Учебно-научная лаборатория селекции и семеноводства
полевых культур  им. С.И. Леонтьева

• История лаборатории
• Научная работа
• Совместные проекты
• КАССИБ



История

В 1967 г. в составе   проблемной лаборатории по мелиорации солонцов по инициативе Серафима Ивановича Леонтьева и поддержке профессора Н.Д. Градобоева была организована группа селекции  яровой пшеницы на солонцеустойчивость. В то время заведовал проблемной лабораторией по мелиорации солонцов увлеченный исследователь Л.В.Березин. 
Исследования проводились параллельно на малом и большом опытных ОмСХИ, а также в Голубковском совхозе Любинского района Омской области. Первыми сотрудниками группы селекции были Анохин В.С., Вакуленко Г.М., Серюков Г.М.

В 1971 году группа селекции была выделена в самостоятельное подразделение и получила статус вначале проблемного сектора, а затем лаборатории селекции пшеницы и озимого тритикале при кафедре селекции, генетики и  семеноводства, как полигон для подготовки студентов селекционеров и семеноводов путем участия их в практической селекции. 




Лабораторией в разные годы заведовали:


• Рейтер Б.Г.(1971-1973 гг.)
• Рутц Р.И.(1973-1977 гг)
• Серюков Г.М. (1977-1980 гг. с 1994-2011 г.),
• Вакуленко Г.М.(1980-1985 гг.),
• Матвеев А.В. (1985-1991),
• Головко Г.В. (1991-1994),
• Чурсин А.С. (2011 г. - по настоящее время).



Научная работа

Руководитель научно-педагогической школы по селекции яровой пшеницы В.П. Шаманин обеспечил эффективную работу коллектива  лаборатории на опытном поле Омcкого ГАУ.

Опытное поле и лаборатория селекции – это база для проведения селекционно-генетических  исследований  и подготовки кандидатских и докторских диссертаций. На этой базе выполнили свои научные программы и защитили диссертации:
Рейтер Б.Г. (доктор с-х наук, профессор,  глава администрации Азовского района), Шаманин В.П. (доктор с-х наук, профессор кафедры селекции генетики и физиологии растений), Плотникова Л.Я. (доктор  биол. наук, профессор кафедры селекции генетики и физиологии растений), Храмцова Н.В. (доцент кафедры селекции генетики и физиологии растений),  Вакуленко Г.М. (доцент кафедры селекции генетики и физиологии растений),  Пьянов В.П. (доцент кафедры селекции генетики и физиологии растений), Костомаров В.Н. (доцент кафедры кормопроизводства и технологии хранения продукции растениеводства), Сивухо Н.В. (доцент кафедры растениеводства и земледелия), Петуховский С.Л. (2010-2015 гг. ректор ОмГАУ и доцент кафедры плодоовощеводства и ботаники),  Шорин Н.В.(доцент кафедры плодоовощеводства и ботаники и заместитель декана агрофака по заочному обучению), Трипутин В.М. (доцент кафедры селекции генетики и физиологии растений), Лихенко И.Е. (доктор с-х наук, директор СиБНИИРС),  Трущенко А.Ю.     (доцент кафедры агрономии, селекции и семеноводства),  Потоцкая И.В. (доцент кафедры агрономии, селекции и семеноводства), Кротова Л.А. (доктор с/х наук, профессор кафедры агрономии, селекции и семеноводства), Пушкарев В.И. (глава ЗАО «Нива» Павлоградского р-на), Левшунов М.А. (зам. директора КХ «Тритикум»).




Совместные проекты

Коллектив учебно-научной лаборатории  селекции и семеноводства полевых культур им. С.И. Леонтьева,  в содружестве со многими селекционно-генетическими учреждениями страны и международным центром улучшения пшеницы (СИММИТ, Мексика)  более двадцати лет работает над решением вопросов адаптивного и экологического направления в селекции пшеницы, которое  основано  на концепции усиления генетического контроля способности растений эффективно использовать благоприятные факторы внешней среды и противостоять действию абиотических и биотических стрессов - "генотип доминирует над средой".

