Журнал «Агротехника и технологии»
Недавно Минсельхоз России объявил о начале заявочной кампании в рамках отбора комплексных научно-технических проектов (КНТП) для участия в подпрограмме «Развитие селекции и семеноводства зерновых культур Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства (ФНТП) на 2017-2030 годы. Заявки принимались с 10 по 16 октября 2024 года. Требования к составу заявочной документации, порядку её оформления и направления в министерство были установлены порядком отбора КНТП, утверждённым приказом Минсельхоза от 3 ноября 2023 года. Своим мнением о ряде аспектов отечественной селекции в контексте мирового опыта с журналом «Агротехника и технологии» поделился профессор кафедры общего земледелия и агроэкологии факультета почвоведения МГУ имени М. В. Ломоносова Дмитрий Хомяков
Более 90% представителей отрасли, опрошенных в рамках исследования, проведённого Международной федерацией семян (ISF) в 2024 году, считают, что новые прорывы в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур произойдут в ближайшие 10-20 лет. В опросе участвовали более 200 экспертов по семеноводству из семи регионов: 28% респондентов работает в Европе (61 человек), 23% — на мировом рынке (50 человек), 21% — в Азии (45 человек).
Примерно 30% участников исследования назвали зелёную революцию (основа для неё была заложена в работах нобелевского лауреата — доктора Нормана Борлауга) самым значительным вкладом в обеспечение глобальной продовольственной безопасности в прошлом столетии. Другие 30% считают значимым достижением сформированный научный задел. Более 60% ожидают, что в ближайшие 20 лет «биотехнологические» культуры станут основными в странах с развивающейся экономикой и низким уровнем душевого дохода. Также более половины участников опроса прогнозируют наступление глобальной гармонизации нормативного и правового регулирования в течение следующих 20 лет.
В этой связи давайте вспомним слова Нормана Борлауга, произнесённые в традиционной нобелевской лекции 11 декабря 1970 года.
«Для обездоленных миллиардов в забытом мире голод был постоянным спутником, и голод слишком часто скрывался в близлежащих тенях. Для миллионов этих несчастных, которые долгое время жили в отчаянии, зелёная революция кажется чудом, породившим новую надежду на будущее.
Значение и масштабы воздействия так называемой зелёной революции лучше всего иллюстрируются изменениями в производстве зерновых в Индии, Пакистане и на Филиппинах. Как в Индии, так и в Пакистане быстрый рост урожайности с гектара пшеницы стал основной движущей силой зелёной революции. Увеличение урожайности риса также сыграло важную роль в Западном Пакистане, но до настоящего времени лишь незначительную роль в Индии.
Зелёная революция в Индии и Пакистане, которая до сих пор в значительной степени является результатом прорыва в производстве пшеницы, не является ни удачей, ни случайностью природы. Его успех основан на тщательных исследованиях, важность которых не очевидна на первый взгляд. Ведь за кулисами, на полпути по всему миру — в Мексике, были два десятилетия активных исследований пшеницы, которые не только позволили Мексике стать самодостаточной в отношении производства пшеницы, но и проложили путь к быстрому росту её производства в других странах. Именно в Мексике были разработаны, выведены и разработаны высокоурожайные мексиканские карликовые сорта. Также была разработана новая технология производства, которая позволяет этим сортам при правильном выращивании выражать высокий генетический потенциал урожайности зерна.
В сельском хозяйстве чудес не бывает. Также нет такой вещи, как чудесная разновидность пшеницы, риса или кукурузы, которая может служить эликсиром для лечения всех болезней застойного традиционного сельского хозяйства. Тем не менее, именно мексиканские сорта карликовой пшеницы и их более поздние индийские и пакистанские производные стали основным катализатором начала зелёной революции. Необычная широта адаптации в сочетании с высоким генетическим потенциалом урожайности, короткой соломой, высокой отзывчивостью и высокой эффективностью при использовании больших доз удобрений и широким спектром устойчивости к болезням сделали мексиканские карликовые сорта мощным катализатором, которым они стали в запуске зелёной революции».
