“России нужна модернизация, но все инст румент ы модернизации - в руках Вашингт она и Брюсселя, кот орые хот ят помыкат ь Россией”, The financial times, Крист офер Колдуэлл. Биотехнология – главный резерв повышения рентабельности растениеводства Александр Конст ант инович Гапоненко Инст ит ут биологии развит ия им. Н.К.Кольцова РАН, д.б.н., профессор 18-19.10. 2011 г. Симпозиум «21 век: Россия – крупная аграрная держава или сырьевой придаток?» Основные темы презентации 1. Приоритеты программа развития биотехнологий в РФ на период до 2020 г. 2. Продовольственный кризис и его причины. 3. Необходимость применения биотехнологии для повышения рентабельности растениеводства. 4. Что такое современная биотехнология растений и тенденции ее развития. 5. Глобализация и растениеводство. 6. Достижения агробиотехнологии за 15 лет ее применения. 7. Парадокс руководства сельского хозяйства России. 8. Настоящее и будущее пшеницы. 9. Проблемы производства и экспорта продовольственной пшеницы в РФ, решаемые биотехнологией. 10.Наши разработки для увеличения рентабельности растениеводства и улучшения качества зерна пшеницы : Д.б.н., А.К.Гапоненко 2 УТВЕРЖДЕНА В МИНЭКОНОМРАЗВИТИЯ РФ 05 .09.2011 Г. «БИО-2020» -Программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 г. Страница 50. «Сельскохозяйственная биотехнология» В ДАННОМ НАПРАВЛЕНИИ НАИБОЛЕЕ ПРИОРИТЕТНЫМ ЯВЛЯЕТСЯ СОЗДАНИЕ НОВЫХ СОРТОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ПОСТГЕНОМНЫХ И БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ, В настоящее время в Российской Федерации практически не создаются сорта и гибриды нового поколения, устойчивые к засухе, болезням, гербицидам, насекомым-вредителям и неблагоприятным условиям среды, с использованием постгеномных технологий (методы селекции, основанные на использовании молекулярных маркеров) и генетической инженерии, которые все шире используются во всем мире. БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИННОВАЦИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО РОССИИ БУДЕТ ПО-ПРЕЖНЕМУ ВЫСОКОЗАТРАТНЫМ И ПРОИГРЫВАТЬ В КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ЗАРУБЕЖНЫМ СТРАНАМ. Такая ситуация будет негативно сказываться и на отечественном секторе производства питания. Выполнение комплекса мероприятий будет содействовать развитию передовых постгеномных и биотехнологических методов в растениеводстве и формированию динамичных рынков трансгенных семян и растений, востребованных сельскохозяйственными производителями». Д.б.н., А.К.Гапоненко 3 В 2011 г. НАЧАЛАСЬ НОВАЯ ВОЛНА ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО КРИЗИСА Изменение индекс цен на продукты первой необходимости с 2005 года В 2011 г. ОПЯТЬ НАЧАЛИСЬ ЗАПРЕТЫ НА ЭКСПОРТ ЗЕРНА, ГОЛОДНЫЕ БУНТЫ, ПАНИЧЕСКИЕ ПОКУПКИ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ ЦЕНЫ, КАК И В 2007-08 ГГ. НЕДОВОЛЬСТВО ПО ПОВОДУ РОСТА ЦЕН НА ХЛЕБ И РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА - ОДНА ИЗ ГЛАВНЫХ ПРИЧИН НАРОДНЫХ ВОССТАНИЙ НА ВСЕМ БЛИЖНЕМ ВОСТОКЕ. ТОТ ФАКТ, ЧТО СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО ИСПЫТАЛО ДВА БОЛЬШИХ СКАЧКА ЦЕН В РАМКАХ ЧЕТЫРЕХ ЛЕТ ПОКАЗЫВАЕТ, ЧТО НАСТУПИЛИ СЕРЬЕЗНЫЕ ВРЕМЕНА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ В МИРЕ. Мировые цены на продовольствие поднялись выше пика начала 2008 Д.б.н., А.К.Гапоненко 4 Главные объективные причины возникновения продовольственного кризиса Глобальное увеличение потреблении пищи (ккал/человек/день) Увеличение численности населения планеты 1997/99 Уменьшение площади сельскохозяйственных земель, в том числе из-за деградации почв Глобальное потепление 5 Динамика изменения количества пахотной земли на душу населения Млрд. человек 5600 м2 2300 м2 1500 м2 Д.