В Беларуси пробуют получить идеальное зерно

Селекцией растений человечество занимается с незапамятных времен. Все растения, которые культивируют люди в настоящее время, имели когда-то своих диких предшественников. Люди сначала пользовались их плодами в диком виде, собирая и питаясь ими во время сезона плодоношения. Но потом стали их целенаправленно выращивать. Это стало революционным моментом в истории человечества и в разы увеличило, как сказали бы сейчас, продовольственную безопасность человеческих сообществ. Земледелие частично избавило людей от постоянной необходимости добывания пищи таким, например, опасным способом, как охота. Не всегда в ней сопутствовала удача, и охотники нередко возвращались без пищи и с потерями в своем составе.

Одомашнивание диких растений и животных стало первым шагом на пути относительной независимости людей от проявлений внешней, порой агрессивной окружающей среды. С самого начала, как говорится еще со времен египетских фараонов, люди стали выделять в растениях полезные качества и признаки и сознательно их усиливать и культивировать. Злаки не стали исключением. В результате этого и появилась пшеница в современном виде, из которого стали получать универсальный питательный продукт хлеб. Это позволило накормить широкие слои населения, которое выросло по численности многократно.

Если раньше, в течение столетий и даже тысячелетий селекция растений, а именно по признакам урожайности, устойчивости к неблагоприятной среде, вкусовым качествам проходила чисто эмпирически и на протяжении жизни многочисленных поколений, то нынешние условия научно-технического прогресса сжало этот период до нескольких лет и даже менее того. Генная инженерия, новое направление научной мысли, позволяет вести селекцию живых организмов и улучшению их полезных свойств, не выходя из лаборатории.    

Искусственная модификация генов сейчас уже вошла в практику во многих сферах человеческой жизнедеятельности. Ученые еще не пришли к общему мнению насколько это целесообразно и полезно для людей в близкой, средней и далекой перспективе. Как это повлияет на геном самого человека, его самочувствие, способность к репродукции, уровень интеллектуальных и физических функций. Тем не менее, научные изыскания и опыты продолжаются, поскольку невозможно этот процесс как то ограничить.

В белорусских лабораториях выращивают, изучают ген хлеба и пытаются получить идеальное зерно, - передает ИА «КазахЗерно.kz».  Селекционеры изучают генетическое строение зерновых культур. При этом используются ДНК-методы: благодаря им можно найти необходимый ген, который отвечает за искомый признак растения. Ученый может работать над устойчивостью пшеницы к болезням, ее морозостойкостью и так далее. Найденные гены он целенаправленно будет вводить новому сорту. Чем полнее информация по предложенному образцу, тем больше шансов на успех, чтобы в итоге получить продукт с необходимыми показателями.

Рассказывает кандидат сельскохозяйственных наук Ирина Матыс. Обижает, когда люди недооценивают важность работы ученых, - говорит собеседница агентства tut.by. - Мы делаем всё, чтобы на столах у белорусов всегда был хлеб. К примеру, последние три года в стране наблюдается засуха, что не характерно для климатической зоны Беларуси. Система искусственного орошения полей - удовольствие дорогое и у нас не применяется. А селекционеры уже работают над созданием сортов, которые будут давать стабильный урожай в условиях засушливой погоды.

Чтобы селекционер мог создать высокоурожайный сорт, ему нужны образцы — источники необходимых признаков. Эффективнее всего использовать материал из генетического банка растений - не зря ученые называют его началом селекционного процесса.

В белорусском генетическом банке растений находится 38 тысяч коллекционных образцов, среди которых около восьми тысяч зерновых культур. Одной только пшеницы - и яровой, и озимой - можно насчитать более четырех тысяч образцов. Научно-практический центр в Жодино руководит республиканской программой «Генофонд растений», в которой участвуют 13 научных учреждений по всей стране.

Программа «Генофонд растений» заработала в стране в 2000 году, наш генбанк и его базовая коллекция были сформированы к 2015 году. Недавно в Беларусь с визитом приезжала международный эксперт ФАО (Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН) по генным банкам Ева Тхорн. Она публично сказала, что белорусские ученые добились выдающихся результатов: за такое короткое время не только собрали полноценную коллекцию, но и в соответствии с мировыми стандартами систематизировали ее.

Белорусский генбанк вошел в состав интегрированных генных банков Европы. Это позволяет нашим ученым получать от заграничных коллег уникальный материал для селекции. Отечественные сорта также очень востребованы.

К примеру, европейские ученые признали 19 образцов белорусской озимой пшеницы уникальными по своему происхождению.

