Научное обеспечение импортозамещения в картофелеводстве Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Старовойтов В. И.

д.т.н., проф., зам. директора института ВНИИКХ

Звягинцев П. С.

к.э.н., в.н.с. института ВНИИКХ

НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ В КАРТОФЕЛЕВОДСТВЕ

Ключевые слова: картофелеводство, подпрограмма, импортозамещение, импорт и экспорт картофеля, семенной картофель.

Решение задач продовольственной безопасности и обеспечение уровня жизни населения РФ требуют интенсивного развития и внедрения новых генетических технологий в сельское хозяйство, в том числе в селекцию и семеноводство картофеля.

По данным Россельхозцентра и Госкомиссии по испытанию и охране селекционных достижений, сорта картофеля зарубежной селекции используются в РФ более широко, чем отечественные. За последние 3 года эта тенденция усиливается: в Госреестр РФ внесено 88 сортов картофеля, из них только 32 отечественных. В настоящее время в государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию, находится 396 сортов картофеля.

Из пяти наиболее распространенных в производстве сортов четыре сорта - импортные (Ред Скарлет, Розара, Романо, Гала (из них защищен патентом только Гала, а остальные уже не охраняются патентами), и только один -российский. Таким образом, РФ находится в критической зависимости от зарубежных сортов. В Российской Федерации для выведения новых сортов картофеля современные методы маркёр-ориентированной и геномной селекции вообще не применяются, и при сохранении этой тенденции РФ обречена на стремительное отставание картофелеводства от технологически развитых стран. Прямой перенос в Россию новых технологий селекции картофеля, разработанных в развитых странах (маркёр-ориентированной и геномной селекции), невозможен в связи с их высокой стоимостью и ограничениями, накладываемыми зарубежными компаниями - владельцами этих технологий на их передачу в другие страны.

Организация работы по постоянному выведению новых высокоэффективных сортов картофеля на базе новых отечественных селекционно-генетических технологий исключительно важна в связи с тем, что существующие сорта картофеля в течение нескольких лет теряют устойчивость к заболеваниям, так как постоянно появляются новые вредители, а также расы вирусов и грибов, к которым картофель не имеет устойчивости.

Низкая конкурентоспособность сортов картофеля российской селекции на внутреннем и международном рынках обусловлена крайне низкими объёмами финансирования исследований и разработок в сфере российского картофелеводства, а также множеством связанных с этих факторов.

Селекции и семеноводство картофеля в Российской Федерации практически не обеспечены современной материально-технической базой и инфраструктурой; имеет место слабая оснащенность научных лабораторий и семеноводческих центров современными приборами, оборудованием и реактивами.

В целях реализации Указа Президента Российской Федерации от 21 июля 2016 г. № 350 «О мерах по реализации государственной научно-технической политики в интересах развития сельского хозяйства» и Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы, утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации от 25 августа 2017 г. N° 996 30 августа 2017 г., разработана подпрограмма «Развитие селекции и семеноводства картофеля в Российской Федерации» Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы1.

Научное обеспечение импортозамещения в картофелеводстве осуществляется на основе реализации вышеуказанной подпрограммы.

Картофель традиционно является вторым по значимости продуктом растениеводства в Российской Федерации после зерновых культур. В России производится 30 млн. тонн картофеля и она занимает третье место в мире по объемам производства (рис. 1).

Среднегодовой объем внутреннего рынка товарного картофеля оценивается в 6-7 млн. тонн. В среднесрочной перспективе в потреблении российских домохозяйств картофель сохранит статус «второго хлеба», спрос будет поддерживаться за счет повышения доли потребления картофеля, подвергнутого обработке, в первую очередь, получения сухих картофелепродуктов и вакуумированного картофеля.

Ежегодные объемы импорта картофеля составляют около 500 тыс. тонн и постепенно снижаются (254 тыс. тонн в 2016 г. - это около 4 процентов крупнотоварного производства картофеля); экспорт картофеля около 200 тыс. тонн (рис. 2). Экспорт картофелепродуктов - около 80 тыс. тонн. Промышленно перерабатывается около 1 млн. тонн.

www.pravo.gov.ru

Структура и емкость рынка картофеля в России

Рисунок 1.

Структура и емкость рынка картофеля в России

Рисунок 2.

Импорт/экспорт картофеля в РФ, тыс. т

Импорт семенного картофеля составляет 16-18 тыс. тонн/год. Экспорт семенного картофеля 6 тыс. тонн.