б.н., А.К.Гапоненко 6 ПУТИ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ РАСТЕНИЙ ТРАДИЦИОННАЯ СЕЛЕКЦИЯ создание высокопродуктивных сортов и гибридов БИОТЕХНОЛОГИЯ улучшение высокопродуктивных сортов и гибридов и создание новых В КИТАЕ УРОЖАЙНОСТЬ РИСА ДОВЕДЕНА ДО 122 Ц/ГА. В РОСИИИ УРОЖАЙНОСТЬ РИСА НЕ ПРЕВЫШАЕТ 40 Ц/ГА В Китае методами биотехнологии созданы 46 линий засухоустойчивой пшеницы, прошедших полевые испытания к 2011 г. Д.б.н., А.К.Гапоненко 7 ГЛОБАЛИЗАЦИЯ И РАСТЕНИЕВОДСТВО Все страны мира вовлечены в процессы глобализации: лекарства и семена биотех-растений стали средствами международной политики Высокая и стабильная урожайность в современном сельском хозяйстве обеспечивается сочетанием следующих наук: СЕЛЕКЦИИ, СЕМЕНОВОДСТВА, БИОТЕХНОЛОГИИ И АГРОТЕХНОЛОГИИ Производство биотехнологических семян основано на достижениях высоких технологий: генной инженерии, функциональной геномики и биоинформатики Высокими технологиями владеют только некоторые страны и ТНК*: MONSANTO, PIONEER, SYNGENTA, DOW, BAYER, BASF Для создания конкурентноспособного сельскохозяйственного производства в России нельзя медлить с внедрением биотехнологии *Транснациональные корпорации Д.б.н., А.К.Гапоненко 8 Наглядный пример последствий глобализации и отставания селекции и высоких технологий в России: «Производство сахарной свёклы и кукурузы в России практически полностью зависит от импорта семян, это позор для нашей страны» - из выступления Д.А.Медведев в Орловской обл. 2.10.09 Объемы отечественных и импортных семян сахарной свеклы (В ТЫС.ПОС. ЕД.), используемых на посев в 2004-2009 Объемы отечественных и импортных семян сахарнойгг.свеклы (в тыс. пос. единиц), используемых на посев в 2004 – 2009 гг. 1400 1282 1200 1100 978 970 1000 Тыс. посевных ед. Отечественных семян 1212 950 800 600 550 412 400 320 192 200 98 60 6.3% 0 2004 2005 Всего 2006 -импортных 2007 2008 2009 -отечественных График предоставлен профессором И.Я.Балковым 9 ЦЕНА РАЗВИТИЯ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ: ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ, ГЕНОМИКИ И БИОИНФОРМАТИКИ И ДОХОДЫ ОТ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ в миллионах, $ Исследовательский бюджет CGIAR, Monsanto и Syngenta в год, в миллионах $ США MONSANTO SYNGENTA транснациональная компания. Мировой лидер биотехнологии растений по производству и продаже биотехнологических семян кукурузы, сои, хлопка и других растений. Компания производит около 90% подобной продукции в мире транснациональная компания, одно из ведущих направлений которойбиотехнология растений и продажа биотехнологических и традиционно полученных семян. ЧИСТАЯ ПРИБЫЛЬ: $1.017 МЛРД (+14.7%) ЧИСТАЯ ПРИБЫЛЬ: $1,4 МЛРД., (+ 14% ) (CGIAR) – Consultative Group on International Agricultural Research Д.б.н., А.К.Гапоненко 10 Количество разрешений Десять основных организаций Мира, создающих биотехкультуры и имеющих разрешения на допуск их в производство Служба сельскохозяйственных исследований (ARS)МИНСЕЛЬХОЗА США стремится к тому, чтобы американцы имели надежные поставки высококачественных продуктов питания и другой сельхоз. продукции. АРС достигает своих целей с помощью научных открытий, которые помогают решать проблемы в продукции растениеводства и животноводства и защиту, питание человека, а также взаимодействия сельского хозяйства и окружающей среды. ARS исследования организованы в национальные программы. Эти программы служат для координации, связи и возможностей проведения около 1000 научно-исследовательских проектов. МИНСЕЛЬХОЗ США ИСТОЧНИК: http://www.isb.vt.edu/release-summary-data.aspx 11 ПРАВИТЕЛЬСТВО РФ РЕШИЛО СДЕЛАТЬ СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО РОССИИ В 21 ВЕКЕ СОВРЕМЕННЫМ ДОБИТЬСЯ ЭТОГО МОЖНО ТОЛЬКО ПРИ ВНЕДРЕНИИ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. НА ОБНОВЛЕНИЕ ПАРКА ТРАКТОРОВ И КОМБАЙНОВ ВЫДЕЛЕНО 38,1 МЛРД. РУБ. ПОДДЕРЖКА АПК НА 2009 ГОД УВЕЛИЧЕНА В 1,5 РАЗА. С 115 МЛРД. РУБ.