Слова эти не утратили своего значения и актуальности в наши дни. Тем более, что всё более очевидными становятся воздействие на посевы глобального потепления, изменение привычной динамики агрометеорологических факторов, аридизации климата, опустынивания ландшафтов и деградации почв. Участники упомянутого выше опроса почти 60 лет спустя после зелёной революции 1.0 уже сейчас — в 2024 году — призвали отдавать приоритет устойчивым и адаптационным технологиям и методам ведения сельского хозяйства, поскольку именно они призваны сгладить и нивелировать последствия изменения климата и потери биоразнообразия. Однако для обеспечения глобальной продовольственной безопасности важны свободная торговля продовольствием, отсутствие логистических проблем его доставки, а также согласованные и признанные всеми правила перемещения семян и возможность передачи технологий селекции и семеноводства между странами.
Подтверждением сложности выполнения этих условий являются следующие факты.
В сентябре 2024 года Bloomberg Agriculture Spot Index, отражающий динамику цен на 9 основных категорий сельскохозяйственных товаров, вырос на 7%, что является самым высоким месячным приростом за последние 2 года. Повышение цен обусловлено аномальными климатическими условиями, такими как засухи, ливни и пожары, что усиливает обеспокоенность по поводу глобального предложения базовых продуктов питания. Это знаменует давно ожидаемый поворот в динамике цен по сравнению с началом этого года, когда они оставались под контролем благодаря хорошему предложению. Помимо прочего, рост цен совпал со слабым спросом на некоторых ключевых рынках, таких как Китай. И хотя до ценового пика, достигнутого в 2022 года, ещё далеко, рост биржевых котировок, по мнению экспертов отрасли, очевидно, может продолжиться.
Проблемы с погодой в Северной Америке и Европе в последние недели способствуют повышению цен на глобальном рынке пшеницы. В своем отчёте о рынке зерна от 20 сентября 2024 года Международный совет по зерну (IGC) сообщил, что «мировые экспортные цены первоначально снизились из-за продолжительной конкуренции на Чёрном море, но затем укрепились, так как внимание некоторых экспортёров переключилось на неблагоприятные погодные условия, а кроме того, возобновились геополитические опасения». В результате мировые цены на пшеницу восстановились с почти четырёхлетнего минимума, зафиксированного в августе, и за последний месяц выросли на 4%, сообщило агентство World Grain.
Индекс цен на зерновые по данным ФАО составил в сентябре 2024 года в среднем 113,5 пункта, что на 3,3 пункта (3%) выше августовского показателя, но на 12,8 пункта (10,2%) ниже уровня сентября 2023 года. После снижения в течение трёх месяцев подряд мировые цены на пшеницу в сентябре выросли, что главным образом связано с опасениями по поводу неблагоприятных погодных условий у некоторых ключевых экспортёров. Из-за чрезмерно влажной погоды в Канаде произошла задержка сбора урожая, а в Европейском союзе существенно снизился прогноз производства. Однако поставки из Черноморского региона по конкурентоспособным ценам ограничили рост цен. Мировые цены на кукурузу также возросли в месячном исчислении, чему способствовал низкий уровень воды в реках Мадейра в Бразилии и Миссисипи в США, а также высокий внутренний спрос в Бразилии и хорошие темпы экспорта в Аргентине.
Перед лицом угрозы роста цен на продовольствие нелишне обратиться к помощи науки.
Результаты исследований, проведённых в 2024 году Международным центром улучшения кукурузы и пшеницы (CIMMYT), показывают, что использование исторически сформированного генетического разнообразия (диких родственников культурных растений) может произвести революцию в селекции пшеницы и обеспечить глобальную продовольственную безопасность.
Уже созданы и введены в практику инструменты для быстрого изучения генетического разнообразия, ранее недоступные селекционерам. Среди этих инструментов — секвенирование генов с выделением генетических маркеров, использование больших данных и технологий дистанционного зондирования земной поверхности, включая снимки из космоса. Последние позволяют исследователям регулярно осуществлять мониторинг скорости роста растений и устойчивость их к болезням. При этом количество реперных участков может быть практически неограниченно и способно охватывать все природные зоны нашей планеты и разнообразие пахотных почв.
Исследования указывают на огромный, пока в значительной степени неиспользованный ресурс из 800 тысяч образцов семян пшеницы, хранящихся в 155 генных банках различных стран мира. С его помощью, говорят учёные, должны быть решены проблемы адаптации сортов к изменению климата и устойчивости к недостатку влаги. Однако для этого потребуется глобальное научное сотрудничество.
