Экологическая генетика культурных растений (Школа молодых ученых, посвященная памяти академика А. А. Жученко)

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2015, том 50, № 1, с. 131-132

Научные школы

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ

Школа молодых ученых (24-26 сентября 2014 года, Краснодарский край), посвященная памяти академика РАН АА Жу-ченко, была организована Российской академией наук (РАН), Федеральным агентством научных организаций (ФАНО России), Фондом им. А.Т. Болотова и Всероссийским НИИ риса (ВНИИР). В работе школы участвовали более 150 молодых ученых из 15 научных учреждений России, администрация края, директора институтов и академики РАН, в том числе заместитель министра сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Краснодарского края И.А. Дорошев, директор ВНИИР академик Е.М. Харитонов, академик В.А. Драгавцев, директор Всероссийского НИИ масличных культур им. В.С. Пустовойта академик В.М. Лукомец, директор Северо-Кавказского зонального НИИ садоводства и виноградарства член-корреспондент РАН Е.А. Егоров, директор Всероссийского НИИ кормов им. В.Р. Вильямса член-корреспондент РАН В.М. Косолапов, директор Кабардино-Балкарского НИИ сельского хозяйства АА Маремуков, сын академика АА Жученко — директор научного центра «ЭкоВИЛАР» академик РАН А.А. Жучен-ко-младший, дочь академика А.А. Жученко — Н.А. Жученко, доцент кафедры медицинской генетики 1-го Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова, и его внук — А.В. Васечкин, аспирант ВИЛАР. В рамках школы 25 сентября, в день рождения академика А.А. Жученко открыта его мемориальная доска и состоялся посвященный этому митинг.

Выступавшие отмечали, что 1 июня 2013 года страна потеряла выдающегося ученого, агронома, основателя нового научного направления — экологической генетики растений. Академик АА. Жученко, окончивший Высший сельскохозяйственный институт им. В. Коларова (Болгария), широко известен огромным вкладом I в развитие фундаментальных исследований в Р области генетики культурных растений, эколо- в гической генетики и агроэкологии. Он органи- " зовал первый в мире институт экологической генетики, оснащенный биотроном с климатиче- ™ скими камерами и дистанционными датчиками, ботаническим садом и мировыми генетическими коллекциями растений, тепличным комплексом, проблемно ориентированным информационно-измерительным комплексом БИОТРОН с аэро- и космической фотосъемкой и др.

Процесс «экологизации» многих биологических дисциплин начался во второй половине ХХ века. Одним из новых направлений, синтезирующим знания по генетике и экологии, стала экологическая генетика. Однако в посвященных этой проблеме ранних (1964-1975 годы) публикациях британских и немецких биологов и генетиков (Е.В. Ford; K. Stem и Р. Tigerstedt) основные положения практически не отличаются от излагаемых в известных работах по популяци-онной генетике. Авторами изучена эволюция и приспособленность естественных популяций в условиях определенных экосистем. Известный американский биолог и генетик R.C. Lewontin, внесший значительный вклад в разработку математической базы популяционной генетики и теории эволюции, критикуя односторонность подхода появившейся в 1970-х годах школы «экологической генетики», пишет: «В конце концов, недостаточно показать, что жаркое лето благоприятствует бесполосым раковинам, а улитки с желтой раковиной встречаются там, где зима холоднее...» (R.C. Lewontin, 1978). Авторов критиковали известные генетики за отсутствие единства и целостности при объединении генетики и экологии в одну дисциплину. Особо подчеркивалась формальность подхода, поскольку «экологической генетике» пытались придать статус самостоятельной дисциплины без раскрытия фундаментальных основ и механизмов влияния экологических факторов на наследование и изменчивость признаков у высших организмов (R. Lerner, 1976 и др.), что так важно использовать в селекции и семеноводстве, при организации системы сортоиспытания, в современных агротехнологиях гарантированного получения высоких урожаев.

В 1980 году вышла книга академика А.А. Жученко «Экологическая генетика культурных растений (адаптация, рекомбиногенез, агробиоценоз)», основанная на обширных экспериментальных данных по рекомбиногенезу у дрозофилы, томата, арабидопсиса, кукурузы, пшеницы и др., полученных в институте Экологической генетики, и глубоком обобщении материалов по адаптации, агробиоценологии и экологии. Здесь впервые рассматривается адаптивный потенциал культурных растений как функция взаимосвязи генетических систем онтогенетической и филоге-

нетической адаптации. Рассмотрена устойчивость растений к абиотическим и биотическим стрессам, образование доступной генотипической изменчивости (на примере рекомбинационной системы), раскрыта взаимосвязь потенциальной продуктивности и экологической устойчивости на уровне сорта, агроценоза и агросистемы, а также средообразующая роль растений и агроценозов, разработана методология расширения уровня и спектра генотипической изменчивости растений за счет индуцированного рекомбиногенеза и снижения селективной элиминации рекомбинантов.

