Этот сайт использует cookie. Чтобы узнать больше об их использовании,
нажмите здесь.
Сегодня беседуем с одним из ведущих ученых Омского государственного аграрного университета имени П.А.Столыпина.
Владимир Петрович Шаманин В 2020 году по итогам восьмого конкурса мегагрантов на создание лабораторий мирового уровня проект омских ученых «Повышение пищевой ценности пшеницы на основе генетических и селекционных методов, усовершенствованных технологий производства и переработки зерна» вошел в число победителей. На создание лаборатории в соответствии с условиями конкурса выделено 90 млн. руб. Работа будет осуществляться под руководством ведущего ученого мирового уровня в области качества зерновых культур профессора Хамита Кокселя (Турция). Научный руководитель от университета профессор Владимир Петрович Шаманин совместно с сотрудниками лаборатории генетики зерновых культур, лаборатории селекции и семеноводства полевых культур им. С.И. Леонтьева и обучающимися университета обеспечат эффективное выполнение научно-исследовательской программы проекта.
- Два года назад президент Владимир Путин подписал закон об органическом сельском хозяйстве в России. Вы с командой селекционеров стали разрабатывать сорта пшеницы для экологического земледелия гораздо раньше. На каком этапе сейчас идет эта работа?
Анализ мировой научной литературы свидетельствует, что многочисленные синтетические формы, полученные в последние десятилетия, являются ценным исходным материалом для создания сортов пшеницы, пригодных для экологического земледелия , устойчивых к биотическим и абиотическим стрессам, с высокой продуктивностью и качеством зерна, отвечающего требованиям функционального питания.
В Омском ГАУ создана единственная в России уникальная коллекция синтетической пшеницы, фенотипированная и генотипированная ДНК-маркерами по хозяйственно-ценным признакам и свойствам, выявлены новые гены и маркеры ценных признаков, пригодных для отбора в условиях Западной Сибири. На основе данной коллекции создан оригинальный материал для селекции. Исследования в данном направлении и селекция весьма актуальны для России, чтобы удержать позиции лидирующей страны по экспорту зерна и повышения его качества, расширения рынка продуктов для функционального питания. Созданы сорта с использованием генотипического потенциала диких видов и гексаплоидных синтетиков, которые переданы на государственное сортоиспытание: Силантий, Нива 55, Агрономическая 5. Уже включены в Госреестр и возделываются в Омской области и других областях Западной Сибири и Урала на площади более 300 тыс. га Элемент 22, Столыпинская 2, ОмГАУ 100, засухоустойчивые Павлоградка, ОмГАУ 90, Дуэт.
Сорта имеют комплексную устойчивость к болезням: бурой и стеблевой ржавчине на основе пирамиды генов. Сорта с синтетиками имеют высокую устойчивость к септориозу.
|
|
- Существует общее мнение, что мировое производство пшеницы удовлетворяет спрос и больше внимания следует уделять качеству зерна пшеницы. Вы сделали акцент на так называемые антоцианы, которые содержатся в пшенице с фиолетовой окраской зерна. Каких результатов удалось добиться?
Кроме фиолетовозерной пшеницы, мы создали сорта пшеницы с черной, синей и красной окраской зерна. Они обладают повышенным содержанием антоцианов и выраженными антиоксидантными свойствами. Повышенное содержание цинка, железа и других микроэлементов позволяет использовать муку из такого зерна для производства хлеба и кондитерских изделий с полезными свойствами, аналогичными биологическим добавкам. Это мировой тренд в области производства функциональных продуктов питания, когда функциональные свойства программируются и формируются на всех этапах производства от выведения сортов до получения готового к употреблению продукта.