Несмотря на значительные объемы внутреннего производства товарного картофеля, доля семенного картофеля сортов российской селекции среди 10 лидирующих на отечественном рынке сортов не превышает 20 процентов в общем объеме производства. Это объясняется низкой конкурентоспособностью сортов российской селекции по сравнению с сортами зарубежной селекции, на которые в 2016 г. пришлось около половины посадочного материала (49,8%). Высокая доля посадочного материала иностранной селекции отражает, прежде всего, спрос сельскохозяйственных организаций (200 тыс. га или 9,7% площадей, занятых посадками картофеля), крестьянских и фермерских хозяйств (КФХ 150 тыс. га или 7,2% площадей).

Ведущими странами-поставщиками в Российскую Федерацию семенного картофеля в 2014-2017 годах являлись Германия, Нидерланды, Финляндия, а также Польша, Великобритания и Франция. Одновременно с этим в последние годы семеноводческие компании указанных стран активно реализуют проекты по локализации производства семенного картофеля на территории Российской Федерации. Локализация производства импортных сортов картофеля не снижает импортозависимости, поскольку производства исходных растений остается за рубежом.

Основной целью подпрограммы «Развитие селекции и семеноводства картофеля в Российской Федерации на 2017-2025 годы» является обеспечение стабильного роста производства высококачественного семенного картофеля

современных конкурентоспособных российских сортов на основе применения новых высокотехнологичных отечественных разработок, включающих элементы полного комплексного научно-технического цикла.

Задачи подпрограммы:

• формирование современной научной-технологической базы селекции и семеноводства картофеля за счет выполнения комплексных научных исследований фундаментального и прикладного характера, в том числе совершенствования и разработки агротехнологий, технологий классической и геномной селекции, геномного редактирования, создания новых отечественных сортов картофеля, семеноводства (оригинальных и элитных семян) и масштабирования производства новых сортов картофеля с конкурентоспособными хозяйственно-ценными признаками: продуктивность, форма клубня, глубина залегания глазков, устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам, механическим повреждениям, широким диапазоном адаптивной способности к условиям произрастания;

• сохранение, изучение и пополнение биоресурсных коллекций сортов, сортообразцов и гибридов картофеля, коллекций возбудителей заболеваний картофеля и симбиотических микроорганизмов;

• разработка и применение высокоэффективных технологий семеноводства на основе крупномасштабного тиражирования посадочного материала современных российских сортов картофеля, с применением биотехнологических методов, стандартизированных схем последовательного технологического выращивания семян высших категорий, современных биологических средств защиты и диагностики возбудителей заболеваний и вредителей картофеля, наборов реагентов для генетической паспортизации сортообразцов картофеля и диагностики хозяйственно-ценных генов;

• увеличение годового объема производства и реализации семенного картофеля сортов отечественной селекции категорий оригинальный и элитный, созданных в рамках подпрограммы;

• реализация комплексных научно-технических проектов по созданию отечественных конкурентоспособных сортов, сортообразцов и гибридов картофеля;

• создание системы контроля качества растительного материала на всех этапах производственного цикла от селекции до семеноводства, в том числе экспертизы генетического материала;

• совершенствование системы подготовки и дополнительного профессионального образования кадров для подотрасли картофелеводства и привлечения молодых специалистов, ориентированных на быструю адаптацию к требованиям научно-технического прогресса.

Подпрограммой предусматривается разработка, апробация и коммерциализация представленных на рис. 3 технологий.

• маркер-ориентированной селекции картофеля;

• молекулярной паспортизации (генотипирования) сортов и линий картофеля,

• клонального микроразмножения и оздоровления коммерчески ценных сортов картофеля,

• высокопроизводительного гено и фенотипирования картофеля.

• Отбраковка до 90% генотипов на ранних стадиях селекционного процесса, несущих заведомо неблагоприятные варианты генов.

• Целенаправленный выбор генотипов, несущих нужные наборы генов устойчивости, качества и продуктивности.

Выделение ДНК

Анализ диагностических ДНК-маркеров

Далее отбор методами традиционной селекции из оставшихся < 1% лучших генотипов:

♦ Концентрация усилий, ресурсов на лучшем исходном материале.

♦ Повышение эффективности селекционного процесса.

Рисунок 3.

Маркёр-ориентированная селекция = традиционная селекция + генодиагностика

Достижение цели и реализация задач Подпрограммы основано на значительной научной базе, имеющейся в подотрасли картофелеводства:

- разработаны приоритетные направления селекции (рис. 4)

Рисунок 4.

