История, достижения, приоритеты исследований

Всероссийскому научно-исследовательскому институту селекции и семеноводства овощных культур (ВНИИССОК) в 2005 году исполняется 85 лет. Его история началась в 1920 году, когда в хозяйстве «Грибово» (Одинцовский р-н Московской обл.) был организован селекционный отдел, который возглавил С.И. Жегалов — основоположник селекции и семеноводства овощных культур в России. Его фундаментальные исследования и сегодня являются основой развития отечественной генетики, селекции и семеноводства овощных растений.

В 1920 году был заложен первичный питомник сортов овощных растений. И сразу же возникли препятствия для массового размножения семян: исходные образцы совершенно не отвечали требованиям, предъявляемым к сортовому материалу, а семена не соответствовали культурам (рапс вместо репы, кормовые корнеплоды вместо столовых и т.п.) (1).

Возникла проблема сорта, существующая и до сих пор. Общепринято, что урожайность сельскохозяйственных растений за счет селекции может быть повышена на 40-60 %. А.А. Васильев с соавт. считают, что урожайность картофеля в дальнейшем будет обеспечиваться на 75-80 % благодаря селекции и качеству семенного материала и только на 20-25 % за счет совершенствования технологии возделывания (2).

В 1920-1923 годах Грибовская овощная селекционная станция работала в основном с главнейшими огородными растениями массовых культур (всего 24) в открытом грунте. Лаборатории селекции и семеноводства капусты, бобовых, тыквенных, корнеплодных, пасленовых овощных культур — ровесницы института. За первые 4 года станция передала для размножения сорта ряда культур (в основном однолетних, но и некоторых двулетних) (3). Возрос интерес к достижениям станции со стороны агрономической, кооперативной, а также крестьянской среды, увеличился спрос на грибовские оригинальные семена.

В конце ХХ столетия получило распространение направление прецизионного решения проблем растениеводства — одно из важнейших в земледелии за рубежом. «Грибовчане» с самого начала своей деятельности соблюдали принцип точного (прецизионного) предназначения сортов для определенных условий выращивания; шло создание сортов для пригородной зоны. Эти высокоурожайные сорта обладали отличными пищевыми качествами, и овощи употребляли в пищу преимущественно в свежем виде. Следующее направление исследований предусматривало создание сортов овощных культур на менее богатых почвах, с невысокой требовательностью к общим условиям питания и увлажнения, но характеризующихся высокой устойчивостью к болезням и вредителям.

Ввиду отдаленности районов овощеводства от мест потребления продукции на Грибовской станции создавали сорта транспортабельные, лежкие при зимнем хранении, пригодные для переработки. Этот прецизионный подход «грибовчан» к селекции актуален до сих пор. Создавая и возделывая сорта, необходимо учитывать их реакцию на условия окружающей среды. Так, сорта интенсивного типа, отзывчивые 85

на улучшение условий выращивания, более эффективны при использовании в условиях с высоким уровнем технологии овощеводства. В хозяйствах с меньшей интенсификацией производства следует возделывать высокоадаптивные сорта, у которых стабильно сохраняется средняя и высокая урожайность в меняющихся условиях среды.

Поскольку с самого начала своей деятельности Грибовская овощная селекционная станция определяла приоритеты, исходя из потребностей огородников северных районов России, основное внимание уделяли капусте белокочанной, занимающей первенствующее положение в ряду огородных культур. Спрос на такую, казалось бы, южную культуру, как томат, поставил задачу создания холодоустойчивых сортов. Академик ВАСХНИЛ А.В. Алпатьев, возглавлявший лабораторию селекции и семеноводства пасленовых культур более 50 лет, создал холодоустойчивые штамбовые сорта томата с низким заложением цветочной кисти и раннеспелые сорта физалиса, которые позволили продвинуть ареал возделывания этих южных культур на север Нечерноземья. До сих пор ВНИИССОК занимает лидирующее место по селекции сортов томата и физалиса для открытого грунта.

