Елена Хлесткина: «Коллекция растений должна «работать», а не просто лежать под замком»

— Коллекция ВИР — первый созданный генетический банк растенийв мире. Сколько образцов сегодня хранится в федеральном банке семян?

— В коллекции насчитывается больше 320 тыс. образцов культурных растений и их диких родичей. При этом видовое разнообразие превышает 2 тыс. таксонов (групп в биологической классификации — прим. ред.). Пополнение идет непрерывно: ежегодно поступает около тысячи образцов, иногда и больше. Чаще всего коллекция пополняется за счет поступлений новых выведенных сортов и проведения экспедиционных сборов. Каждый образец сначала получает временный номер, проходит интродукционно-карантинные мероприятия, и только после того как выявлена его фактическая или потенциальная ценность, он включается в постоянный каталог.

— Обязаны ли селекционеры сдавать на хранение образцы новых сортов и гибридов или это делается добровольно?

— До недавнего времени такая обязанность регулировалась нормативным актом Госсорткомиссии от 1994 года. Затем этот акт прекратил действие, а в ноябре 2024 года вступил в силу федеральный закон о биоресурсных центрах и биологических коллекциях. После него вышли подзаконные акты, которые сейчас один за другим вводятся в действие. Теперь механизм такой: если создан новый сорт и подается заявка на регистрацию в Госсорткомиссию, его необходимо депонировать и в биоресурсном центре. Кроме того, получатели образцов, создающие из исходного материала новое селекционное достижение, обязаны предоставить материал нового сорта для пополнения коллекции.

— Как взаимодействует ВИР с Госсорткомиссией? Есть ли обязательства с обеих сторон?

— Мы очень тесно и конструктивно сотрудничаем. Формально депонирование новых селекционных достижений выступает основной точкой соприкосновения. Но помимо этого, у нас идет постоянный обмен опытом и обсуждение методических подходов к идентификации, описанию новых сортов, а также сотрудничество по ряду других вопросов. Это связано с тем, что, несмотря на разные задачи, наши подходы часто опираются на одну и ту же научную базу.

— Коллекция охватывает практически весь мир. Как сейчас выстраивается работа по обмену генетическим материалом с зарубежными партнерами?

— На работу с генетическими ресурсами сильно влияют глобальные экономические тренды. Начало положила Конвенция о биологическом разнообразии, подписанная в 1990-х годах. После нее в большинстве стран стали формироваться собственные генетические банки и был подписан специальный международный договор, регламентирующий доступ к материалам и обмен ими. Еще в 2001 году было признано на международном уровне, что коллекции генетических ресурсов имеют огромное экономическое значение, в том числе для будущей биоэкономики. После этого ряд стран стал заметно более закрытым в части доступа к генетическому разнообразию своей флоры и фауны.

Самыми открытыми были и остаются европейские страны, а большая часть стран Северной и Южной Америки и Азии достаточно закрыта. В 2022 году на международном уровне было закреплено, что экономическую ценность имеет не только физический материал семян, но и цифровая информация о последовательностях ДНК. По всей видимости, мы стоим на пороге периода, когда и доступ к этой информации станет ограниченным. Поэтому та открытость, которая была раньше, уходит, и это связано прежде всего с экономикой. В дополнение к этому свой вклад вносят и геополитические тренды.

— Как технически устроено долговременное хранение семян? Какие условия, например температура, влажность, упаковка, обеспечивают сохранность образцов?

— Все зависит от того, какая культура перед нами. Если речь идет о вегетативно размножаемых культурах, в том числе о ягодных, плодовых культурах или картофеле, то для долгосрочного хранения применяют криоконсервацию. Ткани, черенки или пыльца обрабатываются криопротекторами и закладываются на хранение при сверхнизких температурах (до минус 196 градусов). Затем при необходимости из частей растения можно регенерировать точный клон исходного растения.

Для семян технология другая. Их подсушивают, вакуумируют и запаивают в пакеты, непроницаемые для влаги и воздуха, таким образом защищая от преждевременного пробуждения. Затем семена хранят при температуре от минус 10 до минус 18 градусов. Вообще по современным стандартам норма составляет минус 18 градусов, и мы сейчас переходим на этот режим.

Но только длительное хранение — еще не вся работа. Коллекция должна «работать», а не просто лежать под замком. Поэтому значительная часть образцов поддерживается в режиме активного хранения. Материал всегда под рукой у куратора коллекции, чтобы можно было оперативно выдать его по заявке, не вскрывая долгосрочный фонд.

— С какими основными трудностями в своей работе сталкивается институт?

— Как и везде сейчас, перед нами остро стоит проблема кадров. Для коллекции очень болезненно, когда специалист приходит и уходит, ведь работая с коллекцией, наблюдая за ее развитием и результатами исследований, он каждый год обогащается и приобретает новый опыт. Поскольку нам нужны люди с одной записью в трудовой книжке, мы работаем над закреплением кадров, общаемся с аспирантами и отбираем тех, кто станет куратором «следующего поколения».

Причем в работе над диссертацией у аспиранта, как правило, два наставника: куратор по культуре и специалист из методического отдела, владеющий приемами современных генетических, геномных или постгеномных исследований. Это связано с тем, что важно привить молодому поколению широкий, междисциплинарный взгляд и научить комплексному подходу к растению, как учил Николай Иванович Вавилов.