Участники школы отмечали важную роль экологической генетики растений в стратегии развития сельского хозяйства Российской Федерации. Новая ветвь генетики дала импульс повышению урожайности зерновых и овощных культур. Современная экологическая генетика — это широкий фронт исследований с собственными подходами, методами и очень существенными выходами в практику сельскохозяйственного производства. Участники школы рассмотрели фактическое состояние и перспективы повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. По данным Министерства сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Краснодарского края, урожайность пшеницы в крае в 2014 году составила 58,1 ц/га — рекордный показатель за всю историю. Как отметил Е.М. Харитонов, за последние пять лет валовой сбор риса-сырца в России увеличился более чем в 2 раза, урожайность достигла 52 ц/га, а в целом по России в течение трех последних лет валовой сбор стабильно превышает 1 млн т. Объем производства риса на Кубани составляет 80 % от общероссийского. В 2013 году валовой сбор по Краснодарскому краю составил 727,5 тыс. т при урожайности 57,6 ц/га. Впервые Россия полностью обеспечила себя рисом собственного производства, а экспорт превысил импорт и составил 334 тыс. т, что в значительной степени связано с внедрением научных разработок ВНИИР. Экономический эффект от новых сортов риса за 2009-2013 годы составил более 6,5 млрд руб. Прежде всего это более урожайные сорта и адаптивные сортовые комплексы для различных агроландшафтных районов края, что позволяет полнее использовать экономический, агробиологический и технологический потенциал рисосеющих хозяйств. В докладе В.А. Драгавцева рассматривалась смена спектра генов, детерминирующих один и тот же признак продуктивности, при смене лимитирующих внешних факторов и показана важность эпигенетического преобразования эколого-генетической структуры количественных признаков продуктивности в разных средах. АА. Жученко-младший представил экспериментальные материалы по рекомбинационной изменчивости у высших растений на органном, организменном и популяционном уровнях как основе экологической генетики. В докладе Н.А. Жученко обсуждались современные технологии создания эколого-генетического портрета человека. Л.А. Беспалова обосновала актуальность и практическую значимость методов адаптивной селекции, разработанных академиком А.А. Жученко, в увеличении продуктивности озимой пшеницы. Е.М. Харитонов отметил, что в селекции и семеноводстве новых сортов усилия ученых сосредоточены на повышении эффективности и оптимизации этого процесса, чему в значительной степени способствует применение методов молекулярной биологии, биотехнологии, а также реализация стратегии адаптивной селекции, разработанной академиком А.А. Жученко.

Селекционеры ВНИИР, уделяя особое внимание вопросам экологизации, создают сорта для конкретных агроландшафтных районов Краснодарского края. А.Ю. Драгович (Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, г. Москва) раскрыла роль биологических ресурсов в становлении и развитии общества. Л.А. Эльконин (НИИ сельского хозяйства Юго-Востока, г. Саратов) на примере сорго рассказал о механизмах генетической и эпигенетической регуляции цито-плазматической мужской стерильности. Ю.В. Чесноков (Всероссийский НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова, г. Санкт-Петербург) представил данные по молекулярно-генетическому картированию локусов количественных признаков (QTLs) в разных эколого-географических районах с обсуждением практического приложения в пребридинговых исследованиях. Г.В. Волкова (Всероссийский НИИ биологической защиты растений, г. Краснодар) подчеркнула роль изучения популяций патогенов с использованием различных маркеров для разработки стратегии селекции озимой пшеницы на иммунитет. Я.Н. Демурин (Всероссийский НИИ масличных культур, г. Краснодар) представил экспериментальные данные по экологической генетике подсолнечника. Р.Ш. За-ремук (Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства, г. Краснодар) рассмотрела эколого-генетические основы адаптивной системы селекции плодовых культур на юге России. Председатель Совета директоров и вице-президент группы компаний «Glaster Group» (Канада-Россия) Э.И. Бланк отметил роль «Центра автоматизации», впервые в мире организованного в 1970-е годы академиком АА. Жученко, в развитии экологической генетики. Н.И. Бочарникова представила экспериментальные материалы по получению и использованию мировых маркерных коллекций (на примере томата), созданных под руководством академика А.А. Жученко.

Одновременно со школой прошла конференция по избранию руководства Фонда им. А.Т. Болотова. Эту должность с 2013 года временно исполнял А.А. Жученко-младший. Голосованием его единогласно избрали председателем правления. Участники школы одобрили предложение по созданию генетико-селекционного биотрона им. АА. Жученко и единогласно отметили важность и необходимость ежегодного проведения школы молодых ученых под названием «Школа по экологической генетике имени академика РАН А.А. Жученко» для повышения квалификации специалистов РАН в этой области. Актуальность рассматриваемых вопросов связана с необходимостью стабилизации производства продуктов питания в условиях неустойчивого климата, а также с решением задач импортозамещения и продовольственной безопасности России.

Е.М. Харитонов, A.A. Жученко-младший