Как и для чего в Петербурге сохраняют и воспроизводят уникальную коллекцию семян и саженцев – один из самых крупных банков генетических ресурсов растений? Читайте в нашем материале.
Санкт-Петербург, Исаакиевская площадь, излюбленное место для фотосессий у туристов и молодоженов. Но мало кто знает, что здесь же, в самом центре, на Большой Морской улице, 44, в нескольких шагах от самого большого православного храма Северной столицы, на трех этажах и в подвалах здания с фасадами в неоклассическом стиле хранятся не менее ценные с точки зрения национального наследия объекты.
На входе в особняк красуется самая обычная казенная металлическая вывеска: «Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова». Но пусть такая излишняя скромность вас не смущает. По значимости это место можно сравнить с золотовалютным фондом страны или запасом пресной воды на космическом корабле. Ведь именно здесь холят и лелеют то, чему практически невозможно подобрать денежный эквивалент – уникальную коллекцию семян и саженцев, без которых нам не прожить в прямом смысле этого слова.
«В этом институте хранится крупнейший в России и один из крупнейших в мире генетических банков, а точнее, коллекция генетических ресурсов растений. Одной только пшеницы мягкой, из которой делают хлеб, хранится более 30 тысяч образцов. У нас огромный выбор для того, чтобы создать что-то совершенно новое – с новыми свойствами», – отмечает доктор биологических наук, профессор РАН, директор Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Вавилова Елена Хлесткина.
ВИР-туозы своего дела
Коллекция Вавиловского института в Петербурге, известного в мире под еще советской аббревиатурой «ВИР имени Вавилова» насчитывает уже более 320 тысяч образцов и полностью продублирована – на случай чрезвычайных ситуаций. И пока мы с директором беседуем в атмосфере подлинной обстановки рабочего кабинета Николая Ивановича Вавилова, в подвале ВИРовцы продолжают дело ученого, который мечтал накормить весь мир.
Нас ведет молодой (а этой девушке в белом халате нет и тридцати), но уже ведущий научный сотрудник – специалист лаборатории длительного хранения Мария Ерастенкова. Своими хрупкими руками она, словно сейф с сокровищами, вскрывает ледяной контейнер – крио-танк, – где в парах жидкого азота при температуре минус 200 градусов по Цельсию хранится то, что для ученых дороже золота: черенки черемухи, вишни, черешни, смородины, абрикоса, клубни картофеля. Тысячи образцов.
«Рядом в световой комнате мы проверяем каждый образец при температуре 22 градуса на жизнеспособность до, во время и после криоконсервации. Проще говоря, насколько живые или неживые почки. Таким образом регулируется или подбирается подходящий температурный режим. Несмотря на то, что для каждой культуры уже есть свои протоколы – стандарты криоконсервации», – рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории длительного хранения Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Вавилова Мария Ерастенкова.
«Генетический Ноев Ковчег»
И все ради того, чтобы эти образцы в любой момент могли использоваться для выведения, или, по-научному, «селекции» нового сорта и дать урожай. Семена зерновых, по сравнению с плодовыми, хранят в «относительном тепле» – при вечных минус 10 по Цельсию. В огромном рефрижераторе размером с представительский люкс пятизвездочного отеля, больше напоминающем библиотечное хранилище с бесконечными полками и стеллажами. Только вместо книжных формуляров – вакуумные упаковки с семенами. Их предварительно сортируют и подсушивают для максимально длительного хранения.
И, чтобы сразу развеять все сомнения – мертвым грузом эти зерна никогда не лежат. ВИРовская коллекция – живее всех живых. По-другому просто никак. Для селекционеров это «генетический Ноев ковчег» – залог продовольственной безопасности страны.
«Новые сорта нужно создавать постоянно, потому что фитопатогенов очень много. Они – разной природы: вирусной, бактериальной и грибной. В отличие от, к примеру, человека, у которого есть более развитая иммунная система, у растений, увы, организм не может сопротивляться постоянно возникающим новым угрозам. Нужно полностью менять сорт. Поэтому представьте себе, что все генетические банки вдруг закрываются – через некоторое время селекция остановится и просто наступит продовольственный коллапс!» – объясняет Елена Хлесткина.
ПЦР-тесты для картошки
Цель ученых – не просто сохранять уникальные образцы, но и приумножать лучшие из них. Для этого в одном из филиалов ВИРа, в Пушкине, что примерно в часе езды от Петербурга, с живыми экспонатами бессмертной Вавиловской коллекции работают на микроскопическом уровне.
Среди бесконечных пробирок, колб и абсолютно неведомой для обывателя техники из лаборатории в лабораторию снуют научные сотрудники. Игорь Поротников и Даниил Рыбаков – скромные и неразговорчивые. Им проще вскрыть и усилить ДНК пшеницы, скрестив ее с более устойчивой к болезням рожью. На вопрос «У нас будет супер-хлеб?» коротко и ясно отвечают «Да!»