Что касается финансирования, нелегкие времена случаются, это правда. Нельзя не оплачивать электроэнергию, газ, топливо, а цены растут. Рост выделяемых средств не всегда успевает за расходами. Но мы надеемся, что это временно, и ситуация скоро нормализуется.

— Какую практическую пользу приносит коллекция российским селекционерам? Есть ли примеры конкретных сортов, созданных на ее основе?

— Более 80% отечественных сортов созданы на основе исходного материала из коллекции ВИР. Причем часто это не просто рядовые сорта, а самые настоящие выдающиеся новинки. В прошлом году в докладе Российской академии наук были представлены новые сорта пшеницы Национального центра зерна имени П. П. Лукьяненко, которым не требуется обработка фунгицидами. В родословной этих сортов отдельно отмечено значение материалов по устойчивости к болезням пшеницы, в свое время полученных из ВИР.

По картофелю вся работа по устойчивости к фитофторозу, причем не только у отечественных сортов, обязана нашей коллекции. В 1920-х — 1930-х годах Вавилов и его сотрудники привезли из экспедиций в Южную Америку огромное количество аборигенных и диких видов картофеля, которые оказались носителями устойчивости к болезням. Когда в 1940-х годах в самой Южной Америке случилась массовая утрата урожая из-за фитофторы, дубликаты южноамериканских аборигенных сортов и видов картофеля из нашей коллекции были направлены для восстановления утраченного в Латинской Америке генетического разнообразия их исконной культуры.

Сегодня благодаря молекулярным маркерам и ПЦР-тестированию мы в рамках пребридинговой работы создаем доноров суперустойчивости, в которых уже сгруппированы по несколько генов устойчивости из разных источников. Такие доноры очень востребованы — селекционер, получив их по заявке из ВИР, за короткое время может создать на их основе новый суперустойчивый сорт. Для него это быстрее и проще, чем самому начинать скрещивания с дикими видами.

В качестве более экзотического примера можно назвать восковидную кукурузу с высоким содержанием амилопектинового крахмала. Исходный материал для нее тоже был получен из нашей коллекции. Этот материал был также доработан в рамках пребридинговых исследований, чтобы упростить дальнейшую работу селекционеров.

То есть в сортах отечественной селекции не просто материал из коллекции ВИР в родословной, но и труд большой исследовательской работы ученых ВИР. Хотя этот труд по сложившейся традиции редко отмечен включением наших сотрудников в соавторы сортов, но именно на нем строится успех того или иного селекционного достижения.

— Какую роль играет генетический банк в снижении зависимости АПК от импортного семенного материала?

— Наша коллекция — это краеугольный камень продовольственной безопасности и биоэкономики. Она играет важную роль и для технических культур. Та же восковидная кукуруза, о которой я говорила, используется не для производства продовольствия, а для создания искусственной плазмы крови и ранозаживляющих препаратов. Так что роль коллекции выходит далеко за рамки аграрного сектора.

— Применяет ли ВИР цифровые платформы и инструменты искусственного интеллекта для работы с генетическими ресурсами?

— Работа с информацией — неотъемлемая и очень серьезная часть нашей деятельности. Еще в 1970-х годах, после появления первых ЭВМ, начали переходить на цифровой учет данных. С каждым витком развития цифровых подходов мы применяем их в работе с информацией об образцах коллекции. Но сейчас учитываем особенности в сфере информационной безопасности. Например, у нас есть открытая дата-платформа с ограниченным набором сведений. Более защищенная база сейчас создается на платформе государственной информационной системы «Национальная база генетической информации» в соответствии с принятым федеральным законом.

Функционал для работы с большими данными в системе закладывается уже сейчас. С накоплением геномных данных проводить интегрированное структурирование коллекции иначе как при помощи инструментов ИИ будет просто невозможно, поэтому будущие кураторы коллекции однозначно будут обрабатывать сведения с их помощью. И это не далекая перспектива, в таком направлении уже сейчас планомерно ведется работа.

— Какой должна стать национальная коллекция, чтобы сохранить лидирующие позиции в мире? Что для этого принципиально важно?

— Чтобы ответить на этот вопрос, надо назвать минимум три аспекта, за которые ценится наша коллекция. Первое — это генетическое разнообразие. Тысяча образцов пшеницы из одних и тех же интенсивных сортов — это совсем не то же, что тысяча образцов из разных стран, разных разновидностей. Количественно одинаково, а ценность принципиально разная. Именно богатство внутри вида дает тот исходный материал, который потом придает сортам в производстве реальную устойчивость.

Мы видим это на примере работы Национального центра зерна имени П. П. Лукьяненко. Когда-то несколько сортов-миллионеров занимали каждый миллионы гектаров. Сейчас центр проводит политику сортовой мозаики, используя много разных сортов различных сроков спелости, устойчивых к разным болезням. Таким образом, это разнообразие пришло из коллекции и перенесено в реальные поля.

Второй момент, о котором мне хотелось бы сказать, — это тщательный вавиловский подход к отбору. Не складывать все, что попалось под руку, надеясь разобраться потом, а обосновывать ценность каждого образца до включения в постоянный каталог.

И третье — кооперация. Важно взаимодействовать с другими генетическими банками, с исследовательскими центрами внутри страны, с теми, кто занимается геномикой, генетикой, физиологией и биохимией растений. Чем больше мы работаем вместе, тем полнее раскрывается потенциал коллекции. Коллекция — это не хранилище. Это живой инструмент, и ценность его определяется тем, насколько активно и грамотно он используется.