Селекционные достижения
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РУСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
«ЕВРАЗИЙСКАЯ ЮРИДИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ А.КУНАЕВА»
Доклад
На тему: «Селекционные достижения»
Выполнила: Даркембаева Н.
Проверила:Амангельды А.
Алматы,2016г
Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур в Казахстане
В решении задач современного растениеводства, в устойчивом росте его продуктивности, рентабельности значительны роль селекции и ускоренное использование новых сортов и гибридов в производстве. Вклад селекции в повышении урожайности за последние десятилетия оценивается в 30-70 %, а с учетом изменяющегося климата роль её будет возрастать. Т.е. решение продовольственной безопасности страны, устойчивое развитие сельского хозяйства в значительной степени зависит от развития селекции и семеноводства.
Главный принцип мирового растениеводства - быстрая сортосмена, сортообновление и научно-обоснованное семеноводство. Поэтому селекционно-семеноводческая работа является непрерывным процессом. Практика сортосмены показывает, что в связи с допуском новых сортов яровой пшеницы более интенсивного типа повышение урожайности достигает 3-5 ц/ га (данные России). В производстве Республики Казахстан не соблюдаются экономически обоснованные сроки сортосмены и сортообновления. Сорт, многократно пересеваемый, не раскрывает биологический потенциал и постепенно теряет ведущую роль в увеличении производства продукции, снижает конкурентные преимущества по качеству на внутреннем и мировом рынке.
Урожайность практически всех основных культур находится на низком уровне в сравнении с мировыми показателями. Например, урожайность зерновых культур в Казахстане составляет, в среднем, всего 12-15 ц/га. Это, в основном, обусловленно крайней засушливостью климата, недостаточным ассортиментом сортов и другими факторами.
Селекция в Казахстане представлена, в основном, институтами АО «КазАгроИнновация» МСХ РК, которые имеют большой научный задел и потенциал по созданию сортов основных сельскохозяйственных, плодовых и др. культур. В настоящее время селекционные работы в системе АО «КазАгроИнновация» (КАИ) проводятся в 13 НИО и 6 ОПХ в 10 регионах по 39 видам с/х культур. Негосударственные селекционные учреждения представлены не широко (н-р, Фитон, ОПХ «Масличные культуры» и др.).
Как показывает практика последнего десятилетия, ежегодно ученые республики создают около новых 25 - 30 сортов и гибридов, с учетом имеющихся генофонда и наработанного материала в разных селекционных питомниках.
Однако, низка результативность селекции по масличным, крупяным, зернобобовым культурам, сахарной свекле, что приведет к обеднению сортового потенциала в производстве и отсутствию сортосмены, зависимости от селекции других стран, причем возникнет необходимость выплаты «роялти» за использование зарубежных сортов.
За последние 10 лет допущено к использованию 200 сортов селекции НИО КАИ. На текущий период в Государственный реестр селекционных достижений РК допущено к использованию в производстве более 1200 сортов сельскохозяйственных культур, и только около 50% сортов - это достижения отечественной селекции.
Для сравнения. В системе Россельхозакадемии 42 селекционных центра, ежегодно создаются от 300 до 400 новых сортов и гибридов. Всего за период с 1991 по 2009 годы было включено в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, 1214 сортов и гибридов зерновых культур.
После допуска в производство сорта основной задачей является его ускоренное размножение для занятия посевных площадей. В 2011 году площади под отечественными сортами зерновых культур составили около 6,8 млн. га. При этом значительная доля площадей в северных областях занята сортами яровой пшеницы омской селекции (Омская 28, Памяти Азиева, Омская 35, Омская 36, Светланка и др.).
Несмотря на определенные успехи, отечественные высокоурожайные сорта пшеницы, ячменя, риса, гибриды кукурузы и других зерновых культур генетически недостаточно защищены от таких заболеваний как фузариоз колоса, пыльная головня, пузырчатая головня, корневые гнили и др. Использование в производстве восприимчивых к болезням и вредителям и генетически близких по устойчивости сортов может привести к эпифитотиям. Селекция на устойчивость к болезням и вредителям требует постоянного поиска форм устойчивости растений к новым видам и расам возбудителей, закрепления генов устойчивости в генотипе, совершенствования технологий возделывания.
Сохраняется тенденция преобладания в посевах республики доли средне- и позднеспелых растений. Доля раннеспелых зерновых культур составляет лишь 5-7 %. Современные сорта и гибриды культур часто не обладают качеством выходной продукции для переработки, транспортировки и т.д.