Уже в первые годы своей деятельности на Грибовской станции считали, что на подмосковных огородах рентабельно разводить сорта фасоли стручкового типа (спаржевые), так как лущильные сорта, выращиваемые на зерно, могли быть завезены с юга. Этот принцип соблюдается и сейчас. В лаборатории селекции и семеноводства бобовых культур выведены сорта фасоли Рант и Секунда, характеризующиеся холодоустойчивостью, раннеспелостью и высоким содержанием сахара в бобах. В последние годы во ВНИИССОК создано и передано в государственную комиссию по сортоиспытанию (ГСИ) девять сортов овощной фасоли, в том числе Пагода, Золушка, Фантазия и др. (спаржевые), Креолка, Сакфит и др. (универсального назначения).

В работе с корнеплодами основное внимание уделяли качеству продукции. Например, при отборе образцов столовой свеклы приоритет был отдан темной сплошной окраске, тонкому вкусу, строению и правильной форме корнеплода. Среди выдающихся достижений тех лет можно выделить сорта свеклы столовой Бордо 237 и Египетская, моркови — Нантская, репы — Петровская, редьки — Зимняя круглая черная.

К 1936 году семеноводство овощных культур в 4 раза превысило дореволюционный уровень: был прекращен импорт семян. В годы Великой Отечественной войны роль Грибовской станции, находившейся в прифронтовой зоне, состояла в сохранении ценного селекционного материала, обеспечении семенами хозяйств, которые выращивали овощи для фронта и тыла. Задача была выполнена. В послевоенные годы селекция овощных культур и семеноводство сортов на Грибовской станции продолжали развиваться; возросло значение этих сортов для овощеводства страны. В 1946 году группе ученых Грибовской станции — Е.И. Ушаковой, С.П. Агапову, А.В. Алпатьеву, Е.М. Поповой — было присвоено высокое звание лауреатов Государственной премии СССР за достижения в области селекции и семеноводства овощных культур. Неоценим вклад в создание сортов, разработку теоретических и методических основ селекции В.В. Ордынского, В.К. Соловьевой, А.И. Каменской, Т.В. Соломиной, О.В. Юриной, И.И. Ершова, И.Е. Китаевой, А.С. Агапова, В.А. Епихова и многих других выдающихся ученых-селекционеров.

В 1970 году к 50-летию станции было создано и передано в производство 260 сортов овощных и бахчевых культур, 20 сортов душистого горошка, различные сорта цветочных культур; 90 сортов, выведенных на Грибовской станции, занимали 25 % всех площадей, отведенных под овощные культуры в стране. Среди них такие шедевры селекции, как сорта капусты Номер первый грибовский 147, Слава грибовская 231, Амагер 611, Белорусская 455; первые отечественные сорта разновидностей капусты — цветная, савойская, брюссельская, кольраби и многие другие, лучшие из которых на международных выставках были отмечены 18 золотыми, 13 серебряными и 2 бронзовыми медалями.

В конце 1970 года за достигнутые успехи в области селекции и семеноводства и в связи с 50-летием Грибовская овощная селекционная станция была награждена ор-86

деном Трудового Красного Знамени, а в 1971 году была преобразована во Всесоюзный НИИ селекции и семеноводства овощных культур. В 1992 году институт получил название Всероссийского и вошел в состав учреждений Российской академии сельскохозяйственных наук.