– ДО 182,8 млрд.руб. ИЗ НИХ: 45 млрд. руб. РОССЕЛЬХОЗ БАНКУ И 25 млрд. руб. АГРОЛИЗИНГУ* ОСНОВНЫМ СРЕДСТВОМ ПРОИЗВОДСТВА В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ СЛУЖАТ СОРТА И ГИБРИДЫ. ИХ УРОЖАЙНОСТЬ ЯВЛЯЕТСЯ ГЛАВНЫМ ФАКТОРОМ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИМ РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА. БОЛЕЕ 2-х ЛЕТ МИНСЕЛЬХОЗ РФ НЕ ФИНАНСИРУЕТ НАУКУ ВООБЩЕ И БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЕКТЫ УЛУЧШЕНИЯ СЕЛЬХОЗ. КУЛЬТУР РФ * ИСТОЧНИК: http://www.mcx.ru 07.07.2008 и 30.03.2009 Д.б.н., А.К.Гапоненко 12 Агробиотехнологии стартовали 15 лет назад С 1996 года в мире получили широкое распространение генетически модифицированные или Биотехнологические растения у которых методами генной инженерии улучшены агротехнические и/или потребительские свойства. Биотехнологические растения, как составная часть зеленой биотехнологии являются более экологически чистыми, чем традиционные сельскохозяйственные культуры, требующие многократного применения пестицидов и гербицидов. Упрощенная схема создания биотехнологических культур Д.б.н., А.К.Гапоненко 13 Динамика роста площадей в мире под биотехнологическими культурами с 1996 по 2010 г., (в млн. га). Всего в 2010 г. засеяно 148 млн. га, а за 15 лет более 1 000 000 000 га Д.б.н., А.К.Гапоненко 14 ДОЛЯ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КУЛЬТУР, (%) В МИРОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ (МИЛЛИОН ГЕКТАР). 2010 г. Млн. ГА Традиционные культуры Биотехнологические Соя Хлопчатник Д.б.н., А.К.Гапоненко Кукуруза Рапс 15 В 2010 г. 29 стран выращивали биотехкультуры Д.б.н., А.К.Гапоненко 16 Кол-во полевых испытаний 10 наиболее часто модифицируемых культур К у к у р у з а С о я Х л о п о к К а р т о ф е л ь Т о м а т ы П ш е н и ц а Л ю ц е р н а Т а б а к Р а п с ИСТОЧНИК: http://www.isb.vt.edu/release-summary-data.aspx Р и с 17 Научные исследования доказали: агробиотехнологии выгодны в экономическом и экологическом аспектах 1. За 15 лет коммерческого использования ГМ-культур доход фермеров, использовавших эти технологии, возрос более чем на $65 миллиардов. 2. УДЕШЕВЛЕНИЕ ПРОДУКЦИИ ПРОИСХОДИТ ЗА СЧЕТ СНИЖЕНИЯ ДОЛИ ПЕСТИЦИДОВ, ЗАТРАТ НА ОБРАБОТКУ ПОЧВЫ, ЭКОНОМИИ ГОРЮЧЕГО, УМЕНЬШЕНИЯ ЗАРПЛАТЫ И РОСТА УРОЖАЙНОСТИ. 3. Уменьшение использования пестицидов на 8.8% предотвратило внесение 393 миллиона кг пестицидов. 4. Устойчивые к гербицидам культуры позволяют использовать минимальную и нулевую обработку почвы, снижающую эрозию почвы. В РФ она используется лишь на 3% сельхозугодий. 5. Устойчивые к насекомым культуры показали улучшение качества пищи отсутствие микотоксина в кукурузе, вызывающего рак, отсутствие пестицидов в продуктах. ИСТОЧНИКИ: GM CROPS: GLOBAL SOCIO-ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL IMPACTS 1996-2007, GRAHAM BROOKES & PETER BARFOOT, PG ECONOMICS LTD, DORCHESTER, UNITED KINGDOM, 2008; INTERNATIONAL SERVICE FOR THE ACQUISITION OF AGRIBIOTECH APPLICATIONS REPORT ON GLOBAL STATUS OF BIOTECH/GM CROPS, 2009, C. JAMES. Д.б.н., А.К.Гапоненко 18 Парадокс руководства сельского хозяйства России Потребление импортных ГМ продуктов в России из ГМ-Культур, допущенных РАМН и МСХ РФ к употреблению в пищу и в качестве кормов для животных (всего 17 видов), исчисляется сотнями тысяч тонн ежегодно, поскольку животноводство без полноценного белка невозможно. Отечественные биотехнологические культуры в России не производят. Правительство тратит миллиарды долларов на закупку импортных ГМ продуктов, но не развивает отечественное биотехнологическое производство новых сортов и гибридов, без которого современное сельское хозяйство пока остается нерентабельным и неконкурентоспособным. Д.