Отечественная селекция овощных и бахчевых культур уступила свои позиции иностранной. Импорт семян овощных и бахчевых культур составляет порядка 80% от общего объема рынка, причем очень высока их цена. Неуклонно растут площади овощей в защищенном грунте. Следует развивать собственную селекцию этих культур, в т.ч. для закрытого грунта.
Основными нерешенными проблемами селекции сои также являются недостаточная устойчивость современных сортов к засухе и переувлажнению, болезням и вредителям, растрескиванию бобов, для позднеспелой группы - устойчивость к пониженным температурам в период прорастания.
В связи с приоритетностью развития животноводства необходимо расширять посевные площади кормовых культур, что делает актуальным развитие их селекции и семеноводства. Стоимость семян и сена многолетних трав также остается высокой, что экономически оправдывает посев однолетних и многолетних трав.
Рыночная экономика диктует новые требования к садоводству и виноградарству. Основным из них является то, что увеличение валового производства плодов, ягод и винограда должно осуществляться не только за счет расширения площади насаждений, но и за счет интенсификации отрасли на основе правильной сортовой политики, современных технологий и др. Основополагающим является научно-обоснованное размещение пород и сортов по различным природным зонам, что диктует наличие их широкого ассортимента.
Очень важна системная государственная поддержка селекции и семеноводства, т.к. селекция требует значительных финансовых ресурсов. Недостаточное финансирование программы оставит результативность селекции растений на прежнем уровне, приведет, в конечном итоге, к зависимости страны от сортов зарубежной селекции. К тому же, практика показывает, что сорта сельскохозяйственных культур, созданные в других странах, не адаптированы к условиям Казахстана, а в республике существуют около 60 уникальных природных ниш. Например, сорта, завезенные из России, в отдельных случаях могут быть более продуктивными, однако, по качественным показателям, они уступают отечественным. Поэтому нужно развивать собственную селекцию растений, технологии, специфичные к природно-климатическим условиям страны.
Так, в России приняты меры по развитию селекции во исполнение поручения Президента Российской Федерации об обеспечении с/х товаропроизводителей отечественными семенами в объеме не менее 75% потребности. Принята Стратегия развития селекции и семеноводства с/х культур на период до 2020 года с планируемым объемом финансирования 263,14 млрд. руб. Будет создано 2710 новых сортов и гибридов, разработано 905 генетических, биотехнологических и селекционных методов для ускорения создания сортов, 935 современных технологий семеноводства и возделывания с/х культур, подготовлены около 1000 докторов и кандидатов наук.
Т.о., создание новых сортов сельскохозяйственных культур с высокой урожайностью, необходимыми параметрами качества, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды всегда актуально и является непрерывным, длительным (до 12-15 лет, а для плодовых - до 20 лет) и трудоемким процессом. Необходимость селекции связана не только с продовольственной безопасностью, но и с глобальным изменением климата, а именно, его потеплением, засушливостью. Установлено, что в последние десятилетия температура земли повышается в среднем на 0,01градус за десятилетие.
Поэтому нужны новые подходы для ускорения селекции. Сегодня в развитых странах мира в селекции растений активно применяются достижения современной молекулярной биологии и генетики. Для успешной селекции важно маркирование хозяйственно-ценных признаков и возможность проводить отбор ценных генотипов не по фенотипической оценке, а на основе прямой генетической информации на ранних стадиях развития растения. Это сокращает время отбора и обеспечивает экономию материальных ресурсов и трудовых затрат.
Уже сегодня известен ряд примеров эффективного использования ДНК-маркёров в молекулярно-генетических исследованиях и селекции зерновых, зернобобовых, бобовых и овощных культур. Во многих селекционных центрах мира разработаны стратегии использования молекулярных маркеров на данных секвенирования генома растений, наличия значительного количества маркеров хозяйственно-ценных признаков.
Биотехнологии дают возможность правильно управлять огромным массивом генной - и биоинформации, вести постоянный поиск новых важных признаков и генов, влияющих на определенные свойства. Такие новейшие клеточные технологии, как ДНК-диагностика, метод гаплоидов сокращают процесс получения новых сортов и дают возможность соответствовать требованиям рынка, более оперативно откликаться на нужды перерабатывающей, пищевой промышленности и смежных отраслей сельского хозяйства. В мире активно ведутся как в растениеводстве, так и в животноводстве работы по созданию «библиотеки генов». Используя ДНК-маркеры, уже на начальном этапе селекции ученые получают возможность планировать новые признаки и свойства, сокращать сроки исследований, выбирать нужные линии.