Хлеб является основным продуктом питания в России, соседних странах, Западной Азии и Северной Африке. В некоторых странах Северной Африки (Египет, Марокко) и Центральной Азии (Таджикистан) доля суточных калорий продуктов, полученных из зерна пшеницы, достигает 40–50% и более в сельской местности. Чтобы удовлетворить растущий спрос населения, ежегодный прирост производства пшеницы в мире остается стабильным на уровне 1–2%, и по оценкам ФАО, производство пшеницы в мире уже достигло более 760 млн. тонн. Это указывает на то, что производство зерна пшеницы как таковое не является серьезной проблемой и, безусловно, отвечает мировому спросу. В Российской Федерации производство зерна пшеницы уже более 70 млн. тонн. Экспорт зерна увеличился более чем в два раза, в 2020 г. он оценивается в 36 млн. тонн.
Зерно и продукты из пшеницы обладают для человека необходимой пищевой и энергетической ценностью за счет углеводов, белков, макро- и микроэлементов. Технологические свойства пшеницы во многом зависят от содержания и структуры запасных белков клейковины – глютенинов и глиадинов. Они хорошо изучены и используются при создании новых сортов для производства и переработки зерна. Второй показатель отражает пищевые или функциональные свойства зерна и продуктов из пшеницы, обусловливая влияние пшеницы на здоровье человека. Конечно, технологические и пищевые свойства взаимосвязаны. Повышение функциональных свойств и пищевой ценности хлебных продуктов будет способствовать решению актуальной проблемы человека – укреплению его здоровья и повышению иммунного статуса, особенно в связи с угрозами, аналогичными пандемии коронавируса.
|
|
По мнению Всемирной организации здравоохранения, неправильное питание является основной причиной смерти и болезней в мире. Около двух млрд. взрослых имеют избыточный вес или страдают ожирением, а полмиллиарда имеют недостаточный вес. Даже в такой богатой стране, как США, в среднем каждая пятая смерть обусловлена плохим питанием. В России почти 5 млн. человек больны диабетом. Существует доказанная связь между заболеваемостью диабетом и потреблением пищевых волокон. Продукты из пшеницы обеспечивают около 20% ежедневного потребления пищевых волокон и важны для профилактики диабета, над чем мы также планируем работать, создавая сорта пшеницы с повышенным содержанием пищевых волокон.
Дефицит цинка связан с недоеданием, приводящим к недостаточному развитию детей и некоторым заболеваниям у взрослых. В России до 10% взрослого населения и 50–60% детей не получают достаточного количества цинка. Биообогащенная пшеница с более высокой концентрацией цинка доказала свое положительное влияние на здоровье человека в Индии и Пакистане.
Биофортификация пшеницы была начата в середине 2000-х гг. международным консорциумом «Harvest Plus» и достигла огромных успехов, однако в России это направление заметно отстает. Следует отметить, что если программа «Harvest Plus» предусматривает достигнуть уровня 50 мг/кг цинка в зерне пшеницы, то наши сорта, например ОмГАУ 100, Элемент 22, Столыпинская 2 имеют уже выше 60 мг/кг, что подтверждено международными исследованиями. Цинк из зерна усваивается организмом человека лишь на 25-30%. Из зерна с фиолетовой окраской зерна доступность цинка для организма возрастает в два и более раза, так как антиоксиданты, которые обеспечивают фиолетовый цвет зерна, являются проводниками цинка в клетки.
Программа Мегапроекта и создаваемая лаборатория предусматривают решить ключевую проблему сохранения здоровья населения России путем улучшения питания с использованием зерна и продуктов из пшеницы с улучшенными функциональными свойствами и пищевой ценностью.
Проектом предусматривается, что качество зерна и продуктов из пшеницы будет улучшено за счет селекции, агрономии, технологии переработки и окажет благотворное влияние на здоровье человека в Омской области, Западной Сибири и всей Российской Федерации. Поскольку значительное количество зерна пшеницы экспортируется, потребители за пределами России также получат зерно пшеницы с улучшенными свойствами. Существует также вероятность повышения стоимости зерна и продуктов из пшеницы повышенного качества, что делает пшеницу более конкурентоспособной как на внутреннем, так и на внешнем рынке.
|
|
Резкое снижение генетического разнообразия мягкой пшеницы по устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам произошло в результате целенаправленной селекции на повышение продуктивности и многовекового отбора пшеницы. Безвозвратно утеряны ценные адаптивные аллели, тысячелетиями накопленные в процессе эволюции в местных сортах народной селекции, произошло обеднение генофонда современных сортов пшеницы по генам устойчивости к вредоносным заболеваниям, что создает угрозу для снижения их адаптивности к биотическим и абиотическим факторам. Внедрение в сельском хозяйстве новых высокоурожайных сортов и культур привело и к снижению биоразнообразия.