Минсельхоз США 27 августа 2024 года сообщил, что выращивание и размножение устойчивой к засухе генетически модифицированной пшеницы HB4, разработанной аргентинской компанией Bioceres Crop Solutions, является безопасным на территории страны. Теперь Bioceres предстоит провести в течение нескольких лет полевые испытания, чтобы коммерциализировать свою разработку в США.
Ранее компания получила одобрение регуляторов на использование пшеницы HB4 в продовольственных и кормовых целях в Аргентине, Нигерии, Бразилии, Колумбии, Парагвае, Чили, Таиланде, Индонезии и ЮАР, а также в Новой Зеландии. В мае этого года начата продажа семян GEd-пшеницы.
Bioceres заявила, что получила лицензию на проведение полевых испытаний в Австралии для возможного применения и внедрения. Япония внимательно следит за ситуацией и готовится одобрить распространение пшеницы, содержащей «отредактированный» геном.
Мягкая пшеница — одна из важнейших продовольственных культур, которую потребляет 40% населения мира. В мае 2024 года Китай впервые одобрил для посева созданный сорт генно-редактированной мягкой пшеницы с улучшенными характеристиками. Изменение генома, которое придаёт пшенице устойчивость к распространённой грибковой инфекции, называемой мучнистой росой, может быть применено к различным её сортам. Это открытие стало результатом работы учёных Китайской академии наук и биотехнологической компании Qi Biodesign из Сучжоу.
Для получения мягкой пшеницы использовалась технология генных ножниц CRISPR-Cas9. Сначала учёные определили, что TabHLH489, основной транскрипционный фактор спираль-петля-спираль (basic helix-loop-helix, сокращенная аббревиатура — bHLH), связан с длиной зерна сельскохозяйственных культур. Результаты показали, что нокаут TabHLH489 увеличивал длину и вес зерна, тогда как сверхэкспрессия имела противоположный эффект. Также было выявлено, что регуляторный модуль TaSnRK1α1-TabHLH489 использует передачу сигналов брассиностероидов и сахара для контроля длины зерна.
А два года назад команда Гао Цайсиа из Института генетики и биологии развития и команда Цю Цзиньлуна из Института микробиологии Китайской академии наук разработали нового мутанта пшеницы Tamlo-R32, который демонстрирует надёжную устойчивость к мучнистой росе и не проявляет каких-либо дефектов роста или урожайности. Чтобы расширить возможности использования результатов своих исследований в селекции растений, устойчивых к болезням, исследователи использовали традиционные методы селекции для скрещивания мутанта Tamlo-R32 с элитными сортами пшеницы, чтобы успешно привнести в элитные сорта признаки устойчивости к болезням. Таким образом, учёными был разработан, апробирован и описан простой и быстрый подход к использованию мультиплексных технологий редактирования генома CRISPR для непосредственного создания соответствующих генетических изменений в элитных сортах пшеницы по стратегии ускоренной селекции.
Поскольку страна является крупнейшим в мире производителем и потребителем пшеницы (речь идёт о приготовлении из пшеницы макарон, лапши и хлеба), ожидалось, что в этом году примут новые правила маркировки генетически модифицированных культур, используемых в пищевых продуктах на территории КНР.
Не отстают от США и Поднебесной и другие государства. Так, Таиланд летом текущего года официально легализовал технологию редактирования генома (GEd) для инновационной селекции. Генное редактирование отличается от генетической модификации (GMO) тем, что не вводит чужеродную ДНК, а манипулирует существующим природным геномом. Регулирующие органы считают такой подход более близким к традиционной селекции растений.
Австралийская селекционная компания InterGrain в 2025 году также планирует начать испытание пшеницы, произведённой с помощью аналогичной технологии. Цель — повысить урожайность как минимум на 10% и обеспечить сокращение использования пестицидов и агрохимикатов, что снизит антропогенную нагрузку на окружающую среду.
Примеры начавшегося масштабного использования GEd и GMO сельскохозяйственных культур с улучшенными характеристиками, полученными в результате ускоренной инновационной селекции, можно считать продуктами и результатами уже стартовавшей зелёной революции 2.0. От её успешной и продуманной реализации зависит обеспечение продовольственной безопасности и устойчивого развития во всём мире, включая Россию.