В НИО Казахстана разработан ряд технологий с участием методов генетики, физиологии и биохимии растений, биотехнологии.
Сорта и гибриды с.-х культур идентифицированы по запасным белкам. На их основе показана гетерогенность сортов зерновых и зернофуражных культур, т.е. наличие в сорте нескольких биотипов, что служит основой их адаптивности в различных природно-климатических условиях. Кроме того, идентификация по запасным белкам позволила паспортизировать казахстанские сорта, что очень важно при защите интеллектуальной собственности.
В области биотехнологии: отработаны методы гаплоидной технологии, сомаклональной вариации зерновых, зернофуражных, зернобобовых культур, микроклонального размножения сахарной свеклы, картофеля, лекарственных растений. На основе методов гаплоидной технологии созданы сорта зерновых и зернофуражных культур как Нуреке, Байтерек, Акжол, Бастама и др., занесенные в Государственный реестр селекционных достижений.
Созданы признаковые коллекции с.-х. культур с использованием методов молекулярной биологии. Использование молекулярных маркеров позволяет дифференцировать сорта по их генетической основе.
Создана единая информационная база имеющегося генофонда с/х культур согласно международным дескрипторам по морфо-физиологическим, селекционным признакам и с генетической характеристикой сорта, вида для использования специалистами различных дисциплин при привлечении образцов из генофонда.
Широко используются биотехнологии в области плодоводства. Создается банк гермоплазмы плодово-ягодных культур и винограда в асептических условиях in vitro. В 2011 г. коллекция in vitro достигла около 400 сортов плодовых, ягодных культур и винограда. Проведены исследования по оптимизации условий хладохранения и криоконсервации спящих зимующих почек в жидком азоте, режимов вывода тканей из состояния глубокого охлаждения и регенерации из них целых растений. Оптимизированы условия криоконсервации изолированных почек винограда в жидком азоте (-196°С).
В области виноградарства созданы генетические карты в виде ДНК- профиля 7 сортов винограда по 10 молекулярным маркерам. Выращено 4 тыс. шт. суперэлитных саженцев винограда на основе микроклонального размножения, которыми заложен суперэлитный маточник на площади 2 га.
Согласно поручению Главы государства принимаются в республике меры по возрождению национального бренда - сорта яблони Апорт. Оптимизированы этапы микроклонального размножения (ведение в культуру тканей, регенерация апексов и пролиферация). Определены оптимальные сроки взятия проб с маточных деревьев по фенофазам развития для микроклонального размножения. Получены пробирочные растения in vitro и переведены на этап ризогенеза. Отобраны 35 перспективных форм Апорта и заложены сады на 16 га в двух хозяйствах Алматинской области.
В рамках проекта «Создание и использование картирующих популяций ячменя с участием диких сородичей» учеными Международного центра ИКАРДА и КазНИИ земледелия и растениеводства испытаны около 200 номеров ярового ячменя контрольного и конкурсного питомников института в уникальных экстремально засушливых условиях Сирии. Впервые с учеными ИКАРДА изучено содержание b-глюкана в зерне, как пивоваренного критерия, в коллекции ячменя. Выделены образцы по комплексу признаков, которые используются в селекции в качестве родительских форм на конкретный признак. Получены 180 дигаплоидных линий на основе H.spontaneum для создания картирующих популяций ячменя.
Значимая работа проводится с Международным институтом картофеля (СИП) и Региональным центром по овощным культурам - AVRDS по региональному сортоиспытанию овощных культур. Значительная поддержка оказывается СИП для формирования гермоплазмы картофеля.
В рамках проекта в 2010 году в Госреестр РК включено 3 совместных с AVRDS новых сорта перца. В 2011 - 2012 гг.: проводится сортоиспытание 17 образцов салата, сои и китайской капусты; испытываются в ГСИ еще 2 новых совместных сорта перца, 1 - овощного маша, 1- овощной сои.
В связи с этим, основная задача в настоящее время - организация в республике семеноводства картофеля на безвирусной основе для роста урожайности картофельных плантаций. Для получения оздоровленного исходного материала картофеля широко используются методы биотехнологии (микроклональное размножение). В настоящее время ведением первичного семеноводства картофеля занимаются научные учреждения, входящие в состав АО «КазАгроИнновация», где имеются биотехнологические лаборатории.
