От лаборатории до поля: как конструируют новые гибриды рапса
Журналисты AgroPortal.ua приоткрыли завесу научных разработок Всеукраинского научного института селекции (ВНИС) и делятся собственными наблюдениями.
* Текст подається мовою оригіналу
Від лабораторії до поля: як конструюють нові гібриди ріпаку
Всеукраїнський науковий інститут селекції єдиний в Україні займається селекцією ріпаку та виведенням нових гібридів із залученням найкращих зразків з міжнародних селекційних центрів.
До Державного реєстру сортів рослин, придатних для поширення в Україні, вже занесено 5 гібридів ріпаку ВНІС, і щорічно компанія отримує нові експериментальні гібриди для випробування. З них, як правило, обирається не більше 10-ти — найбільш продуктивних та з потрібними ознаками.
«Селекційна програма щорічно містить близько 3-4 тис. різних генотипів, з яких ми вибираємо найкращі. Кожен наступний селекційний гібрид містить потрібну і актуальну на певний час особливість, зумовлену погодними умовами чи, наприклад, розвитком певних хвороб», —розповідає співзасновник та директор ВНІС Мирослав Парій.
Ріпакові тренди: затребувані гібриди на ринку
У Всеукраїнському науковому інституті селекції, працюючи над створенням нових гібридів, ретельно слідкують за потребами та запитами ринку. Мирослав Парій наголошує, що останні три роки для ріпаку в Європі характерний тренд — стійкість до вірусу жовтяниці турнепса.
«Ця хвороба не нова, але останнім часом активно поширюється у зв’язку з прийнятими у деяких країнах політичними рішенням про відмову від використання препаратів на основі неонікотиноїдів. Інші засоби захисту не настільки ефективні та не справляються з проблемою. Тож у 2020 р. в окремих регіонах Європи цим вірусом було вражено до 90% ріпаку. Тому стійкість гібридів до вірусу жовтяниці турнепса — це актуальний тренд», — зазначає Мирослав Парій.
За його словами, в Європі ТОП-5 гібридів ріпаку містять ознаку стійкості до цього вірусу. В Україні ця проблема відсутня, адже в нас дозволено використовувати препарати, які містять неонікотиноїди. Відповідно до досліджень ВНІС, проведених минулого року в різних частинах України, жоден із зібраних зразків не показав ураження хворобою чи наявності вірусу жовтяниці турнепса.
Біотехнологічні рослини ріпаку: коли майбутнє стає реальністю
Абсолютно новим напрямком, яким в Україні ніхто не займається, окрім ВНІС, є виведення біотехнологічних рослин, у тому числі й гібридів ріпаку зі стійкістю до гербіцидів. У цьому напрямку працюють із соняшником, кукурудзою, тютюном як модельним об’єктом. Також, на запит німецької компанії, в проєкті створення карликової пшениці спельти.
Технологія створення біотехнологічних рослин — з окремої трансгенної клітини виростити окремий цілісний організм, який дасть насіння
У науковому інституті вже мають 150 нових біотехнологічних рослин ріпаку. Поки вони вирощуються в теплиці у відповідності до українського законодавства та проходять тестування на комерційну придатність.
За словами молодого науковця Ірини Гнатюк, яка працює в команді ВНІС і займається виведенням біотехнологічних рослин, часові затрати на роботу з озимим і ярим ріпаком відрізняються.
«Щоб отримати біотехнологічні рослини озимого ріпаку зі зміненими ознаками, потрібно близько року. Це зумовлено тим, що озимий ріпак має проходити процес яровизації, який в умовах лабораторії відбувається в спеціальних камерах протягом 2-х місяців», — розповідає вона.
Ірина Гнатюк також додає, що біотехнологічні рослини для багатьох відомі як ГМО: не шкодять людям та іншим живим організмам. Ці технології націлені на виведення нових рослин для збільшення виробництва сільгосппродукції, покращення врожайності культур і властивостей рослин.
Оскільки в Україні питання ГМО не врегульовані на законодавчому рівні, ВНІС бере активну участь у розробці та обговоренні внесення змін до законопроєкту, що стосується державної політики регулювання ГМО.