Комплексные исследования позволили  теоретически и экспериментально обосновать технологию селекции яровой мягкой пшеницы на адаптивность, основные элементы которой  включают:

1. Поиск и использование в гибридизации генов, способствующих лучшей адаптации растений пшеницы к неблагоприятным факторам внешней среды и прежде всего к засухе и болезням;
2. Оценка и отбор на провокационных фонах - засушник,  ранние сроки сева, инфекционные фоны, экологические пункты, солонцовые почвы; 
3. Широкое экологическое испытание созданного исходного материала в различных пунктах Западно-Сибирского и Уральского регионов.




Практическими результатами многолетней комплексной работы является создание более двадцати сортов яровой мягкой пшеницы, пятнадцать из которых  создано   совместно с   научными учреждениями Западно-Сибирского и Уральского регионов. В настоящее время   включены в государственный реестр –Сибаковская 3, Эритроспермум 59, Терция, Нива 2,   Чернява 13, Соната, Дуэт. В 2008 году получен патент на новый сорт среднепозднего типа Сибаковская Юбилейная - это первый иммунный сорт в данной группе спелости.   В 2011 г. получен патент на новый иммунный сорт среднеспелого типа ОмГАУ  90.   В 2014 г. получен патент на новый иммунный сорт среднепозднего типа Павлоградка. В 2016 году сорта Столыпинская, ОмГАУ 95 и Элемент 22 успешно проходят Государственное сортоиспытание.
Селекционный прогресс по урожайности сортов селекции  ОмГАУ.  Если взять за точку отсчета сорт Сибаковская 3, который был районирован двадцать пять лет назад (1980 г.), то прибавка урожая у сорта Элемент 22 составила 1,8 т/га.




Таблица - Результаты государственного испытания сорта Элемент 22 на госсортоучастках Омской области в 2015 г. по урожайности зерна в сравнении со стандартом, ц/га.

Сорт	Горьковский ГСУ (Северная лесостепь)		Щербакульский ГСУ (Южная л/ст.)		Черлакский ГСУ (Степь)
	Урожайность, ц/га	± к стандарту	Урожайность, ц/га	± к стандарту	Урожайность, ц/га	± к стандарту
Элемент 22	38,4	+17,1	55,0	+26,2	41,2	+5,4
Серебристая (стандарт)	21,3		28,8		35,8




Максимальная прибавка урожайности над стандартом отмечена на Шербакульском ГСУ (южная лесостепь), и составила 26,2 ц/га, при урожайности сорта Элемент 22 55,0 ц/га. В северной лесостепи прибавка составил 17,1 ц/га. Даже наименьшая прибавка урожайности к стандарту на Черлакском ГСУ (степная зона) при урожайности сорта Элемент 22 составила +5,4 ц/га., что является очень серьезным превышением над стандартом.

Селекционная работа с тритикале в ОмГАУ началась в конце 60-х годов XX в. после получения оригинального материала пшенично-ржаных амфидиплоидов, созданных под руководством известного селекционера В.Е. Писарева. Одним из первых, кто обратил внимание на эту культуру и определил перспективность ее возделывания в Сибири, был М.С. Бодров, который являлся заведующим кафедрой селекции и семеноводства в этот период. Его аспирант Е.Г. Мухордов первым защитил кандидатскую диссертацию по тритикале в Омске и наряду с М.С. Бодровым является соавтором   сорта озимой тритикале Омской, созданной коллективом кафедры селекции, генетики и физиологии растений.

В дальнейшем селекционные исследования по тритикале курировал профессор С.И. Леонтьев. Под его руководством защищено три кандидатских диссертации (В.Н. Костомаров, Н.В. Шорин, В.М. Трипутин), посвященные селекционному улучшению этой культуры. С.И. Леонтьев и В.Н. Костомаров – соавторы сорта тритикале Омская.

С 2004 года в условиях степной засушливой зоны Омской области на базе ЗАО «Нива» Павлоградского района, проводится экологическое сортоиспытание перспективных сортов селекции ОмГАУ и других учреждений. Оцениваются  по комплексу хозяйственно-ценных признаков лучшие новые и реестровые сорта, а так же проводится изучение влияния биостимуляторов, микробиологических удобрений и фунгицидов на урожайность яровой пшеницы в степной зоне Омской области.

Ведется работа по первичному семеноводству сортов селекции лаборатории.

Сорта, созданные коллективом кафедры и лаборатории, высеваются на площади более одного миллиона га в четырех регионах России, в том числе в Омской области – более 400 тыс. га.




