Биотехнологии в организации процессов селекции и размножения многолетних культур

6 - 8 октября 2020 года на базе ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия» при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, Российской академии наук, Российского фонда фундаментальных исследований состоялась Международная научная конференция «Биотехнологии в организации процессов селекции и размножения многолетних культур». В работе конференции, проведенной в смешанном формате (очный и режим онлайн), приняли участие представители дальнего (Испания, Иран, Чили, Египет) и ближнего (Беларусь, Казахстан, Кыргызстан) зарубежья, руководители и ученые российских научно-исследовательских и образовательных учреждений, а также представители садоводческих предприятий юга России.

На конференции были рассмотрены актуальные вопросы биологизации технологий питомниководства, совершенствования селекционно-технологических процессов, ускоренного размножения садовых культур и винограда с использованием результатов научных исследований. Основной целью конференции являлись развитие и внедрение современных технологий в систему питомниководства для обеспечения закладки многолетних насаждений высококачественным отечественным посадочным материалом сортов, обладающих улучшенными потребительскими качествами плодов, хорошей продуктивностью и высоким уровнем адаптивного потенциала. Первоочередной задачей ставились разработка и совершенствование методов биологизации процессов в селекции и питомниководстве на основе обобщения результатов исследований, развитие кооперации и укрепление научных связей с ведущими в мире научными школами.

Открыл конференцию Е. А. Егоров, академик РАН, д. э. н., профессор, советник, главный научный сотрудник ФГБНУ СКФНЦСВВ, с докладом «Повышение технолого-экономической эффективности питомниководства на основе биологизации процессов». Академик отметил, что общемировая практика осуществления научно-технического прогресса реализуется в пространственно-временных рамках того или иного технологического уклада, которому присущи современные черты и стратегический облик машин, технологий, форм организации и т. д. Смена технологических укладов актуализирует необходимость переформатирования структурной организации процессов, корректировки их задач, ключевыми позициями которых должна стать разработка научно-технической продукции, обеспечивающей технологическое развитие методами, формами и способами преимущественно шестого технологического уклада: биоинформатики, биотехнологий, основанных на молекулярной биологии и биохимии, генной инженерии, системах искусственного интеллекта.

Е. А. Егоров отметил, что в питомниководстве, как и в плодоводстве в целом, техногенным воздействиям в наибольшей степени подвержены основные элементы агроценоза: почва и почвенная микробиота, микробио-, акаро- и энтомосистемы наземной части, возделываемые и размножаемые плодовые растения. Обобщены основные направления обеспечения устойчивости агроценозов, снижения уровня химико-техногенных воздействий на агроэкосистемы, нивелирования вызванных этими воздействиями негативных проявлений на основе применения биотехнологических форм, методов и способов, основанных на молекулярной биологии и биохимии. Представлена сводная матрица биологизации процессов в питомниководстве, которая отображает алгоритм технологических процессов, имеющиеся научно-практические проблемы, возникающие при этом научно-практические задачи, биотехнологические методы, формы, способы решения научно-практических вопросов.

На пленарном заседании выступил В. В. Лиховской, д. с.-х. н., врио директора ФГБУН ВНИИВиВ «Магарач» РАН (г. Ялта), с докладом «Биотехнологические системы создания, сохранения и размножения сортов и клонов винограда». Он отметил, что одним из актуальных направлений исследований является создание новых столовых сортов винограда с высокими качественными показателями и устойчивостью к стресс-факторам среды для расширения сортимента и импортозамещения. Ещё одним важнейшим направлением исследований являются создание новых генотипов и поиск путей оптимизации культивирования, клонального микроразмножения и сохранения растений в вегетирующих коллекциях in vitro.

В докладе А. А. Борисовой, д. с.-х. н., профессора, зав. отделом координации научных исследований ФГБНУ ВСТИСП (г. Москва), на тему «Биотехнологические критерии оценки пригодности посадочного материала плодовых и ягодных культур для закладки полевых репозиториев» отмечено, что в последнее десятилетие наблюдается рост производства саженцев в питомниках России, однако, несмотря на сертификацию, они являются рядовыми, не проверенными на вредоносные вирусы. Это несоответствие международным требованиям к процессу сертификации остается насущной проблемой, что дополнительно приводит к росту импорта продукции садоводства. Следовательно, первостепенной задачей научных центров является поиск здоровых, урожайных клонов плодовых и ягодных культур. В случае отсутствия таковых производится их оздоровление с целью получения исходных растений, свободных от вредоносных вирусов, проверенных на продуктивность и генетическую стабильность.