б.н., А.К.Гапоненко 19 НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ ПШЕНИЦЫ По данным FAO, для того чтобы накормить человечество, численность которого к 2050 году достигнет 9 миллиардов человек, необходимо повысить производство продовольствия на 70 % за 40 лет. Пшеница остается главным источником белка в самых бедных странах, в том числе и для 60% населения России. Население планеты растет со скоростью 1,5 % в год, а рост урожайности пшеницы – всего на 1 %. Урожая пшеницы не хватает для того чтоб накормить всех голодающих. Из-за того, что климат на планете становится теплее, возрастает вероятность засухи. Патогенные грибы, ржавчина пшеницы и вредители несут серьезную угрозу для урожая. Справиться производителям пшеницы с дефицитом воды, болезнями и насекомыми-вредителями поможет генетическая инженерия – биотехнология Источник: http://daypic.ru/ekonomic/8547 Д.б.н., А.К.Гапоненко 20 ЦЕНТНЕР/ГА Рост урожайности пшеницы в Китае, США и России с 1961 по 2009 годы 60 ИСТОЧНИК: http://faostat.fao.org/site/567/DesktopDefault.aspx?PageID=567#ancor 50 45,9 46 42,5 42,8 40 35,4 29,4 25,2 20,9 20,6 20 16,1 9,9 5,6 0 37,4 38 37,8 31,9 30 10 47,6 47,4 17,9 10,2 8 14,4 11,5 16,4 22,5 26,6 24,1 14,6 13,9 27 29,7 29 23,6 20,6 20,7 21,1 18,9 15 28,2 39,3 17 16,1 28,2 30,2 29,9 26 19,8 19,3 19,5 27 24,5 21 23,2 10 Китай Россия США годы 1961 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Д.б.н., А.К.Гапоненко 21 Создание сортов методами классической селекции: скрещиванием и методом индивидуального отбора из гибридной популяции Автор сорта озимой мягкой пшеницы Безостая 1 – шедевра отечественной селекции Лукьяненко, Павел Пантелеймонович 9 июня 1901 - 13 июня 1973 Сорт Безостая 1, получил широкое распространение. Он был районирован в 48 областях нашей страны, в странах восточной Европы, в Турции, Иране, Афганистане Площадь его посева в 1971 году достигла 13 млн. гектаров. Внедрение этого сорта в производство позволило увеличить урожаи зерна пшеницы в 1,5 -2 раза повсеместно. В 1972 году началось эпифитотия - массовое поражение сорта стеблевой ржавчинной. Создание сортов пшеницы, устойчивой к новым расам стеблевой ржавчины методами классической селекции крайне трудно. Д.б.н., А.К.Гапоненко 22 ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА И ЭКСПОРТА ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ ПШЕНИЦЫ В РФ, КОТОРЫЕ МОЖНО РЕШИТЬ ПРИ ПОМОЩИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ • Желтая и бурая ржавчины пшеницы • Фузариозы Распространение стеблевой ржавчины пшеницы угрожает продовольственной безопасности в мире Болезни растений, вызываемые несовершенными грибами рода Fusarium. • Низкое качество зерна пшеницы • Отсутствие сортов нового поколения При увеличивающемся экспорте торгуем, в основном, фуражной пшеницей 4-5 класса. Одна из причин низкого качества - поражение зерна клопом-черепашкой. Сортов, способных противостоять стрессам – засухам, высоким и низким температурам. Желтая ржавчина пшеницы. Вызывается грибом Puccinia striiformis Стеблевая ржавчина пшеницы вызывается грибом Puccinia graminis Pers, Клоп вредная черепашка Eurygaster integriceps Puton основной экономически значимый вредитель хлебных злаков В РФ СОЗДАНИЕ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ СОРТОВ ПШЕНИЦЫ ВОЗМОЖНО ТОЛЬКО В ТЕСНОМ СОЮЗЕ СЕЛЕКЦИОНЕРОВ И БИОТЕХНОЛОГОВ Д.б.н., А.К.