом году 80% сельхозпроизводителей переключились на гибриды первого поколения.

«Годами украинские фермеры сеют гибриды только двух немецких производителей, которые являются монополистами на рынке. При этом аграрии ничего нового внедрять или испытывать не хотят, проявляя консервативность. Но фактически они не имеют данных для сравнения урожайности гибридов. Очень мало аграриев-экспериментаторов, которые закладывают демополе с 5-7 гибридами рапса, чтобы выбрать потом лучший», - добавляет ученый.

Участки гибридизации компании, которые расположены на землях крупных агрохолдингов, в условиях высокотехнологичного выращивания показывают гибридность на 95-98% и имеют потенциал урожайности 7 т/га.

Самые распространенные ошибки в выращивании рапса

Всеукраинский научный институт селекции обеспечивает своих партнеров-сельхозпроизводителей не только семенами, но и технологией выращивания. Здесь считают, что потенциал урожайности рапса зависит не столько от генетики как таковой, а ключевым моментом является все же технологии выращивания, поскольку при выращивании рапса есть много рисков.

«Если сделать все как надо и вовремя - будет результат, но если пренебречь - можно потерять урожай. Один пропущенный процесс, например, не вовремя собранный предшественник, непроведенная вспашка, некачественное дискование способно привести к потерям. Если просрочили обработку инсектицидом на 2-3 дня, это тоже скажется на урожайности. Много рисков. Но они все прогнозируемые», - говорит Андрей Сидоров.

По его словам, часто аграрии допускают ошибки с химией, когда подбирают неправильную дозировку. Рапс очень хорошо выдерживает ее осенью, а вот в период цветения агрессивная химия ему вредит.

Андрей Сидоров также не советует сельхозпроизводителям сеять рапс в сухую почву, надеясь на осадки в будущем.

«Важно не перекармливать рапс, ведь лишнее пойдет в массу, а не в семена. Растрескивание - это производственная проблема, которую важно контролировать технологически, сроками уборки. Например, собирать рапс можно ночью при повышенной влажности. Такие меры могут существенно снизить потери на гибридах, склонных к осыпанию», - отмечает Андрей Сидоров.

block-img

По его словам, в этом году зима-весна обеспечила благоприятные условия для рапса: выпало нужное количество осадков и была благоприятная температура - до 20°С. Единственное, что сейчас в Центральном регионе много влаги, и растения пошли в рост, под массой даже ломаются ветви.  

Новые направления и экспортные перспективы 

В 2019-2020 гг. доля ВНИС составляет 5% рынка Украины по рапсу, устойчивому к действию имидазолинонов. В классическом рапсе доля компании меньше, около 1%, поскольку Всеукраинский научный институт селекции коммерчески занимается этой культурой только два сезона.  

Ученые разрабатывают собственную высокоолеиновую программу по рапсу с помощью регулирования генома. В компании отмечают, что коммерчески внедрять программу пока нецелесообразно, но в портфеле такие гибриды иметь необходимо. Также имеют запрос от иностранной компании на создание высокоэрукового рапса, но процесс затормозился в связи с пандемией.

«Используя классический селекционный процесс, мы можем достичь максимум 66,6 в периоде содержания эруковой кислоты в рапсе, а используя технологии редактирования генома и трансгенные технологии, есть возможность достичь почти 100% содержания масла», - рассказывает Мирослав Парий.

Выращивание высокоэрукового рапса - нишевый рынок, во всем мире его выращивается всего 50 тыс. га. И создание таких гибридов стало вызовом для селекционеров ВНИС.

Также в компании отмечают, что COVID притормозил процесс регистрации гибридов рапса ВНИС в ЕС. Однако гибриды подсолнечника украинской компании уже проходят регистрацию в Европейском Союзе, а регистрация кукурузы запланирована на 2022 год.