И. В. Митрофанова, член-кор РАН, д. б. н., зав. отделом биологии развития растений, биотехнологии и биобезопасности НБС-ННЦ РАН (г. Ялта), в своем докладе «Пути развития современных биотехнологий садовых культур» акцентировала внимание на том, что интенсивное развитие садоводства, возросший международный обмен посадочным материалом создали благоприятные условия для распространения грибных, бактериальных и вирусных болезней косточковых и семечковых плодовых культур. Ученая представила биотехнологическую систему получения оздоровленных от вредоносных вирусов растений и показала целесообразность создания генобанка in vitro для сохранения генофонда декоративных, ароматических и плодовых культур Республики Крым.

Н. В. Кухарчик, д. с.-х. н., профессор, зав. отделом биотехнологии РУП «Институт плодоводства» (Беларусь), рассказала о диагностике фитоплазменных болезней семечковых плодовых культур в Беларуси. Авторами разработан способ диагностики фитоплазмы истощения груши (Candidatus Phytoplasma pyri), определены оптимальные методы диагностики фитоплазм яблони, которые позволили выделить свободные от комплекса патогенов клоны сортов и форм подвоев семечковых плодовых культур для промышленного возделывания в республике.

И. И. Супрун, к. б. н., врио директора ФГБНУ СКФНЦСВВ, констатировал, что широкое использование в селекции садовых растений современных методов биотехнологии, генетического анализа, ДНК-маркирования позволяет ускорить создание нового поколения сортов и гибридов, несущих одновременно гены устойчивости к абиотическим и биотическим стресс-факторам, высоких товарных качеств продукции и признаков, обеспечивающих технологичность возделывания культур. И. И. Супрун рассказал о проводимой на базе ФГБНУ СКФНЦСВВ работе по созданию новых сортов яблони зимнего срока созревания с применением технологии маркерной селекции, которая позволяет на основе данных ДНК-анализа выявлять гибриды, несущие гены селекционно-ценных признаков. В результате скрещивания с известным сортом яблони Ренет Симиренко, который является восприимчивым к парше, были получены новые гибриды, характеризующиеся высокой устойчивостью к данному заболеванию и повышенной лежкоспособ-ностью плодов при хранении.

Интерес вызвал доклад в онлайн-формате Arús Pere, исследователя в программе Genomics & Biotechnology (Испания), который рассказал о новых геномных стратегиях в селекции косточковых культур. Ученый возглавляет научную программу по межвидовой гибридизации миндаля и персика, целью которой являются выявление новых генов, контролирующих хозяйственно-ценные признаки, и создание межвидовых гибридов, представляющих ценность для селекции. Один из примеров – гибрид с ярко окрашенными плодами, схожими с плодами персика, и съедобной костянкой, унаследованной от миндаля.

K. Vahdati, профессор института садоводства (Иран), рассказал о достижениях в области биотехнологии и размножения орехоплодных культур в Иране: сортименте ореха грецкого, фундука, фисташки и тенденции увеличения объемов производства этих культур.
На секционных заседаниях рассмотрены вопросы применения биотехнологии в организации процессов селекции и размножения садовых культур и винограда.

В секции по садоводству участники конференции отметили, что возрастающая потребность в посадочном материале плодовых, ягодных, орехоплодных культур обусловливает необходимость внедрения биотехнологических методов в современную систему питомниководства. Наличие эффективных методов получения растений в культуре клеток и тканей in vitro необходимо для получения свободных от патогенов растений. Современные ДНК-технологии при этом позволяют в сжатые сроки проводить диагностику фитопатогенов, включая их латентные формы. Ускоренное внедрение современных биотехнологических подходов и методов позволит существенно повысить эффективность процесса создания оздоровленного посадочного материала и будет способствовать выходу отечественного питомниководства на новый уровень.

Докладчики акцентировали внимание, что важным аспектом повышения качества посадочного материала является разработка нормативной и технической документации, учитывающей опыт и законодательную базу стран с развитым садоводством. В настоящее время в Российской Федерации ведется разработка нового ГОСТа «Материал посадочный плодовых и ягодных культур. Общие технические условия», который предусматривает новую систему оценки качества посадочного материала по категориям «исходное растение», «базисное растение», «сертифицированное растение», «репродукция сертифицированного растения» и «рядовое растение». Поэтому возникает необходимость разработки комплекса стандартизованных методов диагностики фитопатогенов и ускоренной идентификации сортовой принадлежности посадочного материала на основе современных ДНК-технологий в системе отечественного питомниководства.

В секции неоднократно поднимались вопросы необходимости создания региональных селекционно-питомниководческих центров (репозитариев), основной целью которых является высокоэффективное производство посадочного материала садовых культур высших категорий качества для закладки маточных насаждений оздоровленным посадочным материалом. Одним из таких центров является селекционно-питомниководческий центр плодовых культур и винограда в ОПХ им. К. А. Тимирязева, поддержанный в рамках национального проекта «Наука».