Гапоненко 23 Пшеница, устойчивая к фузариозу Заболевания, вызываемые грибами рода Fusarium, являются большой проблемой в производстве пшеницы и пищи из нее. Грибы рода Fusarium заражают зерно микотоксинами, вызывающими серьезные заболевания и иммунодепрессию у людей и животных. Syngenta осуществляет самую большую программу R&D злаков в мире, как и другие частные компании, неотступно продолжая работать над созданием пшеницы, устойчивой к фузариозу. Syngenta проводит полевые испытания биотехнологической пшеницы, устойчивой к фузариозу, с 2000 г. в США, Канаде, Испании и Англии. Д.б.н., А.К.Гапоненко 24 СУБЪЕКТЫ РОССИЙСКОЙ, ПОСТРАДАВШИЕ ОТ ЗАСУХИ В 2010 ГОДУ П.А.Чекмарев, г. Казань, 26.11. 2010 г. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации 25 ВО ВСЕМ МИРЕ РАСТЕТ ИНТЕРЕС К ТРАНСГЕННОЙ ПШЕНИЦЕ September, 02, 2008, - Cindy Snyder, Ag Weekly (Online) – Aug. 29, 2008 ЗАСУХИ 2007 и 2010 г. г. в ключевых районах производства пшеницы создали дефицит в 102 млн. т., что вызвало невиданный рост цен на пшеницу во всем мире. После этого правительства многих стран по другому взглянули на трансгенную пшеницу Д.б.н., А.К.Гапоненко 26 США, Канада и Австралия заявили о переходе на биотех-пшеницу, 14.05.2009 Совместная декларация производителей пшеницы США, Канады и Австралии 14 Мая 2009 г. 1. ПШЕНИЦА ЯВЛЯЕТСЯ ЖИЗНЕННО ВАЖНЫМ ПРОДУКТОМ ПИТАНИЯ ДЛЯ ВСЕГО НАСЕЛЕНИЯ ЗЕМЛИ. 2. ОДНИМ ИЗ ВАЖНЕЙШИХ ИНСТРУМЕНТОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЛЮДЕЙ ПРОДОВОЛЬСТВИЕМ ЯВЛЯЕТСЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ, КОТОРАЯ ПОЗВОЛЯЕТ ПОВЫСИТЬ УСТОЙЧИВОСТЬ ПШЕНИЦЫ К ЗАБОЛЕВАНИЯМ И ПОРАЖЕНИЮ НАСЕКОМЫМИ, ЛУЧШЕ УСВАИВАТЬ СОДЕРЖАЩИЕСЯ В ПОЧВЕ ПИТАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ВЛАГУ, ПОВЫСИТЬ СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ ТАКИМ ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ ПОГОДНЫМ ЯВЛЕНИЯМ, КАК ЗАСУХА И МОРОЗЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ МОЖЕТ СУЩЕСТВЕННО ПОМОЧЬ В РЕШЕНИИ ЭТИХ ПРОБЛЕМ. 3. ВО МНОГИХ РАЙОНАХ ПРОИЗВОДСТВА, ПШЕНИЦА НЕ ВЫДЕРЖИВАЕТ КОНКУРЕНЦИИ С БИОТЕХ КУЛЬТУРАМИ, ОБЛАДАЮЩИМИ БОЛЬШЕЙ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ И МЕНЬШЕЙ СЕБЕСТОИМОСТЬЮ. 4. РОСТ УРОЖАЙНОСТИ ПШЕНИЦЫ ПРОИСХОДИТ ЗНАЧИТЕЛЬНО МЕДЛЕННЕЙ ЧЕМ У БИОТЕХ КУЛЬТУР. 5. ДОКАЗАНО, ЧТО БИОТЕХНОЛОГИЯ ОБЛАДАЕТ ТЕХНОЛОГИЯМИ ВВОДА В ДЕЙСТВИЕ ПРИЗНАКОВ В ВАЖНЕЙШИЕ СЕЛЬХОЗ. КУЛЬТУРЫ С ВЫСОКОЙ СТЕПЕНЬЮ ТОЧНОСТИ. 6. БИОТЕХНОЛОГИЯ НЕ ЕДИНСТВЕННЫЙ, НО «ЗНАЧИТЕЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ» ПШЕНИЧНОЙ ИНДУСТРИИ. 7. В ИНТЕРЕСАХ ВСЕЙ ТРОЙКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ПШЕНИЦЫ СОВМЕСТНО, КАК МОЖНО СКОРЕЕ ПРИСТУПИТЬ К КООРДИНАЦИИ ВВЕДЕНИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ, ЧТОБЫ МИНИМИЗИРОВАТЬ НАРУШЕНИЕ РЫНКА ЕВРОПЫ И АЗИИ. 27 В США, КАНАДЕ, ЕВРОПЕ, КИТАЕ И АВСТРАЛИИ ПРОВЕДЕНО БОЛЕЕ 800 ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ бИОТЕХ. ПШЕНИЦЫ, УСТОЙЧИВОЙ К ЗАСУХЕ, ПАТОГЕНАМ, ГЕРБИЦИДАМ И УЛУЧШЕННЫМ КАЧЕСТВОМ БЕЛКА Заявитель Дата Новое свойство 1.MONSANTO 02.12.2004 Толерантность к гербициду (Glyphosate) 2.BIOGEMMA 13.12.2004 Изменен метаболизм крахмала и качество белка 3.Washington Univ., USA 23.11.2004 Устойчивая к фузариозу и ржавчине 4.SYNGENTA 14.11.2005 FR- устойчивая к фузариозу 5.Univ. of Nebraska, USA 21.09.2005 FR- устойчивая к фузариозу 6.Texas A&M Univ., USA 18.05.2005 MG-введен маркерный ген 7.Dakota Growers Pasta Company, USA 19.04.2005 PQ – Изменен состав запасных белков 8. Plant Biotechnology Centre, Agriculture Victoria, Australia 18.06.2008 Засухоустойчивость. Биотех. пшеница, показала в полевых испытаниях 20% прибавку урожая по сравнению с контролем при засухе. 