Исследования во ВНИИССОК в конце ХХ века характеризуются расширением ассортимента, созданием иммунных, устойчивых к биострессорам сортов овощных культур. Актуальными стали проблемы механизированной уборки и транспортабельности продукции овощеводства. Работы были нацелены на получение не рекордных, а стабильно высоких урожаев. Получила развитие селекция на адаптивность, были сформулированы принципы адаптивного семеноводства. В институте впервые были выделены детерминантные формы томата и гороха, уникальные сорта и гибриды огурца с комплексной устойчивостью к трем-четырем болезням в сочетании с высокими засолочными качествами и отсутствием горечи в зеленцах, лежкие сорта лука острого вкуса с высоким содержанием сухого вещества, сорта редиса со съедобной листвой, не имеющие аналогов, а также создан уникальный сортимент зеленных и пряно-вкусовых культур. Генофонд обогатился новыми нетрадиционными культурами: стахис, амарант, монарда, водяной кресс, овощная хризантема, якон и др. Разработана и научно обоснована система интродукции из восточно-азиатского центра происхождения новых корнеплодных растений Raphanus sativus L. (дайкон и лоба), Brassica rapa L., Daucus carota L. (репа, морковь японская и др.).

К концу ХХ и в начале ХХI века важнейшим направлением стала селекция на качество: улучшенный биохимический состав, вкусовые качества, повышенное содержание биологически активных веществ (БАВ), каротиноидов, витамина С, пониженное содержание нитратов, радионуклидов, тяжелых металлов, тиоцианатов (SCN). Нашли признание целебные свойства овощных растений: в условиях экологического кризиса овощи — не просто пища, а еще и лекарство. Положение, высказанное еще Гиппократом, обрело особую актуальность в настоящее время, когда, по данным РАМН, более 90 % населения нашей страны имеют отклонения от нормы по тем или иным физиологическим показателям, характеризующим здоровье человека. Включение в рацион питания овощей — наилучший способ восполнения дефицита необходимых человеку веществ.

В связи с тем, что в последние годы овощеводство в большей мере (до 80 % по некоторым культурам) вновь становится частным, селекционеры начали учитывать разнообразные запросы потребителей. Ассортимент луковых культур пополнился новыми сортами многолетнего зеленого лука, обладающего высокой урожайностью, хорошими вкусовыми и декоративными качествами, зимостойкостью, устойчивостью к болезням. Настоящим прорывом в селекции на качество является создание нового поколения сортов озимого и ярового чеснока, характеризующихся высокой зимостойкостью, лежкостью, высоким содержанием БАВ и антиоксидантов, в том числе органогенного селена, витамина С и других нутриентов. При селекции пасленовых культур учитывают различные вкусы потребителей, создавая сорта, различающиеся по величине, окраске, форме плода, устойчивые к био- и абиострессорам.

Во ВНИИССОК на основе фундаментальных исследований разрабатывают новые методы и технологии: гаплоидия, андро- и гиногенез в культуре in vitro, транс-геноз, ПЦР-анализ, гаметная селекция, хромосомная инженерия. Научнотехнический прогресс в тех отраслях биологической науки, использование которых стало общепринятым в селекции, открывает огромные возможности по созданию новых форм растений, в том числе трансгенных. Так, в лаборатории биотехнологии ВНИИССОК совместно с Институтом цитологии и генетики СО РАН, Институтом химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Институтом клинической иммунологии СО РАН испытывают новые альтернативные способы доставки биологически активных веществ в организм теплокровных животных. Удобные модели для этой цели — генетически модифицированные растения. Уже получены трансгенные растения табака и моркови. В тканях растений табака TI присутствует белок, соответствующий по молекулярной массе и иммунологическим свойствам интерлейкину-18 человека, который относится к противовоспалительным медиато-87

рам иммунного ответа (4). Подобные исследования — путь к созданию таких форм овощей, которые могут стать настоящим лекарством.

Одновременно совершенствуются и развиваются традиционные направления и методы: частная селекция, межвидовая гибридизация, иммунология, экология, физиология, биохимия, интродукция, комбинационная селекция, селекция на гетерозис. Во ВНИИССОК в работах по защите растений учитывают адаптивный потенциал растений овощных культур: повышение стрессоустойчивости на фоне сокращения применения техногенных средств.

