«Генетический Ноев ковчег»: как уникальный банк семян Вавилова спасет Россию от продовольственного коллапса
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.
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.
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