9. Китайская Сельхоз Академия 26.05.2011 46 линий засухоустойчивой биотех. пшеницы протестированы в пилотных полевых испытаниях, 4 линии рекомендованы к выпуску в окружающую среду. Источники: http://www.aphis.usda.gov/subjects/biotechnology; http://www.isaaa.org/resources/publications/pocketk/32/default.asp Д.б.н., А.К.Гапоненко 28 Ген DREB1A, включает действие более 40 генов, участвующих в ответе растения на дефицит воды, и позволяет создать устойчивую к засухе пшеницу (Stress-induced expression in wheat of the Arabidopsis thaliana DREB1A gene delays water stress symptoms…) A.Pellegrineschi et al, Genome 47: 493–500 (2004) Трансгенная пшеница Контроль Трансгенная пшеница Контроль БИОТЕХ. РАСТЕНИЯ ПШЕНИЦЫ, ЭКСПРЕССИРУЮЩИЕ ГЕН DREB1A, ДЕМОНСТРИРУЮТ БОЛЬШОЕ ПРЕИМУЩЕСТВО В УСТОЙЧИВОСТИ К ВОДНОМУ ДЕФИЦИТУ БЕЗ ПОТЕРИ ПРОДУКТИВНОСТИ. Д.б.н., А.К.Гапоненко 29 Российский «сельскохозяйственный пирог» и кто участвует в его дележе на 77.5 миллионах гектаров посевных земель Среднее за 5 лет (данные РАСХН) Д.б.н., А.К.Гапоненко 30 ВАЖНЫЙ ФАКТОР ОБОСТРЕНИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ ПРОБЛЕМЫ - РАСПРОСТРАНЕНИЕ СОРНЯКОВ (ПО ДАННЫМ ФАО) 148 млн. га биотехнологических культур - это сорта, устойчивые к гербицидам и насекомым СОРНЯКИ МОЖНО СЧИТАТЬ ВРАГОМ УРОЖАЯ НОМЕР ОДИН: потери урожая от сорняков в мире составляют $95 млрд. в год от патогенов оцениваются в $85 млрд. в год от насекомых – в $46 млрд. в год В ценах нынешнего дня - это, примерно, 380 млн. тонн пшеницы или более половины того, что получено в мире в 2009 г. Для производства продовольствия применение гербицидов необходимо, уверены в ФАО, но не следует уповать только на химию. БИОТЕХ КУЛЬТУРЫ ИСКЛЮЧАЮТ ПРИМЕНЕНИЕ ПЕСТИЦИДОВ И УМЕНЬШАЮТ КОЛИЧЕСТВО ПРИМЕНЯЕМЫХ ГЕРБИЦИДОВ. Д.б.н., А.К.Гапоненко 31 ВРЕДИТЕЛИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ЛУГОВОЙ МОТЫЛЕК Loxostege sticticalis L МНОГОЯДНЫЙ ВРЕДИТЕЛЬ. ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ. ПРИ МАССОВЫХ РАЗМНОЖЕНИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ С ЦИКЛИЧНОСТЬЮ В 10-12 ЛЕТ. СНИЖАЕТ УРОЖАЙ ДО 60%, ИНОГДА ВЫЗЫВАЕТ 100% ГИБЕЛЬ РАСТЕНИЙ. Наибольший ущерб наносит сахарной свекле, многолетним бобовым, подсолнечнику, гороху, конопле, кукурузе, овощным растениям; способен повреждать ячмень, пшеницу, сорго, картофель. ПРОВОЛОЧНИКИ ЛИЧИНКИ ЖУКОВЩЕЛКУНОВ. Жуков-щелкунов существует множество видов, из них немало опасных. УЩЕРБ, НАНОСИМЫЙ ПРОВОЛОЧНИКАМИ, ОГРОМЕН. Они уничтожают набухшие семена, всходы, подъедают нежные корни и стебли. Проволочники вбуравливаются в корнеплоды и клубни, проделывают в них ходы, вызывая загнивание и делая их непригодными для хранения. КЛОП ВРЕДНАЯ ЧЕРЕПАШКА Eurygaster Integriceps Puton ОСНОВНОЙ ЭКОНОМИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫЙ ВРЕДИТЕЛЬ ХЛЕБНЫХ ЗЛАКОВ В РФ. СНИЖАЕТ УРОЖАЙ НА 15%. СНИЖАЕТ КАЧЕСТВО ЗЕРНА, ПЕРЕВОДЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННУЮ ПШЕНИЦУ В ФУРАЖНУЮ. КЛОП ВРЕДНАЯ ЧЕРЕПАШКА ПЕРИОДИЧЕСКИ ВЫЗЫВАЕТ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ В ЗЕРНОВОМ КОМПЛЕКСЕ СТРАНЫ ОЗИМАЯ СОВКА Agrotis segetum опасный вредитель всходов озимых, хлопчатника, сахарной свеклы, подсолнечника, кукурузы и др. с.-х. культур. Гусеницы озимой совки повреждают 80 видов растений из 15 семейств, уничтожают семена и проростки, перег рызают стебельки всходов и молодых растений, продырявливают листья, резко снижая урожай с.-х. культур. 