На основе веществ, определяющих природную устойчивость к патогенам (алкалоиды, полифенолы, гликозиды), созданы препараты, стимулирующие фитоиммунитет и активирующие метаболизм растений. Выделены экстракты растений, обладающие антибактерицидными, фунгицидными и нематодоцидными свойствами. Дана оценка регуляторным механизмам формирования защитной системы у растений. Развивается перспективное направление по улучшению качества (биохимического состава) пищевых продуктов — интродукция и селекция овощных культур на повышенное содержание БАВ и антиоксидантов. Подведены итоги цикла исследований по разработке физиолого-биохимических основ оценки интродуцированных растений и отбора из них источников БАВ и антиоксидантов. Впервые предложена методология селекции сортов и гибридов с повышенным содержанием БАВ и антиоксидантов посредством целенаправленного биосинтеза веществ, необходимых для человека.

Результатом апробации перечисленных разработок стало создание 85 сортов и гибридов важнейших овощных культур с высоким содержанием БАВ и антиоксидантов; эти сорта превосходят лучшие аналоги в России и за рубежом. Созданы новые поколения пищевых продуктов, биологически активных пищевых компонентов и чайных продуктов лечебно-профилактиче-ского действия на организм человека, а также фитостимуляторов, регуляторов роста и биосинтеза БАВ в растениях, которые по биохимическим показателям превосходят лучшие аналоги как в России, так и за рубежом. Коллектив ученых, возглавляемый академиком РАСХН В.Ф. Пивоваровым (П.Ф. Кононков, В.К. Гинс, М.С. Гинс и др.), удостоен за эту работу Государственной премии Российской Федерации в области науки и техники.

Активно проводится работа по формированию сортовых ресурсов для производства экологически безопасной продукции на антропогенно загрязненных территориях. Была разработана система методов, позволяющая повысить эффективность селекции сортов, устойчивых к накоплению тяжелых металлов: оценка и выделение форм, контрастно различающихся по селектируемому признаку, в том числе широкое экологическое испытание в условиях естественного и искусственного загрязнения тяжелыми металлами; косвенный отбор по содержанию селена и морфобиологическим признакам; культура in vitro; гистохимический анализ; набор сред для испытания на заключительных этапах селекции.

Реализация теоретических и методических разработок отражена в селекционных достижениях института: ежегодно ВНИИССОК передает в ГСИ по 20-30 сортов и гибридов овощных и цветочных культур.

Юбилейный 85-й год ВНИИССОК встречает большими достижениями: учеными института создан ценный исходный материал; выведено около 600 сортов и гибридов различных культур, 370 из которых включены в Государственный реестр селекционных достижений на 2005 год; более 50 % этих сортообразцов созданы за последние 10 лет.

Теоретические исследования института направлены на разработку инновационных методов и технологий, способствующих ускорению селекционного процесса, мобилизацию, сохранение генресурсов, создание генетических коллекций и их дальнейшее использование в селекции. Основными приоритетными направлениями фундаментальной науки в области теории селекции овощных культур являются следующие: изучение формообразовательного процесса растений и разработка методов, повышающих степень управляемости последним (рекомбиногенез, экотипическая селекция по гаметофиту, селекция репродуктивных структур, гаплоидия); развитие исследований по частной гене-88

тике конкретных культур и признаков; создание генетических коллекций; разработка молекулярных методов селекции овощных растений (генной инженерии и биотехнологии); создание исходного материала с генетической устойчивостью к основным болезням и вредителям; оценка взаимодействия генотип—среда с целью усовершенствования приемов селекции и семеноводства на адаптивность, методов сортоиспытания, а также сохранения типичности и энергетического ядра сортопопуляций.

В практической селекции также планируется осуществить ряд исследований и внедрить в практику полученные результаты на основе развития следующих направлений: селекция на гетерозис; создание гибридов и сортов овощных культур, обладающих повышенной комплексной устойчивостью к наиболее опасным заболеваниям и абиотическим стрессам; отдаленная (межвидовая) гибридизация; селекция на качество (форма плода, окраска, вкус, повышенное содержание БАВ и антиоксидантов, пониженное содержание экотоксикантов и др.); селекция на скороспелость и холодоустойчивость для зон экстремального овощеводства; разработка системы методов с учетом эколого-географических факторов на всех этапах разных направлений селекции (экологическая селекция).