А в Норвегии на островах архипелага Шпицберген во всемирном хранилище генных ресурсов находится 500 белорусских образцов ячменя и пшеницы.

Сохранение всего этого богатства - особая наука. Образцы, предназначенные для текущей работы, долго не залеживаются. Рассортированные и промаркированные, они хранятся в стеклянных банках при комнатной температуре и постоянно выдаются селекционерам. Активная коллекция, необходимая для передачи отечественным и зарубежным ученым, сохраняется в специальной камере при температуре +3 градуса.

Кроме этого, здесь есть долгосрочная базовая коллекция. Это золотой фонд коллекции, где образцы готовятся к путешествию во времени. Некоторые из них будут извлечены и посеяны через сорок лет.

Перед тем как коллекционные образцы заложить на хранение, их необходимо поместить в сорбционную камеру. В ней поддерживается температура воздуха +20 °С, но при этом минимальная влажность - 3−5%. После этой процедуры образцы готовят к закладке. Их расфасовывают в специальные упаковки. В маленькие помещается 500 зерен, в большие — до 2000. Маркируют номером, в котором зашифрованы данные о стране происхождения, культуре, ее виде и разновидности. В вакуумной машине пакет запаивают, а после — помещают в камеру, где при температуре минус 18 градусов он будет храниться до 40 лет. Эти условия позволяют реже проводить контрольные проверки — всего лишь раз в 10 лет.

Коллекционные образцы из генбанка передаются в отделы научно-практического центра на изучение. Селекционеру предстоит описать более сорока признаков по каждому образцу, а потом еще три года изучать их в полевых условиях. Руководитель лаборатории озимой пшеницы, кандидат биологических наук Станислав Гордей рассказывает, что на создание сорта с нуля нужно потратить не менее 10−12 лет. Все начинается с изучения образцов мировой коллекции, выделения ценных генотипов в качестве исходного материала, продолжается проведением гибридизации и многолетним отбором лучших из созданных в течение многих лет образцов, а завершается передачей наиболее высокоурожайных сортов на государственные испытания.

Особое внимание ученые уделяют поиску генов, которые отвечают за устойчивость растений к болезням. Белорусский климат с высокой влажностью и резкими перепадами температур провоцирует заболевания у зерновых культур. Чем устойчивее будут растения, тем меньше пестицидов придется использовать для их обеззараживания. Следовательно, чем меньше химикатов применят аграрии, тем более экологически чистыми будут продукты на полках магазинов.

Мировые тренды в изучении генресурсов направлены на сохранение староместных сортов, то есть тех растений, что испокон веков произрастали на тех или иных землях. К примеру, для Беларуси актуальна полба — предок пшеницы, который некогда произрастал у нас. Подобные растения хорошо адаптированы, неприхотливы к погодным условиям, меньше страдают от вредителей. Сейчас полбой интересуются приверженцы здорового питания. Несмотря на низкую урожайность, оказалось, что полба — абсолютный чемпион среди пшеницы по содержанию белков, витаминов и аминокислот. Такой образец может стать для коллекционера кладезем уникальных признаков, которые хотелось бы передать современным зерновым культурам.

О выпечке хлеба рассказывает профессор, доктор сельскохозяйственных наук Иван Берестов

В отделе воспроизводят заводской процесс выпечки хлеба, чтобы досконально определить свойства муки и теста. Изучив зерно, его перемалывают. Получившуюся муку исследуют. Например, на фаринографе проверяется ее водопоглотительная способность, чтобы знать, сколько воды в дальнейшем потребуется для замеса теста.

Упругость и деформацию теста можно зафиксировать на альвео-консистографе, - рассказывает Елена Кулинкович. - Аппарат в течение 26 минут замешивает тесто, раскатывает его в блинчики, а потом под давлением раздувает тесто в шар, чтобы определить его растяжимость, упругость и хлебопекарную силу. В дальнейшем из каждого образца выпекают хлеб, чтобы определить качество готового продукта.

Для ученого важна полная информация об условиях, в которых происходит рост и развитие растений, поэтому в отделе биохимии и биотехнологии проводят и агрохимические анализы, в том числе анализы почвы. Выясняют, сколько азота, калия и фосфора в ней содержится. Какая кислотность у образца, ведь при низких показателях культуры будут плохо расти. Результаты всех исследований передаются другим ученым центра. И пока очередной опытный образец еще набирает силу в поле, селекционер уже знает, насколько хороший хлеб получится из этого сорта.