Удвоенные гаплоиды – новый инструмент селекционера

В начале 1990-х мы только мечтали об этом, глядя на иностранных коллег. Теперь нам доступны все инструменты современной селекции. О том, как мы ими пользуемся, рассказал кандидат биологических наук зам. гендиректора по молекулярной диагностике и биотехнологии растений Михаил Будылин

Сейчас уже не новость, что процесс селекции растений ускорился благодаря использованию новых методов, и в частности технологии получения удвоенных гаплоидов. Что же это такое – удвоенные гаплоиды?
– Данная технология – довольно эффективный подход для создания чистых линий, которые будут использованы в создании новых F1 гибридов. Ее принцип основан на выращивании полноценного сапрофитного растения из его гаметофитных клеток, которые, как известно, имеют гаплоидный набор хромосом. Эти клетки встречаются в гаметофитных фазах развития растений и представлены семяпочками и пыльцой. От вида используемых клеток, которые применяются для индукции эмбрионов на питательной среде, зависят и методы получения удвоенных гаплоидов. Это гиногенез, когда в культуре применяются неопыленные семяпочки, и андрогенез, когда в культуре используются микроспоры пыльника. Когда из гаплоидных клеток образуется эмбрион, его набор хромосом все еще половинный (n). Такое растение не может образовывать семена и не представляет интереса для селекции. Поэтому на ранних стадиях его развития проводится процедура удвоения хромосом. При ее помощи растение восстанавливает естественный набор хромосом (2n) и вновь становится способным к размножению. Однако в процессе удвоения хромосом есть и кое-что другое – то, что и определяет селекционную важность удвоенных гаплоидов. Во время этого процесса происходит полная гомозиготизация всех генов в геноме растения, и все рецессивные гены, которые могут быть скрыты под покровом доминантных, начинают проявлять свои признаки. Говоря другими словами, селекционер сразу получает чистую линию, или же сорт, свойства которого будут неизменны из поколения в поколение. А на этом и основаны все селекционные программы, которые занимают годы работы селекционера.


– Какие работы ведутся в недавно открывшейся лаборатории биотехнологии растений компании «Гавриш» в Крымске?
– Изначально лаборатория была создана с целью разработки прикладных инструментов биотехнологии растений для ускорения селекционных программ. На данном этапе развития у нас уже имеется эффективный метод производства удвоенных гаплоидов репчатого лука. Благодаря некоторым из нововведений, которые были разработаны нашей лабораторией, нам удается получать по несколько сотен линий в год.

Преимущество этой технологии легко оценить в сравнении с методами классической селекции, которые требуют до 12 лет на создание одной чистой линии репчатого лука. У нас же это занимает 2 года.

Также в данный момент мы активно работаем над созданием эффективного метода производства удвоенных гаплоидов огурца. Однако чтобы разработать и внедрить этот сложный подход, нам еще предстоит преодолеть немало трудностей. Кроме этого, на базе лаборатории биотехнологии растений планируется внедрение микроклонального размножения сладкого перца и производство тетраплоидных линий арбуза с целью выращивания бессемянных плодов.

– А мировая селекция когда начинала работать с удвоенными гаплоидами? Мы ведь не сильно отстали от прогрессивных селекционеров?
– Первые работы по производству удвоенных гаплоидов датируются 1921 годом. Однако если смотреть на хронологию этого биотехнологического инструмента через призму объектов нашего интереса, то и на луке, и на огурце эта технология начала освещаться в начале 1990-х годов. Но прежде чем оценивать отставание в данной области, следует понимать, что метод получения удвоенных гаплоидов – лишь вспомогательный инструмент селекции. А наша селекция никогда не стояла на месте и успешно развивалась на протяжении всего этого времени. Теперь же, когда нам тоже доступны биотехнологические подходы, я думаю, наша продукция сможет сравняться с продукцией европейских селекционных компаний довольно быстро.

– Какая польза для простого овощевода от всех этих затей с удвоенными гаплоидами?
– Как я уже говорил ранее, технология получения удвоенных гаплоидов существенно ускоряет работу селекционных программ. Насчет простого овощеводства я не уверен, а вот для промышленного мне видится немалая польза.

Ведь в реалиях современного рынка семян овощных культур важна скорость создания новых и продуктивных F1 гибридов, которые будут отвечать более жестким требованиям потенциальных покупателей. Технология удвоенных гаплоидов предоставляет селекционерам возможность выбора более качественного материала для создания F1 гибридов и позволяет всей селекционной «машине» двигаться не только быстрее, но и маневреннее. Как результат вышеупомянутых преимуществ конечная продукция становится более качественной, и потенциальный покупатель начинает отдавать ей свое предпочтение все больше.

– А не будут ли овощи, выведенные ускоренным методом, слишком технологичными, лишенными всех прелестей «старых» сортов – вкуса, аромата? Не станут ли они просто устойчивыми к болезням, урожайными и «пуленепробиваемыми»?
– Все как всегда зависит от исходного материала и предпочтений селекционера, согласно которым он будет выбирать чистые линии из удвоенных гаплоидов. В остальном же данная технология ничем не отличается от классического селекционного процесса, просто позволяет добиться желаемого результата куда быстрее. Что же до старых добрых сортовых прелестей, то нынешние творения селекционеров ориентированы лишь на требования рынка. А те, в свою очередь, зачастую идут вразрез с желаниями конечного покупателя. К примеру, вкус и аромат томата сопряжены с его коротким сроком хранения. Это невыгодно крупным супермаркетам, и потому тепличные агрохолдинги приветствуют «пуленепробиваемость».

Также ввиду экстенсивного возделывания монокультур мы получили огромный патогенный фон, который неотступно следует за тепличными растениями. Это, в свою очередь, требует введения генов устойчивости в современные F1 гибриды.

А вместе с этими генами от дикорастущих доноров переходят и неблагоприятные сельскохозяйственные признаки, которые неизбежно отражаются на тех же вкусе и аромате плодов.


Беседовала Елена Аль-Шимари

Гавриш - высокое искусство российской селекции. Познакомьтесь с его шедеврами!