Актуальным является восстановление всей системы семеноводства овощных культур, так как реализация потенциала сортов и гибридов в значительной степени зависит от организации этой отрасли. Несмотря на кризисное состояние семеноводства, существует ряд научных приоритетов в этой области: разработка и использование системы изоферментных и ДНК-маркеров (RAPD-библиотеки) для сортовой идентификации овощных культур; экологически обоснованное размещение зон семеноводства; создание прогрессивных технологий производства семян овощных культур с учетом технического оснащения, возрастания стоимости энергоносителей, ресурсов и т.д. Особого внимания заслуживает научное обоснование гибридного семеноводства, выявление и оценка специфической адаптивной способности гибридов. Развитие во ВНИИССОК приоритетных направлений селекции и семеноводства позволит вывести овощеводство на качественно новый уровень и обеспечить население достаточным количеством полноценных продуктов питания, к которым относятся овощи.

В настоящее время научный потенциал ВНИИССОК представлен 110 научными сотрудниками, из которых один академик, один член-корреспондент, 17 докторов и 54 кандидата наук. Весь коллектив института и ведущие ученые — В.Ф. Пивоваров, Н.Н. Балашова, П.Ф. Кононков, Н.И. Тимин, В.К. Гинс, Е.Г. Добруцкая, И.Т. Балашова, Р.В. Скворцова, И.В. Дрягина, Н.А. Шмыкова и другие — успешно продолжают традиции своих предшественников в развитии селекционносеменоводческой науки, ведут сортоподдерживающую селекцию по 202 сортам 48 культур. Под руководством Л.В. Павлова осуществляется разработка нормативно-техни-ческой документации по семеноводству овощных и бахчевых культур, а также работает Международный технический комитет по стандартизации ¹ 124 (семена, посадочный материал и товарная продукция в агропромышленном комплексе). ВНИИССОК сотрудничает с зарубежными странами, обмениваясь сортообразцами семян, селекционным и научно-методическим материалом с целью создания генетических ресурсов.

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.    О р д ы н с к и й В.В. Обзор работ Грибовского отделения по селекции огородных растений за 19201923 гг. М., 1925: 7-22.

• 2.   В а с и л ь е в А.А., Д е р г и л е в В.П. Сорт — основа урожая. Картофель и овощи, 2004, 7: 6-7.

• 3.   Ж е г а л о в С.И. Обзор работ Грибовского отделения по селекции огородных растений за 1920-1923 гг.

• 4.    Д а й н е к о Е.В., Ф и л и п п е н к о М.Л., Х р а п о в Е.А. и др. Создание трансгенных растений табака и моркови с геном интерлейкина-18 человека. В сб.: Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии. Тез. докл. III Междунар. науч. конф. М., 2004: 130-131.

М., 1925: 3-5.

Всероссийский НИИ селекции и семеноводства                 Поступила в редакцию 14

овощных культур, 143080, Московская обл.,                              марта 2005 года

Одинцовский р-н, п/о Лесной городок;

IN HONOUR OF THE EIGHTY-FIFTH ANNIVERSARY OF ALL-RUSSIAN SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE OF SELECTION AND SEED GROWING OF VEGETABLE CROPS. HYSTORY, ACHIEVEMENTS, PRIORITY INVESTIGATIONS

V.F. Pivovarov, E.G. Dobrutskaya

S u m m a r y

The main stages in development of selection and seed growing of vegetable crops, the contribution of the prominent selectionists to the creation of native assortment and the role of later in the development of Russian vegetable-growing were presented. The achievements of the Gribovskaya vegetable selectional station and AllRussian Scientific Research Institute of Selection and Seed Growing of Vegetable Crops in the field of fundamental and applied investigations were considered. The current state of theoretical developments was characterized and the priorities in selection and seed growing of vegetable crops were determined.