С 1994 г. учебно-научная лаборатория  селекции и семеноводства полевых культур им. С.И. Леонтьева тесно сотрудничает с Международным центром по улучшению пшеницы  СИММИТ (Мексика). Основным направлением совместных исследований является изучение и создание путем гибридизации исходного материала, устойчивого к бурой и стеблевой ржавчине. Изучение созданного исходного материала в 2009 г. в Кении  выявило целый ряд селекционных номеров, устойчивых к стеблевой ржавчине расы «Уганда 99»,  которая в настоящее время представляет большую опасность для производства зерна пшеницы в мире.

В 1998 году, руководитель Центрально-Азиатского Представительства СИММИТ в Казахстане А.И.Моргунов совместно с селекционерами Казахстана и Западной Сибири разработали программу челночной селекции между Мексикой, Казахстаном и Россией (Западная Сибирь) под названием КАСИБ. Опыт реализации этой программы является примером эффективности использования теории комплексного отбора и создания сортов пшеницы с использованием провокационных фонов. В данном случае конкретные экологические точки – регионы, страны и континенты используются в качестве фонов для оценки и отбора адаптивного селекционного материала. Программа КАСИБ позволяет ускорить процесс создания нового сорта, учитывая климатические особенности Мексики, где возможно получение 2-х урожаев яровой пшеницы в год. В Кении (Африка), которая расположена практически в экваториальной зоне Земли, также имеется возможность получения 2-х урожаев яровой пшеницы.  Национальный институт фитопатологии Кении является международным центром по оценке на устойчивость исходного материала пшеницы к вирулентной расе стеблевой ржавчины Ug 99.

Сеть объединяет семь научных учреждений РФ и семь учреждений Казахстана. Все участники сети раз в два года представляют в Казахстанско-Сибирское сортоиспытание (КАСИБ) по 2 - 4 сорта или линии для совместного изучения. Данные КАСИБа представляют большой интерес, так как они отражают реальную картину поведения сортов и состояния пшеницы на огромной территории

Казахстанско-Сибирская сеть улучшения яровой пшеницы (КАСИБ) была создана СИММИТом в 1999 года для объединения услий селекционных и научных программ по яровой пшеницы Казахстана, Западной Сибири и Уральского региона. КАСИБ объединяет ведущие научные учреждения региона:





Россия: - Алтайский НИИСХ - Курганский НИИСХ - Омский ГАУ - Самарский НИИСХ - Сибирский НИИСХ - Сибирский НИИРС (ныне Институт Цитологии и Генетики) - Челябинский НИИСХ

Казахстан: - Актюбинская СХОС - Восточно-Казахстанский НИИСХ - Казахстанский НИИ зернового хозяйства - Казахстанский НИИ земледелия - Карагандинский НИИСХ - Карабалыкская СХОС - Павлодарский НИИСХ




Начиная с 2000 года сеть КАСИБ сфокусирована на трех основных направлениях: 

1. Совместное изучение перспективного селекционного материала для отбора лучших кандидатов в сорта и их передача на государственное районирование. 

36 сортов районировано участниками КАСИБа в Уральском и Западно-Сибирском регионах России (http://www.gossort.com) в период с 2005 по 2016 годы; также 36 сортов районировано участниками КАСИБа в Казахстане за этот же период, включая 8 российских сортов. Дополнительный сбор зерна за счет сортов сети КАСИБ составляет десятки миллионов долларов США в год.








2. Челночная селекция для привлечения мировых генетических ресурсов пшеницы с целью повышения устойчивости к болезням и в первую очередь бурой и стеблевой ржавчине. 
В результате челночной селекции СИММИТ-КАСИБ проработаны более 10000 сортобразцов в России и Казахстане и выделены более 2000 сочетающих урожайность и устойчивость к болезням. Лучшие образцы уже переданы на сортоиспытание, сорта Павлоградка, Столыпинская, Алтайская Жница, Сибирская 17, Тобольская, Новосибирская 18, Обская 2, Сигма (Россия) и Степная-60 (Казахстан) уже районированы и возделываются. Сорт Павлоградка возделывается на площади более 10000 тысяч гектар. В рамках подготовки к возможному распространению стеблевой ржавчины Ug 99, представляющей глобальную угрозу, в условиях Кении изучены более 1400 сортообразцов и выделены более 150 устойчивых к патогену в условиях Кении и России. Данные образцы переданы всем учреждениям участникам КАСИБа и другим селекционным программам России. 