Технологія прискореної селекції: як отримати 6 поколінь ріпаку за рік
У жовтні минулого року у Всеукраїнському науковому інституті селекції започаткували новий проєкт із прискорення селекційної роботи та створили лабораторію прискореної селекції. В основу лягла розробка австралійського вченого, який опублікував два роки тому статтю про вплив світла на ріст рослин.
«Ріпак — це культура довгого світлового дня, тому якщо його вирощувати при постійному освітленні, він росте вдвічі швидше, ніж у польових умовах. Але такий інтенсивний ріст, звісно, потребує й підвищеного живлення рослин», — розповідає завідувач відділу селекції ріпаку ВНІС Андрій Сидоров.
Завдяки цій технології можна за рік отримати 6 поколінь по ярому ріпаку та 4 — по озимому. За рахунок швидкого росту рослин період від посіву насінини до збору насіння складає 55-60 днів.
Тепер цілком реально створити гібрид за 5 років — починаючи від досліджень, включаючи реєстрацію та виведення на ринок. «Наші роботи і дослідження ми вже навчилися скорочувати, затримує лише процес реєстрації, яка займає 3 роки. Тут питання в тому, що все потрібно випробовувати в реальних польових умовах, і цей процес не можна прискорити», — пояснює Андрій Сидоров.
Майбутнє селекції в руках молоді
Селекційна команда ВНІС по ріпаку доволі молода і складається з 4 науковців. Над створенням нових сортів та гібридів працюють найкращі випускники НУБіП, Київського національного університету ім. Т. Шевченка та Києво-Могилянської академії.
Андрій Сидоров розповідає, що сьогодні знайти молодих спеціалістів дуже важко. Щоб залучити до своєї команди гарних спеціалістів, застосовують усі можливі методи: звертаються до викладачів аграрних ЗВО, щоб порекомендували когось із активних та зацікавлених студентів, запрошують на практику, залучають новими для України розробками та інноваційними можливостями.
«На сезонні роботи в літній період, коли в полі проходять найактивніші процеси: посів, схрещування, збирання врожаю, ми запрошуємо всіх охочих студентів та аспірантів з аграрних вишів на виробничу практику. Після цього етапу залишаються одиниці — ті, в кого горять очі, хто має натхнення і нестримне бажання чомусь навчитися. Далі ми задіюємо їх у всіх процесах. З кількадесят людей, як правило, залишається 1-2. Вони отримують свої частини проєктів і мають усі необхідні ресурси для розвитку, адже забезпечення нашої лабораторії відповідає сучасному світовому технологічному рівню», — зазначає Андрій Сидоров.
До речі, над створенням українських гібридів працює селекціонер із Гани, який отримав диплом за спеціальністю «Біотехнологія» в НУБіП і, потрапивши до ВНІС, вирішив залишитися в Україні і стати селекціонером.
Селекція без кордонів
Мирослав Парій упевнений, що обмежувати селекцію однією країною на сьогодні неактуально. Адже наразі всі генетичні ресурси відкриті та доступні.
«Ріпак — молода селекційна культура. Все, що ми маємо на ринку ріпаку, має дуже близьке походження, тому говорити, що сорт чи гібрид ріпаку окремої компанії суттєво відрізняються від інших, ми не можемо. Адже переважна більшість селекційних компаній працюють над одним і тим же вихідним матеріалом та використовують одні й ті ж лінії для створення гібридів», — відмічає Мирослав Парій.
Селекціонерів ВНІС зацікавив ріпак, оскільки він є свого роду конструктором, з яким можна працювати і створювати щось нове. Для ріпаку розроблені технології, які дозволяють моделювати його геном.
Хоча Мирослав Парій відразу зазначає, що ріпак не є базовою культурою для селекційного центру ВНІС, оскільки він не є основною культурою для аграріїв. Щороку площі посівів залежать від наявності вологи — якщо восени опадів не буде, посівів буде менше. Тому більше науковий інститут проводить роботи з такими культурами як соняшник та кукурудза.
У ВНІС створено близько 20 тис. гібридів кукурудзи, але за рік вони можуть дослідити лише 400-500 гібридів. Тому компанія співпрацює з фермерами, надаючи набір гібридів, а сільгоспвиробники випробовують і вибирають найкращі з них.
Міфи про вітчизняну селекцію
Основний міф — українське неякісне, переконаний Мирослав Парій.