32 В ГЕНЕТИКЕ ЗАВЕРШАЕТСЯ УЖЕ 3-я РЕВОЛЮЦИЯ, А В РОССИИ НЕ ДОБРАЛИСЬ ЕЩЕ И ДО 2-й 1-я ЗЕЛЕНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ, 1960 –1970 годы: СОЗДАНЫ БОЛЕЕ УРОЖАЙНЫЕ СОРТА ПШЕНИЦЫ ИНТЕНСИВНОГО ТИПА, КОТОРЫЕ ПОМОГЛИ ПОБЕДИТЬ ГОЛОД В АЗИИ. ДОКТОРУ НОРМАНУ БОРЛАУГУ, ЗА ЭТУ РАБОТУ ПРИСУЖДЕНА НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ МИРА 2-я БИОТЕХ. РЕВОЛЮЦИЯ, 1996 – 2006 годы: Норман Борлауг 25 марта 1914 – 12 сентября 2009 С ПРИМЕНЕНИЕ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ СОЗДАНЫ УСТОЙЧИВЫЕ К ГЕРБИЦИДАМ И НАСЕКОМЫМ СОРТА СОИ, КУКУРУЗЫ, ХЛОПКА И РАПСА. 3-я РЕВОЛЮЦИЯ В ГЕНЕТИКЕ, 2007 – 2017 годы: ПРИМЕНЕНИЕ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕНЕРИИ, ГЕНОМИКИ И БИОИНФОРМАТИКИ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ. СОЗДАНИЕ УСТОЙЧИВЫХ К ПАТОГЕННЫМ ГРИБАМ И ЗАСУХЕ СОРТОВ И ГИБРИДОВ ВАЖНЕЙШИХ СЕЛЬХОЗ. КУЛЬТУР – ПШЕНИЦЫ, РИСА, КУКУРУЗЫ, ПОДСОЛНЕЧНИКА. СОЗДАНИЕ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ СОРТОВ и ГИБРИДОВ ВОЗМОЖНО ТОЛЬКО В ТЕСНОМ СОЮЗЕ СЕЛЕКЦИОНЕРОВ И БИОТЕХНОЛОГОВ Д.б.н., А.К.Гапоненко 33 Число ГМ-Культур, разрешённых к выпуску c 1987 по настоящее время (по категориям измененных признаков) Аббревиатура категории признаков HT Толерантность к гербицидам IR Устойчивость к насекомым AP Агрономические свойства OO Другие MG Маркерный ген VR Устойчивость к вирусам FR Устойчивость к грибам BR Устойчивость к бактериям NR Устойчивость к нематодам http://www.isb.vt.edu/release-summary-data.aspx charts summarize release data for releases from 1987 through the present and include both Д.б.н., А.К.Гапоненко Release Notifications and Release Permits. 34 НЕОБХОДИМЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СЕЛЬХОЗКУЛЬТУР МЕТОДАМИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И ИХ КОММЕРЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫЕ СОРТА И/ИЛИ ЛИНИИКОМПОНЕНТЫ ГИБРИДОВ Системы генетической трансформации ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СОБСТВЕННОСТЬ, ОХРАНЯЕМАЯ ПАТЕНТАМИ КОММЕРЧЕСКИЕ ГМ КУЛЬТУРЫ С НОВЫМИ ИЛИ УЛУЧШЕННЫМИ ПРИЗНАКАМИ Гены интереса Факторы достижения высокого уровня экспрессии или умолкания генов в нужное время и нужной ткани растения Д.б.н., А.К.Гапоненко 35 НАМИ РАЗРАБОТАНЫ ИННОВАЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ РЕНТАБЕЛЬНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА И УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ Мягкой (Triticum aestivum L) и твердой пшеницы (T.durum Desf) Сахарной свеклы (Beta vulgaris L) Подсолнечника (Helianthus annuus L) 36 ИЗ-ЗА ПОРАЖЕНИЯ ЗЕРНА КЛОПОМ УЧАСТНИКИ РЫНКА ЗЕРНА ТЕРЯЮТ ПО $0,5 МЛРД. В ГОД ВРЕД ОТ ЧЕРЕПАШКИ •Зарубежные покупатели российской продовольственной пшеницы нашли в ней изъян, позволяющий арестовывать ее и требовать скидки до $10 и более с каждой поставляемой тонны. Это содержание в товарных партиях более 1% зерен, поврежденных клопом вредная черепашка. •В результате такие крупные производящие зерно регионы, как Воронежская и Волгоградская области, отрезаны от экспортного рынка. •Трейдерам все труднее закупать в России зерно, соответствующее этим требованиям. •Площадь озимой пшеницы в России составляет около 14 млн га, а для решения проблемы полной или частичной обработкой посевов должно быть охвачено не менее половины площадей (от 70-80% в наиболее пострадавших от вредителя южных регионах и 20-40% – в более северных) •ОБЩУЮ СТОИМОСТЬ ОБРАБОТКИ МОЖНО ОЦЕНИТЬ В $60-70 МЛН. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ МОГУТ СОСТАВЛЯТЬ ДО $500 МЛН. В ГОД. ИСТОЧНИК: Журнал «Агроинвестор» № 5 (28) 2010 год www.agro-investor.ru Автор – генеральный директор Института конъюнктуры аграрного рынка (ИКАР) Дмитрий Рылько Д.б.н., А.К.