Стародавние сорта пшеницы (ландрасы) представляют собой ценный генетический ресурс для селекции яровой мягкой пшеницы.
Огромное разнообразие пшеницы было собрано экспедициями в 1920–1940 гг. при организации и непосредственном участии в них академика Н.И. Вавилова. В настоящее время данный оригинальный материал составляет примерно третью часть коллекции ВИР (Всероссийский институт растениеводства) и представлен образцами дикой пшеницы, местными и старыми селекционными сортами, полученными путем отбора из местных сортов. Для любого генетического банка семян такой материал имеет особую ценность, поскольку в нем содержится значительный запас комбинаций аллелей генов, обусловливающих приспособленность пшеницы к различным почвенно-климатическим условиям и устойчивость к биотическим факторам. Однако, генотипический потенциал адаптивности стародавних сортов практически не используется в селекции, которая в основном ориентирована на высокую урожайность.
Англичане изучили обширную коллекцию ландрас пшеницы из 32 стран мира, в том числе из России, и показали их селекционную ценность как источника генов адаптивности и качества зерна.
- В 2019 году Вы передали на сортоиспытание первый многолетний сорт, созданный на основе дикого пырея сизого. Расскажите, для чего дикий злак Вы отселектировали до уровня пшеницы?
Многовековое культивирование однолетних культур ведет к деградации почвы, увеличились эрозийные явления, снизилось плодородие, возрастает выброс углерода в атмосферу, увеличивается парниковый эффект, с которым связывают потепление климата на планете. Выбросы окиси углерода в атмосферу от сельского хозяйства уже оцениваются в пределах 30% , и это серьезная угроза климату. Многие страны приняли Парижское соглашение об ограничении выбросов углерода в атмосферу, вводятся квоты для промышленных предприятий и для фермеров, за превышение которых применяются карбоновые штрафы. В отличие от однолетних культур, требующих ежегодной обработки почвы, приводящей к выбросу углерода в атмосферу, посевы многолетнего пырея сизого сорта Сова, наоборот, ежегодно аккумулируют углерод до 3, 5 т/га , снижают парниковый эффект, в перспективе обеспечат эмиссию карбоновых ваучеров. В сравнении с яровой и озимой пшеницей, наш сорт пырея Сова имеет высокую устойчивость к засухе ( корни до 2 м), комплексную устойчивость к болезням, сорт экологичный и предназначается для регенеративного земледелия, сохраняет и улучшает плодородие почвы.
Содержание белка в зерне созданного сорта пырея 19-20%, у пшеницы в пределах 13-14%. Сорт Сова двойного назначения – на зерно и сено. Срок использования без пересева - до 7 лет. Из зерна будет производиться полезный хлеб: в сравнении с пшеничным хлебом больше незаменимых аминокислот; в 2 раза больше жирных кислот Омега-3; в 5 раз больше кальция; в 10 раз больше фолиевой кислоты; высокая антиоксидантная активность. Диверсификация хлебобулочных и кондитерских изделий - диетический хлеб и крекеры для здорового питания. Немаловажное значение для фермера – это низкая себестоимость производства зерна.
Если академик Н.В. Цицин хотел создать многолетнюю пшеницу путем скрещивания ее с пыреем, то мы пошли альтернативным направлением, пырей планируем отселектировать до уровня пшеницы, по сути, наш сорт Сова - это альтернатива многолетней пшеницы.
Сорт пырея сизого Сова в 2020 г. включен в Госреестр селекционных достижений РФ для всех регионов возделывания культуры (код 8154091, патент № 11145 от 18.06.2020).