«30 років українським сільгоспвиробникам розповідали, що сорти та гібриди української селекції недостатньо хороші, української науки немає. Тому наші фермери їдуть за насінням від світової компанії до Європи, купують його і розповідають своїм колегам, що там воно краще. Це — міф», — зазначає Мирослав Парій.
За даними ВНІС, ще минулого року 30% площ ріпаку в Україні сіялися сортами не першої репродукції з Європи, але вже цього року 80% сільгоспвиробників переключились на гібриди першого покоління.
«Роками українські фермери сіють гібриди лише двох німецьких виробників, які є монополістами на ринку. При цьому аграрії нічого нового впроваджувати чи випробовувати не хочуть, виявляючи консервативність. Але фактично вони не мають даних для порівняння урожайності гібридів. Дуже мало аграріїв-експериментаторів, які закладають демополе з 5-7 гібридами ріпаку, щоб обрати потім кращий», — додає науковець.
Ділянки гібридизації компанії, які розташовані на землях великих агрохолдингів, за умов високотехнологічного вирощування показують гібридність на 95-98% і мають потенціал врожайності 7 т/га
Найпоширеніші помилки у вирощуванні ріпаку
Всеукраїнський науковий інститут селекції забезпечує своїх партнерів-сільгоспвиробників не лише насінням, але й технологією вирощування. Тут вважають, що потенціал урожайності ріпаку залежить не стільки від генетики як такої, а ключовим моментом є все ж таки технології вирощування, оскільки при вирощуванні ріпаку є багато ризиків.
«Якщо зробити все як треба і вчасно — буде результат, але якщо знехтувати — можна втратити врожай. Один пропущений процес, наприклад, невчасно зібраний попередник, непроведена оранка, неякісне дискування здатне призвести до втрат. Якщо прострочили обробку інсектицидом на 2-3 дні, це теж позначиться на урожайності. Багато ризиків. Але вони всі прогнозовані», — каже Андрій Сидоров.
За його словами, часто аграрії припускаються помилок із хімією, коли підбирають неправильне дозування. Ріпак дуже добре витримує її восени, а от у період цвітіння агресивна хімія йому шкодить.
Андрій Сидоров також не радить сільгоспвиробникам сіяти ріпак у сухий ґрунт, сподіваючись на опади в майбутньому.
«Важливо не перегодовувати ріпак, адже зайве піде в масу, а не в насіння. Розтріскування — це виробнича проблема, яку важливо контролювати технологічно, термінами збирання. Наприклад, збирати ріпак можна вночі при підвищеній вологості. Такі заходи можуть суттєво знизити втрати на гібридах, що схильні до обсипання», — зазначає Андрій Сидоров.
За його словами, цього року зима-весна забезпечила сприятливі умови для ріпаку: випала потрібна кількість опадів і була сприятлива температура — до 20°С. Єдине, що зараз у Центральному регіоні багато вологи, і рослини пішли в ріст, під масою навіть ламаються гілки.
Нові напрямки та експортні перспективи
У 2019-2020 рр. частка ВНІС складає 5% ринку України по ріпаку, стійкому до дії імідазолінонів. У класичному ріпаку частка компанії менша, близько 1%, оскільки Всеукраїнський науковий інститут селекції комерційно займається цією культурою лише два сезони.
Науковці розробляють власну високоолеїнову програму з ріпаку за допомогою регулювання геному. В компанії відзначають, що комерційно впроваджувати програму поки недоцільно, але в портфелі такі гібриди мати необхідно. Також мають запит від іноземної компанії на створення високоерукового ріпаку, але процес загальмувався у зв’язку з пандемією.
«Використовуючи класичний селекційний процес, ми можемо досягти максимум 66,6 у періоді вмісту ерукової кислоти в ріпаку, а використовуючи технології редагування геному і трансгенні технології, є можливість досягти майже 100% вмісту олії», — розповідає Мирослав Парій.
Вирощування високоерукового ріпаку — нішевий ринок, в усьому світі його вирощується всього 50 тис. га. І створення таких гібридів стало викликом для селекціонерів ВНІС.
Також у компанії відзначають, що COVID пригальмував процес реєстрації гібридів ріпаку ВНІС у ЄС. Проте гібриди соняшнику української компанії вже проходять реєстрацію в Європейському Союзі, а реєстрація кукурудзи запланована на 2022 рік.