Интервью с Екатериной Журавлевой.
Является ли селекция настоящей наукой? Какие задачи она решает? Можно ли создать идеальный сорт? Об этом и многом другом – в интервью с помощником руководителя ФАНО, д.с.х.н., профессором РАН Екатериной Журавлевой.
– Екатерина Васильевна, так все таки, селекция – это наука или набор определенных технологий?
– В свое время академик Николай Иванович Вавилов посвятил этому вопросу ряд статей, где он рассматривал селекцию как искусство, как технологию и как науку. Он пришел к выводу, что все три трактовки имеют право на существование. Более того, должны находиться в определенном балансе между собой. И я полностью разделяю этот подход. Потому что как только мы начинаем рассматривать селекцию в качестве научной дисциплины, тут же подключаются генетика, биохимия, биофизика и т.д. Возникает возможность исследований на стыке научных дисциплин, что, собственно говоря, один из главных современных трендов мировой науки. Покажу на простом примере, как это работает. Когда селекционер создает новый сорт любой сельскохозяйственной культуры, он, как и положено ученому, начинает с планирования эксперимента. Создает модель сорта, исходя из характеристик данной культуры, данного региона и т.п. Далее начинается работа над достижением необходимых параметров. Таких, например, как продуктивность нового сорта. А на нее влияют многие факторы, которые нельзя изучить иначе как с помощью научных исследований. Например, надо изучить геном этого растения, оценить его генетическую предрасположенность использовать минеральные вещества, находящиеся в почве на территории его предполагаемого посева. Но дальше нам надо будет изучать работу его корневой системы, физиологию и т.д. Иначе селекционер просто не сможет реализовать генетический потенциал того или иного сорта в плане продуктивности. Таким образом, создание нового сорта, селекция невозможны без масштабных и разноплановых научных изысканий, результаты которых впоследствии селекционер должен подвергнуть анализу и синтезу. Как назвать такую работу, если не наукой?
– Но наука подразумевает получение не только нового продукта (в данном случае – сорта), но и новых знаний? А какие новые знания приносит работа селекционеров?
– Они содержатся, прежде всего, в самом процессе создания сорта: методы, подходы, принципы селекции. Далее, генетические основы создания сорта. Проще говоря, для успешной работы селекционер должен изучить всю родословную сорта, тех растений, которые он использует для скрещивания, построить его «генеалогию», с учетом и дикорастущих предков. Выделяется связь между происхождением сорта и той характеристикой, которую требуется получить в создаваемом сорте. Мы получаем новые знания о возможных генах-донорах. В дальнейшем такое генеалогическое древо будет использоваться и при подборе новых пар. Также эта работа ведет как к совершенствованию старых методов, так и появлению новых, на основе новых же знаний, полученных в ходе селекционной работы. Так появился, например, метод возвратных скрещиваний (беккроссинг), который решает задачу не создания совершенно нового сорта, а только улучшения уже существующего. Он применялся в работе с пшеницей для преодоления отрицательной корреляции между урожайностью и зимостойкостью.
Долгие годы ученые не могли создать зимостойкий короткостебельный продуктивный сорт пшеницы. И с помощью этого метода удалось внедрить ген короткостебельности в те сорта, которые сейчас применяются. И это именно научный вклад селекции, потому что решить задачу удалось с помощью новых методов, разработанных именно в ходе селекционной работы.
– А где селекционер проводит больше времени, в лаборатории или «в полях»?
– Для селекционера поле – это лаборатория под открытым небом. Полевая работа ведется постоянно, на протяжении года мы работаем со всеми питомниками. В зависимости от типа питомника, решаем те или иные задачи. И можно прямо по питомникам проследить – где появляется наука. Коллекционный питомник, главная задача работы здесь – подбор пар. Здесь используются генеалогические методы, получают новые знания о генах-донорах. И на этой стадии необходимо тесное взаимодействие селекционеров и генетиков. Эта стадия очень важна, например, в маркер-ориентированной селекции. Следующий этап — питомник гибридизации. Здесь ученый-селекционер применяет математический анализ, использует моделирование. Такие работы проводил профессор Анатолий Федорович Мережко. Под его руководством были созданы базы данных, которые позволяли осуществлять целенаправленный подбор родительских форм при создании нового сорта. По сути, был создан новый научный метод подбора пар. Ну и конечно, в этих питомниках постоянно идет сбор и анализ новой информации.
– Новый сорт – это конечный результат? Работа закончена и можно переходить к новым задачам?
– Новый сорт – это готовый к выводу на рынок продукт. Но работа селекционера на этом не заканчивается, надо еще и разработать агротехнологии «под» этот сорт. Это не просто описание набора каких-то технических характеристик. Это научная работа по раскрытию генетического потенциала созданного сорта, и, кроме селекционера, никто эту работу провести не сможет. Даже если в работе задействованы какие-то привлеченные лаборатории, общее руководство осуществляет сам селекционер. Только автор сорта досконально знает его генеалогию и может на ее основе показать, насколько этот сорт будет отзывчив на те или иные удобрения, провести оптимальный подбор подкормки на научной основе и т.п. Иначе говоря, все то, что не сможет сделать агроном, поскольку не обладает необходимым инструментарием.
– Сегодня перед наукой стоят разные задачи, решение некоторых окажет заметное влияние на развитие нашей цивилизации. Например, холодный ядерный синтез, построение квантового компьютера или эффективные методы лечения онкозаболеваний. А есть подобные задачи у селекционеров?
– Если говорить в таком ключе, как вы сформулировали вопрос, то это, прежде всего, создать для каждой из основных сельскохозяйственных культур сорт универсального назначения. Чтобы он обладал высокой урожайностью, обладал высокими показателями по качеству. И, самое главное, был пластичным и адаптивным для разных климатических зон, сохранял стабильно высокие показатели в любых условиях, при засухе или, наоборот, дождливом лете и т.п. Объединить в его генотипе все лучшее, что есть у предшественников и диких сородичей.
– А это, в принципе, решаемая задача или некий идеал, к которому надо стремиться?
– В принципе, эта задача решаемая, но очень сложная. Как я говорила ранее, даже объединение в одном генотипе пшеницы трех показателей – короткостебельность, зимостойкость и продуктивность – оказалось очень серьезным шагом, потребовавшим многолетней работы селекционеров всего мира. Но в итоге этот барьер преодолели. И когда-нибудь мы решим и сверхзадачу создания универсальных сортов.