Маркеры устойчивости к болезням сразу 60 разных сортов им помогают определять те самые, знакомые почти каждому из нас ПЦР-тесты. Такая генная редактура позволяет ученым пробовать сотни научных комбинаций и ускорять работу селекционеров на десятки лет.
«В Европе многие заболевания уже есть, и скоро они придут и в Россию и другие страны, поэтому нужно играть на опережение и находить маркеры устойчивости уже у будущих сортов», – поясняет младший научный сотрудник Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Вавилова Даниил Рыбаков.
Где родился, там и пригодился
У каждого вида и сорта в ВИРе есть свой куратор. Такой, например, как научный сотрудник Анастасия Курина, которая отвечает за коллекцию пряно-вкусовых и лекарственных растений. Она – без пяти минут кандидат биологических наук, участница международных конференций – выглядит, скорее, как модный IT-специалист. Яркий макияж, красно-оранжевые волосы, татуировка во всю левую руку. С философским подтекстом. Глядя на нее, понимаешь, что современное сельское хозяйство – это уже давно не запах навоза и шум трактора. Под контролем у этой модной девушки сразу несколько теплиц с кориандром, базиликом и кресс-салатом. Не меньше 70 образцов. Она даст каждому зернышку прорасти и будет постоянно следить за его пигментным и биохимическим составом – уровнем каротиноидов, хлорофилла, антиоксидантов и витаминов. В общем, за всем, что должно быть в зелени, и за тем, чего там быть не должно. Из этого парника на поля попадут самые здоровые сорта – лучшие из лучших. И главное – на 100% свои.
И это несмотря на то, что завозные гибриды по определению дают больший урожай. Эксперимент в 90-х годах прошлого века с массовым импортом зарубежного посадочного материала на территорию постсоветских республик до сих пор служит примером того, к чему может привести погоня за «деликатесами» из-за границы.
«Здесь работает поговорка: «Где родился, там и пригодился». Растения в природе адаптируются к своему месту обитания и ко многим факторам. Если ты хочешь предоставить производителям какой-то сорт, то ты должен его выводить и испытывать там – в том регионе, где планируется его выращивать. Достаточно много с завозными культурами появилось новых штаммов фитопатогенов, которые попали сюда и стали распространяться. Сейчас с ними приходится бороться при помощи пестицидов» – рассказывает Елена Хлесткина.
Что посеем?
Для науки нужно и важно привлекать семенной материал из других уголков планеты – для того, чтобы изучить его, выделить в нем что-то ценное и дальше использовать в селекции. Но для производства существуют достаточно жесткие правила: нельзя выращивать в полях то, что не зарегистрировано в специальном реестре и не апробировано специальными органами и профильными ведомствами. Семена, которые приобретают фермеры – это те сорта и гибриды, которые официально включены в государственный реестр и сертифицированы.
Так, у фермера, закупающего посадочный материал, есть гарантии того, что он получит хороший урожай. Если будет соблюдать нужные агротехнические технологии и рекомендации по возделыванию, которые прилагаются к каждому сорту.
В этом смысле здоровая конкуренция с зарубежными поставщиками семян, с одной стороны, должна идти только на пользу, но на деле все оказывается в точности наоборот.
«Если вы заметили, очень много компаний, которые сегодня предлагают семена на международном рынке, изначально были крупными химическими или даже фармацевтическими компаниями. Они не скрывают того, что намеренно селекцию того же картофеля в Европе ведут [таким образом], чтобы сорта не были устойчивы к фитофторозу. В противном случае они продадут меньше пестицидов – меньше заработают! В России совсем другое традиционно было отношение к селекции: нашим коньком была селекция на устойчивость – к болезням, вредителям. Гораздо меньше обработок требуют наши сорта, хотя товарный вид их может уступать, потому что над этим меньше работали. Конкуренты больше работали над товарным видом. Главное, чтобы крупные торговые сети закупили красивые ровные плоды, которые могут долго пролежать, храниться. Какой там вкус, состав и так далее – это уже никого не интересует! Главное, чтобы было раскуплено» – отмечает Елена Хлесткина.
ВИР – всему голова!
Во имя продовольственной безопасности и технологической независимости в России приступили к созданию Национального центра генетических ресурсов растений. Это сеть из более чем 20 научных институтов, объединенных одной целью – сохранять и приумножать богатый потенциал в первую очередь отечественных коллекций. Научным «эпицентром» этого масштабного проекта был выбран Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Вавилова.
Все для того, чтобы синхронизировать работу ВИРовской коллекции с остальными федеральными научными центрами, которые также плотно занимаются селекцией. Вопрос назрел уже давно, и тянуть, по словам Елены Хлесткиной, нельзя. В мире еще тысячи ученых занимаются тем же. А когда начинаешь работу над чем-то новым, главное – не пойти по чужим стопам, не дублировать чью-то работу. В науке важны приоритетные исследования, и ВИРовская уникальная коллекция, непременно, даст это преимущество российским ученым. Ведь в свое время методы Вавилова уже сделали из Советского Союза мощную и независимую аграрную державу.
Фото: Андрей Захаров