В рамках бюджетной программы МСХ РК в Казахском НИИ картофелеводства и овощеводства построен завод по производству безвирусных миниклубней картофеля. Это биотехнологический комплекс с высокотехнологичными научными приборами, оборудованием и теплицей (1,2 га) будет производить высококачественный оздоровленный семенной материал картофеля. Завод по производству миниклубней окажет влияние на развитие рынка семенного картофеля, привлечет покупателей оздоровленного от вирусных и других болезней, качественного семенного материала. Производство миниклубней на современном комплексе имеет ряд преимуществ. Обеспечит высокое качество семян, норма расхода при этом снижается в 7-10 раз, затраты на транспортировку и хранение - 5-10 раз, чем обычными семенными клубнями, урожайность культуры повысится, в среднем, в 1,5-2,0 раза. Вместо сложившейся в настоящее время 4-5- летней схемы элитного семеноводства, при которой идет повторное заражение вирусными и другими болезнями, будет обеспечена 2-3-годичная схема, гарантирующая высокое качество семян. В результате урожайность картофеля в республике будет увеличена до 1,5-2,0 раза.
Технология мини-клубней позволяет массово размножить и быстро внедрить в производство новые высокопродуктивные сорта картофеля казахстанской селекции (Астана, Ауыл, Альянс, Жанайсан, Жуалы, Карасайский, Когалыу, Нэрли, Тамаша, Тохтар, Улан, Үшқоңыр и мн.др.). Из 60 сортов картофеля, районированного в Казахстане, 50% - отечественной селекции. Спрос на отечественные сорта увеличивается, однако низкий коэффициент размножения при традиционной технологии сдерживает размножение и внедрение этих новых сортов.
Для осушествления контроля над качеством семенного материала необходимо создание сертификационной службы на юго-востоке и в северных областях республики. Это позволит приблизить уровень отечественного семеноводства к уровню зарубежных стран и обеспечит надежную защиту отечественного рынка семян картофеля.
С 2011года учеными КАИ совместно с Австралийским центром функциональной геномики растений начат проект на основе молекулярных и биотехнологических методов для создания засухо - солеустойчивых сортов пшеницы. Вместе с германскими коллегами методами молекулярного маркирования идентифицированы сорта и перспективные линии яровой и озимой мягкой пшеницы казахстанской селекции по ряду генов, изучено разнообразие сортов по 12 маркерам различных хромосом. Это пока работы незначительны по сравнению с необходимостью ускоренного и целенаправленного развития селекции. Селекция с применением современных биотехнологий и ДНК-методов требует значительных инвестиций.
Для обеспечения внутренних потребностей и увеличения экспорта пшеницы - важнейшей сельскохозяйственной культуры Казахстана - необходимо создание и внедрение в производство урожайных сортов яровой пшеницы, сочетающих устойчивость к засухе и видам ржавчины, с высокими хлебопекарными качествами, отвечающие требованиям мирового рынка. С 2012 г. по бюджетной программе МСХ РК начато финансирование проекта, основанного на использовании Казахстанско-Сибирской сети по улучшению пшеницы КАСИБ (создан в 2000 г. известной организацией - Международным центром по улучшению кукурузы и пшеницы - СИММИТ), объединяющей все селекционные организации Казахстана, и метода «челночной селекции Казахстан-Мексика-Канада-США». Это дает возможность привлечения богатейшего мирового генофонда пшеницы, ведущих селекционных институтов мира и СИММИТ, что позволит создать в стране устойчивую современную базу селекции новых сортов пшеницы. В процессе реализации проекта будут освоены современные научные методы и методологии, существенно обогащены генетические ресурсы страны.
Как известно, появившаяся новая вирулентная раса стеблевой ржавчины Ug99 обнаружена в ряде стран Африки, Среднего Востока и Азии. Для предотвращения угрозы ее распространения - объекта исследований, на которую направлены значительные усилия и ресурсы многих стран мира (США, Канады, ЕС, Австралии, стран Африки и Азии), будет проводиться постоянный мониторинг болезни, испытываться в Кении около 1500 образцов селекционного материала для выявления устойчивых генотипов, начаты селекционные работы по созданию устойчивых к UG99 линий пшеницы для Казахстана.
Работы по этому направлению следует расширять с соответствующим объемом финансирования, тем более воспользоваться возможностями и наработками развитых стран по противостоянию этой болезни, приводящей иногда к потере значительной части урожая пшеницы. В стратегии борьбы с UG99 в мире созданы специальные фонды, проводятся конференции, трейнинги для объединяются усилия всего мирового научного сообщества.
Кстати, это первые проекты в практике проведения совместных исследований, когда начато софинансирование со стороны АО «КазАгроИнновация» в рамках республиканского бюджета.