Приоритетные направления селекции сортов картофеля

- созданы селекционные линии, перспективные для быстрого выведения сортов картофеля на основе новейших селекционно-генетических технологий;

- сформированы и поддерживаются биоресурсные коллекции картофеля (не менее шести коллекций в России), содержащие тысячи образцов - источников и доноров генов, контролирующих хозяйственно-ценные признаки для селекции новых сортов;

- по данным международных баз цитирования Российская Федерация уже сейчас имеет более 150 публикаций по использованию ДНК-маркеров в растениеводстве, из них в области картофелеводства около 10%;

- одним из важнейших результатов, полученных с участием российских ученых, является расшифровка генома картофеля, полученные результаты будут использованы для полногеномных исследований с целью поиска новых маркеров хозяйственно-ценных признаков картофеля;

- существенным конкурентным преимуществом является достигнутый высокий уровень отечественных научных школ в области молекулярной генетики, геномики и биоинформатики, составляющих основу новейших генетических технологий селекции растений;

- имеется значительный опыт в обработке результатов современных селекционно-генетических и геномных экспериментов («больших данных» - «bigdata»), разработаны первые вычислительные конвейеры для обработки омиксных данных, полученных для картофеля;

- разрабатываются методы автоматического фенотипирования растений, в том числе на картофеле уже разработаны первые протоколы автоматического фенотипирования и опубликованы результаты их использования;

- разработаны современные молекулярно-генетические технологии для диагностики возбудителей заболеваний и вредителей картофеля;

- разработаны меристемно-тканевые и аэрогидропонные технологии масштабного тиражирования сортов и сортообразцов;

- ведется разработка инновационных высокоэффективных биологических средств и методов защиты картофеля и технологий их применения в связи с изменением фитосанитарной ситуации (рис. 5).

Рисунок 5. Изменение фитосанитарной ситуации

В целях реализации мероприятий подпрограммы сформирован комплексный план научных исследований «Развитие селекции и семеноводства картофеля»(КПНИ).

Ожидаемые результаты реализации подпрограммы

Снизить уровень импортозависимости подотрасли картофелеводства за счет:

• увеличения объема производства и реализации в рамках подпрограммы семенного картофеля отечественной селекции категории элита - не менее чем на 18 тыс. тонн;

• создания новых отечественных конкурентоспособных сортов картофеля - не менее чем 12 сортов:

• столовые сорта для раннего потребления (Гулливер, Любава, Метеор, Крепыш и др.);

• столовые сорта для длительного хранения (Колобок, Великан, Бабушка, Фрегат и др.);

• сорта для переработки на сухое пюре (Брянский деликатес, Ноктюрн, Сигнал, Вымпел);

• столовые сорта для диетического питания (Василек, Романтик, Салатный)

• обеспечения отрасли дополнительными профессиональными образовательными программами по перспективным направлениям картофелеводства - 100 процентов;

• разработки для селекции и семеноводства картофеля - не менее 11 новых технологий;

• обеспечения поддержки не менее 7 коллекций сортов картофеля;

• регистрации результатов интеллектуальной деятельности (РИД), на использование которых будут заключены лицензионные соглашения, в том числе за рубежом - не менее 18 единиц;

• увеличение доли публикаций по селекции и семеноводству картофеля в рецензируемых научных изданиях (Scopus или Web of Science) - не менее 138 единиц;

• создания образовательными и научными организациями - участниками комплексных научно-технических проектов не менее 12 базовых (совместных) кафедр и 24 лабораторий и временных творческих коллективов;

• увеличения численности персонала, занятого исследованиями и разработками в организациях, выполняющих работы по селекции и семеноводству картофеля (полная занятость) на 340 человек;

• обеспечения участия в выполнении подпрограммы не менее 17 научно-исследовательских и образовательных организаций;

• разработки и регистрации не менее 10 новых биологических средств защиты картофеля.

Все это позволит снизить технологические риски, связанные с недостаточным обеспечением российского рынка семенным картофелем сортов российской селекции.

Таким образом, подпрограмма «Развитие селекции и семеноводства картофеля в Российской Федерации» будет способствовать системному усовершенствованию семеноводства картофеля как на федеральном, так и на региональном уровнях, дальнейшему развитию наметившихся в последние годы положительных тенденций и темпов роста крупнотоварного производства картофеля, способствовать импортозамещению в картофелеводстве, развитию экспортных поставок картофеля и картофелепродуктов.