Швейцарские методы селекции станут вкладом в создание мира без голода!

Специалисты анализируют такие агрономические свойства пшеницы, как урожайность, степень сопротивляемости болезням и др. DSP Ltd.

Если современная наука окажется в состоянии ускорить выведение сортов пшеницы, более устойчивых к вредителям и климатическим капризам, то мы можем стать на шаг ближе к построению мира, свободного от голода и недоедания. Швейцарские ученые и эксперты хотят внести свой вклад в достижение этой цели, с

оздав технологию прогнозирования урожайности и сопротивляемости сортов производственных агрокультур. 

Какие ассоциации у вас вызывают у вас такие имена и названия, как Nara, Baretta и Montalbano? Нет, это не виды стрелкового оружия из Швейцарии, это только три из более чем полусотен сортов пшеницы, выведенных в Швейцарии как для национального, так и для международного рынка. Каждое из этих звучных имен олицетворяет собой 10-ти, а то и 15-летний труд швейцарских селекционеров, однако эти затраты времени и сил того стоят, ведь новые высокотехнологичные сорта агрокультур и методы их возделывания обещают сэкономить годы в борьбе с глобальным голодом. 

Напомним, что пшеница, наряду с рисом и кукурузой, входит в тройку «великих сельхозкультур», которые по-прежнему обеспечивают более половины калорий, потребляемых в современном мире. Без них сама человеческая цивилизация была бы невозможной. Однако им сейчас угрожают болезни, вредители и неблагоприятные климатические и погодные условия. Основная проблема, по словам Ахима Вальтера (Achim WalterВнешняя ссылка), профессора кафедры семеноводства и агротехники Цюрихского Политеха (ETH Zürich), заключается в ограниченности степени разнообразия генотипов — или генетических профилей — видов современной пшеницы. 

Ставка больше, чем жизнь

«Если мы действительно хотим накормить мир, то нам нужно иметь больше видов растений, кроме того, нам нужны сорта, куда более устойчивые к болезням и вредителям, чем раньше, а также сорта более урожайные. Наконец, современные методы сельского хозяйства должны бережно относиться к водным и почвенным ресурсам, отказываясь, где только возможно, от химических удобрений и пестицидов». 

По прогнозам ООН к 2050 году численность населения Земли превысит 10 млрд человек, при этом треть нынешних сельскохозяйственных угодий придется в результате эрозии, засоления, уплотнения перевести в категорию «деградировавших почвенных ресурсов». Недаром, поэтому, «Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН» (Food and Agriculture Organization of the United Nations FAO / ФАО) заявила, что движущей силой в построении мира, свободного от голода и недоедания, «являются инновации в целом и в сельском хозяйстве в частности».

На этих угодьях выращиваются самые разные сорта пшеницы. DSP Ltd.

Одной из самых перспективных областей инноваций, где можно было внести значительный вклад в построение более устойчивого к внешним шокам сельское хозяйство, является сфера селекции, использующая как древние, так и самые передовые технологии. Роланд Петер (Roland Peter), руководитель Отдела селекции растений Швейцарского федерального НИИ проблем сельского хозяйства Agroscope, говорит, что у Швейцарии здесь уже накоплено заметное преимущество. «Мы у нас всегда уделяли большое внимание селекции растений с прицелом на их устойчивость к болезням, что привело к реализации масштабных программ по возделыванию культур без применения химических средств защиты». 

Селекция

Одним из центров селекционной работы в Швейцарии расположен на равнинной местности южного берега Невшательского озера на западе страны. Мы знакомимся с небольшой, работающей в сотрудничестве НИИ Agroscope, компанией Delley Samen und Pflanzen AG (DSPВнешняя ссылка), входящей в «Швейцарскую Ассоциацию производителей семян» (Schweizer Saatgutproduzentenverband / Fédération suisse des producteurs de semences — SwisssemВнешняя ссылка). Селекция рассматривается тут как отрасль семеноводства, которая не только создает новые сорта (творческая селекция), но и сохраняет достигнутые свойства и качества сортов (так называемая поддерживающая селекция). 

Компания DSP разводит и распространяет новые и традиционные сорта сои, кукурузы, кормовых культур и овощей. Отвечая в НИИ Agroscope за селекцию, Роланд Питер старается, прежде всего, обеспечить надлежащую коммуникацию лабораторией и полем. Швейцарские селекционеры уже активно сочетают классические методы селекции и так называемые молекулярные методы. Они применяются, например, для выявления генов устойчивости у растений уже на ранней стадии, а это, как известно, позволяет значительно сокращать интервал между поколениями в рамках селекционного отбора. 