Т.о. инновационный сценарий развития селекции и семеноводства в Казахстане должен основываться на комплексном развитии фундаментальных исследований в области биологии и биотехнологии и традиционных подходов селекции для обеспечения конкурентоспособности селекционных достижений. Необходимы дальнейшее развитие стратегии интродукции мировых генетических ресурсов культурных растений и их диких сородичей, технологий и методов изучения их генетического разнообразия и сохранения для ускоренной селекции сортов и гибридов, информационных технологий в селекционном процессе и др.
-29 июня 2012 года на базе Казахского НИИ земледелия АО «КазАгроИнновация» Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан состоялось международное совещание «Состояние и перспективы развития семеноводства сельскохозяйственных культур в Казахстане».
В работе совещания приняли участие известные ученые из России, Белоруссии, Украины, Киргизии, СИММИТ, представители МСХ РК, территориальных управлений сельского хозяйства, акиматов областей, семеноводческих компаний, ученые - аграрии научных учреждений и др.
Наряду с теоретической частью работа совещания была продолжена в рамках выездных семинаров на демонстрационных полевых селекционно-семеноводческих стационарах, в лабораториях, теплицах Казахского НИИ земледелия и растениеводства и Казахского НИИ картофелеводства и овощеводства, а также на круглом столе по вопросам внедрения сортов, семеноводства, патентования и защите прав селекционеров.
Участники конференции, отмечая возможности семеноводства для повышения урожайности с./х. культур, считают, что:
состояние семеноводства, несмотря на государственную поддержку (субсидии), остается на низком уровне в отношении объема производства и качества семян; по некоторым, особенно, овоще-бахчевым, сахарной свекле, кормовым культурам, имеет место необеспеченность качественными семенами и импортозависимость; по отдельным культурам семена не производятся;
материально - техническая база семеноводства слабая; многие элитсемхозы работают на старых семяочистительных машинах, не соблюдаются севообороты и изоляция на семеноводческих участках; некоторые аттестованные хозяйства не соответствуют полученному статусу;
из-за недостаточной организации семеноводства потенциальные возможности новых сортов реализуются не в полной мере; сроки сортосмены и обновления семян отстают от научно- рекомендуемых;
имеет место поступления на рынок некондиционных семян, мониторинг качества проводится не на должном уровне и др.
В резолюции конференции отмечено, что для улучшения семеноводства с/х культур в Казахстане и странах- участниках необходимо:
принять дальнейшие меры для обеспечения производства высококлассными семенами сельскохозяйственных культур, так как это важнейший резерв повышения урожайности и валовых сборов; следует усилить координирующую и контролирующую функции государства во всех звеньях семеноводства;
кардинальное обновление с государственной поддержкой материально- технической базы, инфраструктуры научных учреждений - селекцентров, системы госсортоиспытания, а также элитно-семеноводческих хозяйств, аккредитованных семенных лабораторий, сохранение мер государственной поддержки семеноводческих предприятий;
совершенствование законов, подзаконных актов по вопросам семеноводства, селекции, интеллектуальной собственности, ряда стандартов на семена, их гармонизации с нормативно-методическими и регулирующими документами мирового сообщества; селекция семеноводство соя
разработать инновационные, долгосрочные селекционно-семеноводческие программы до 2020 года по сельскохозяйственным культурам для повышения конкурентоспособности на рынке семян сортов и гибридов с.-х. растений и товарной продукции, в целом;
принять мировой опыт организации кооперации и специализации семеноводческих фирм с государственной поддержкой в период их становления;
активно внедрять методы современной биологии и биотехнологии в селекционно-семеноводческий процесс;
расширить перечень семеноводческих хозяйств по овоще-бахчевым культурам для ускоренного внедрения в производство отечественных селекционных достижений;
в аграрных университетах республики воссоздать кафедры селекции и семеноводства с целью подготовки квалифицированных специалистов;
семеноводческие технологии направить на максимальное накопление влаги в почве для получения потенциальных объемов качественных семян и снижения расходов на их производство;
усилить государственный контроль за работой питомниководческих хозяйств, особенно частных, занимающихся размножением посадочного материала плодово-ягодных культур;
создать независимую ассоциацию патентообладателей и лицензиатов для взаимовыгодного их взаимодействия, разработать прозрачный и эффективный механизм выплаты «роялти» селекционерам и др.
Принятие этих мер позволит создать конкурентоспособную инновационную систему селекции и семеноводства, условия для обеспечения производства качественными семенами в необходимых объемах, для соблюдения своевременной сортосмены и сортообновления.