В рамках секции по виноградарству выступили ученые ФГБНУ СКФНЦСВВ: В. С. Петров, д. с.-х. н., научный руководитель НЦ «Виноградарство», с докладом «Биотехнологии в организации процессов размножения винограда»; Е. Т. Ильницкая, к. б. н., зав. лабораторией селекции и сортоизучения винограда, - «Изучение генотипа неизвестной формы винограда, найденной в Абхазии»; М. А. Сундырева, к. с.-х. н., зав. лабораторией физиологии и биохимии растений, - «Влияние концентрации сахарозы в культуральной среде на формирование фотосинтетического аппарата у винограда in vitro» и др., а также ученые других научных учреждений (ФГБУН ВНИИВиВ «Магарач» РАН, ВНИИВиВ им. Я. И. Потапенко – филиал ФГБНУ ФРАНЦ, ФГБОУ ВО «ВолГАУ», ТОО «Казахский НИИ плодоовощеводства», КазНИИплодоовощеводства).

Красной нитью всех выступлений являлось то, что современная концепция стабильного конкурентоспособного производства винограда основана на формировании устойчивых саморегулирующихся высокоадаптивных агроценозов, рациональном природопользовании, улучшении среды произрастания винограда, биологизации и экологизации агротехнологий.

Наиболее значительные успехи селекционерами ФГБНУ СКФНЦСВВ достигнуты в выведении технических сортов винограда для получения высококачественных красных вин. Так, сухие и десертные вина из урожая сортов Гранатовый, Алькор, Антарис, Мицар на отечественных и международных конкурсах неоднократно были удостоены медалей и дипломов различного уровня. В 2019 г.

получены патенты на новые сорта винограда с повышенной морозоустойчивостью и устойчивостью к основным грибным заболеваниям: Дмитрий и Курчанский (для производства красных вин), Новокубанский (для коньячных материалов), а также клон популярного европейского сорта Шардоне с повышенной адаптивностью к местным климатическим условиям – Шардоне Мильстрим.

На выставке перспективных сортов плодовых культур отечественной селекции были представлены 28 сортов яблони, 11 – груши, 7 – сливы домашней.

В секции «Краткие сообщения молодых ученых» заслушаны 18 докладов, посвященных развитию научных направлений, связанных с разработкой и внедрением новых методов и технологий в области генетики, селекции, физиологии и фитопатологии садовых культур и винограда.

В заседании научно-координационного совета программы Северо-Кавказского центра по селекции плодовых, ягодных, орехоплодных, цветочно-декоративных культур и винограда на период до 2030 г. приняли участие ученые-селекционеры научно-исследовательских и высших образовательных учреждений Юга России. Обсуждались вопросы формирования адаптивных сортиментов плодовых, ягодных, орехоплодных культур и винограда на базе отечественных сортов и подвоев; технологии ускорения и повышения эффективности селекции садовых культур и винограда на основе мобилизации генетического потенциала многолетних растений и широкого вовлечения современных инструментально-аналитических методов генотипирования, молекулярной биологии, биотехнологии и биоинформационных технологий.

С результатами исполнения программы за 5 лет выступила Р. Ш. Заремук, д. с.-х. н., зав. лабораторией сортоизучения и селекции косточковых культур, которая отметила, что приоритетом остаются поиск, мобилизация, сохранение и изучение генофонда садовых культур. Общий генофонд исследовательско-селекционной коллекции генетических ресурсов ФГБНУ СКФНЦСВВ насчитывает 1468 генотипов. В условиях регионального изменения климата, участившихся стрессовых факторов, необходимости импортозамещения назрела необходимость формирования отечественного адаптивного сортимента, включающего в первую очередь районированные сорта, включенные в Государственный реестр селекционных достижений и прошедшие государственное сортоиспытание в зонах предполагаемого возделывания. Оптимизация сортимента предполагает прежде всего селекционное улучшение сортов, где основная роль принадлежит научным учреждениям, занимающимся в регионе селекционной работой и определяющим основные направления в селекции новых сортов.

Целью выезда участников в ОПХ им. К. А. Тимирязева ФГБНУ СКФНЦСВВ стала демонстрация достижений селекционно-питомниководческого центра плодовых культур и винограда, созданного для выращивания высококачественного посадочного материала сортов отечественной селекции, внесенных в Реестр селекционных достижений (районированных) в зоне Северного Кавказа и Краснодарского края, а также для создания маточников лучших и перспективных подвоев и сортов плодовых, ягодных, орехоплодных культур и винограда, полученных в условиях южного садоводства.

Мероприятие проведено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-016-22009 «Научные мероприятия»).

Т. ФОМЕНКО, зав. ФНЦ «Садоводство», к. с.-х. н.,
Д. РУССО, зав. ФНЦ «Виноградарство и виноделие», к. с.-х. н.
Фото Е. ЧЕРНЕНКО