А это очень важно, ведь сейчас селекционерам требуется от 10 до 15 лет, чтобы преодолеть весь путь вплоть до получения необходимых сертификатов и допусков. «Совместно с такими солидными партнерами, как Университет Цюриха и Высшая техническая школа Цюриха (ETHZ) мы работаем над разработкой молекулярных маркеров определенных признаков, например, признаков резистентности к тем или иным болезням. Эти маркеры, словно маленькие флажки, показывают нам наличие потенциала сопротивления, и тогда мы можем использовать их уже в рутинной селекции».

Кристиан Оксенбайн (Christian Ochsenbein), руководитель отдела кормовых культур в DSP. Clare O’Dea

В последнее время Agroscope и ВТШ Цюриха все свое внимание сосредоточили на геномной селекции. Она до сих пор остается традиционным методом селекции в Швейцарии, родоначальником которой была так называемая маркерная селекция. В рамках такой технологии не требуется никаких генетических модификаций или иных «редакторских» вмешательств, достаточно прочитать геном одного растения по нескольким позициям и сравнить его с другим геномом. «Цель состоит в том, чтобы научиться предсказать особенности данного вида растения, при том, что генетический профиль растения в совокупности образуют десятки тысяч маркеров». 

«Но если мы будем в состоянии объединить в рамках „умной“ статистической модели эту информацию вместе с данными полевых наблюдений, то тогда мы сможем легко предсказывать наличие того или иного признака у любого сорта, создавая его своего рода быстрый и дешевый „генетический отпечаток пальца“. Способность предсказать урожайность, качество и другие агрономические характеристики любого нового сорта сразу же, без тестирования в рамках трудоемких полевых испытаний, стала бы волшебной палочкой, заметно экономящей время. Первые опыты в плане применения этой технологии оказались весьма обнадеживающими». 

Политическая поддержка

Кристиан Оксенбайн (Christian Ochsenbein) из компании DSP отмечает, что «в последние годы в глобальном семенном секторе все более заметной становится тенденция к консолидации активов и их приватизации. Крупные компании, такие как Syngenta/ChemChina, Bayer CropScience, Corteva Agriscience и DLF активно скупают мелких игроков. Мы же до сих пор независимы и ориентированы исключительно на потребности Швейцарии, что в последние годы уже по достоинству признается и на политическом уровне».

В начале этого года швейцарское правительство представило новую сельскохозяйственную стратегию на период с 2022 по 2025 годы, которая направлена, прежде всего, на снижение степени негативного воздействия сектора сельского хозяйства на окружающую среду. В рамках этой программы предусмотрено выделение дополнительных 5 млн швейцарских франков (5,2 млн. долл. США) в год, которые будут инвестированы в «селекционную программу стратегически значимых сельскохозяйственных культур, а также в создание и поддержание функционирования Экспертного центра по вопросам селекции». Всего национальная швейцарская семенная индустрия генерирует в год торговый оборот на суму более 4 млрд франков.

DSP кроме того, удалось вывести сорта сои, районированные к более холодному европейскому климату. Clare O’Dea

Что касается ближайшего будущего, то НИИ Agroscope внимательно следит за развитием всех новых селекционных технологий, таких, например, как технология «редактирования генома». В настоящее время этот метод признан в Швейцарии методом, родственным методу ГМО. В 2005 году в Швейцарии по итогам референдума был введен мораторий на полевые эксперименты на основе этой технологии. Однако с течением времени отличать продукцию, полученную при помощи новых методов селекции от сельхозпродукции, выращенной традиционным способом, становится все труднее. 

Многие страны за пределами Европы, поэтому, уже занесли некоторые из этих новых методов в список «традиционных», сняв с производителей обязанность маркировать их специальными этикетками. Еврокомиссия запустила недавно исследовательский проект с целью определения будущего статуса новых методов селекции в Европе. Итоги ожидаются в следующем 2021 году. 

А тем временем швейцарские эксперты продолжают самостоятельно оценивать как возможности, так и экологические риски, связанные с прототипами новых селекционных технологий как в лабораторных, так и в тепличных и полевых условиях. В связи с мораторием, действующим до 2021 года, полевые работы проводятся на специальных изолированных угодьях. В следующем году встанет вопрос продления моратория на проведение опытов с ГМО, но маловероятно, что позиция народа Швейцарии здесь как-то кардинально изменится.