3. Подготовка кадров и интеграция ученых-селекционеров Казахстана и России в мировое научное сообщество:

Финансирование сети КАСИБ осуществлялось разными организациями включая:

• СИММИТ
• ФАО
• Фонд Мелинды и Билла Гейтса
• CRP WHEAT
• Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан
• Министерство финансов РФ через Евразийский центр продовольственной безопасности МГУ им. Ломоносова




Начиная с 2013 года Евразийский Центр финансировал работу СИММИТа (через CGIAR Fund Council) в рамках Казахстанско-Сибирской сети улучшения яровой пшеницы (КАСИБ) с целью создания новых сортов и повышения стабильности производства зерна в Западной Сибири, Северном Казахстане и Средней Азии. Объем финансирования составил 500 000 долларов США, из которых 230 000 долларов США в 2013-2015 гг. были перечислены по суб-контракту Российскому партнеру – Омскому государственному аграрному университету.

Приобретено лабораторное оборудование для электрофореза и селекционное оборудование (сеялка, молотилка, сортировальная машина «Петкус») на сумму 56 тыс. долларов США




По заказу Минсельхоза России за счет средств федерального бюджета в 2016 году на базе лаборатории начата работа по теме: "Биотехнологическая оценка синтетиков пшеницы с дикими злаками и выделение источников устойчивости к болезням и засухе, высокой продуктивности и качества зерна как альтернативы ГМО" Впервые в Западной Сибири   будет проведено фенотипирование и идентификация генов   устойчивости к болезням ДНК-маркерами у синтетиков яровой пшеницы, полученных путем скрещивания тетраплоидной Triticum turgidum и диплоидного дикого эгилопса (Aegilops tauschi) и выделены источники  хозяйственно-ценных признаков для селекции в РФ.

При поддержке Российского научного фонда в 2016 году начата работа над проектом: Фенотипирование и генотипирование линий синтетической гексаплоидной пшеницы (T. durum x Ae. squarrosa)   и выявление генов полезных признаков методом ассоциированного маркирования для повышения устойчивости к абиотическим и биотическим стрессам в условиях России»      




В данном проекте  будет проведено фенотипирование   линий синтетической гексаплоидной пшеницы и ассоциированное  маркирование путем секвенирования генома, что позволит  идентифицировать гены хозяйственно-ценных признаков, включая устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам.  Линии синтетиков созданы учеными из Японии и Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы -  СИММИТ (всего 79 линий, возможно часть из них озимого типа),   путем скрещивания тетраплоидной  Triticum  durum  (10   сортов устойчивых к засухе) с различными формами диплоидного дикого эгилопса (Aegilops squarrosa - 12 форм из различных регионов мира, имеющие  полиморфизм по геному D). В 2014-2015 гг. синтетики размножены и переданы в ОмГАУ для  исследований. Планируется выделить линии-синтетики с комплексом ценных признаков для использования в гибридизации. Будет получен принципиально новый генетический исходный материал  для селекции пшеницы в России за счет генетического полиморфизма генома D. В созданных гибридных популяциях с помощью генетических маркеров будут   выделены ценные  генотипы для  создания сортов с комплексом признаков адаптивности к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам среды.    Будет  сформирована генетическая коллекция образцов гексаплоидной синтетической пшеницы с  детальной генотипической и фенотипической базой данных, которая будет передана в ВИР, научным и селекционным учреждениям России. 

Научная новизна проекта заключается в использовании уникального генетического материала, выявлении генов полезных признаков ассоциированным маркированием, используя секвенирование генома, и создании базы данных генетической коллекции синтетиков и гибридных популяций для селекции на основе расширения полиморфизма генома D Aegilops squarrosa  из различных регионов мира; в разработке новых биотехнологических способов отбора и   оценки селекционного материала.




Результат  работы учебно-научной лаборатории селекции и семеноводства полевых культур им. С.И. Леонтьева Омского государственного аграрного университета свидетельствует  о перспективности интеграции селекционеров вуза с учеными научных учреждений  РАСХН,  РАН и СИММИТ в решении селекционно-генетических задач, по созданию  широко адаптивных сортов яровой пшеницы.