Гапоненко 37 Мы работаем над проектом: «Создание сортов мягкой и твердой пшеницы нового поколения, устойчивых к клопу вредная черепашка, для предотвращения снижения качества пшеницы» Ежегодные затраты на борьбу с этим вредителем, снижающим качество пшеницы в РФ, составляют в России более 4 МЛРД. РУБЛЕЙ. За 4 года потрачено более 15 млрд. руб. бюджета и нанесен существенный урон экологии ряда регионов России. Для финансирования работ 8 институтов РАН, РАМН И РАСХН, участвующих в проекте, необходимо 360 млн. рублей Срок исполнения прокта 5 лет. Д.б.н., А.К.Гапоненко 38 Мировое производство пестицидов постоянно растет •В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. •Только в России используется более 100 видов пестицидов при общем годовом объеме их производства — 100 тыс. т. •Наиболее загрязненными пестицидами районами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг. на 1 га). •В России на одного жителя в год приходится около 1 кг пестицидов Д.б.н., А.К.Гапоненко 39 О какой органически произведенной пшенице может идти речь, если Объем химических обработок против клопа вредной черепашки по РФ составил: В 2010 году 5,1 млн. га (19% от общей площади пшеницы) В 2009 году 6,2 млн. га (22% от общей площади пшеницы) В 2008 году 4,0 млн. га (15% от общей площади пшеницы) Источник: Письмо от 29.10.10 №19-Г-4346/пг, (ответ на наше обращение в МСХ РФ), подписанное Директором Департамента растениеводства и химизации МСХ РФ, д.с-х.н., П.А. ЧЕКМАРЕВЫМ Д.б.н., А.К.Гапоненко 40 Российский рынок зерновых культур Импорт зерновых в Россию 2008-2009 гг. Доля РФ в мировом экспорте, % За первое полугодие 2009 г. в Россию было поставлено 66 тыс. тонн пшеницы на сумму свыше $16 млн., несмотря на рекордно высокий урожай 2008-2009 г. Импорт в 2008 г. составил до 500 тыс. т. Необходимость импорта твердой пшеницы обусловлена плохим качеством зерна, производимого на территории России. 25% 4,1 млн.т. Проблемы экспорта зерна пшеницы 2,4 млн.т. 57% 11% 1,5 млн.т. Всего объем ИСТОЧНИК: http://www.oaoozk.com/doc/analitika.pdf 7% экспорта: 13,4 млн.т Структура импортируемого зерна, первое полугодие 2009 г. В случае большого урожая у основных мировых производителей пшеницы цены на российскую пшеницу падают, т.к. она проигрывает конкурентам по качеству (как случилось в 2008-2009 гг.) Структура производимой в России пшеницы по категориям качества, 2008 г. Пшеница 2-го класс 11% Пшеница 1-го Зерно, востребованное Класса 24% для производства муки и макаронных изделий высшего сорта (на примере Ростовской области, 2007-8 урожайный год) Пшеница Фуражная 24% Пшеница 3-го Класса 16% Пшеница 4-го Класса 25% 41 РОССИЯ МОЖЕТ ВТРОЕ УВЕЛИЧИТЬ ПРОИЗВОДСТВО ЗЕРНА НА ЭКСПОРТ 09.06.09 «ПОСЛЕ КОНСУЛЬТАЦИЙ С ПРЕДСТАВИТЕЛЯМИ НАУКИ МЫ, ВОЗМОЖНО, ПОДОЙДЕМ К ЭТОЙ ТЕМЕ, КАК ДРУГИЕ СТРАНЫ, КОТОРЫЕ СЧИТАЮТ, ЧТО БЕЗ ЭТОГО ТРУДНО НАРАЩИВАТЬ ОБЪЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА» - Первый вице-премьер РФ В. Зубков ПЕРВЫЙ ВИЦЕ-ПРЕМЬЕР РФ В. ЗУБКОВ НЕ ИСКЛЮЧАЕТ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГМ-ТЕХНОЛОГИЙ 07.06.09 «МЫ ПЛАНИРУЕМ ДОВЕСТИ ОБЪЕМ РОССИЙСКОГО ЭКСПОРТА ЗЕРНА ДО 40-50 МЛН. ТОНН, УВЕЛИЧИВ СВОЮ ДОЛЮ НА МИРОВОМ РЫНКЕ ДО 20%. - Министр СХ РФ Е.Скрынник ИСТОЧНИК: Д.б.н., А.К.Гапоненко 42 В МИРЕ ГОТОВИТСЯ НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ БИОТЕХКУЛЬТУР, УСТОЙЧИВЫХ К ЗАСУХЕ PLANT BIOTECH. CENTRE, AUSTRALIA, Создана засухоустойчивая пшеница, показавшая в полевых испытаниях 20% прибавку урожая при засухе, по сравнению с контролем. 18.06.08. В КИТАЕ созданы несколько десятков линий засухоустойчивой пшеницы. 26 мая 2011 г. MONSANTO удвоит урожайность биотехнологических кукурузы, сои, хлопчатника и пшеницы к 2030 году, за счет улучшения усвоения растениями удобрений, увеличения эффективности фотосинтеза, изменения архитектоники растений. НОВЫЕ СОРТА будут потреблять на треть меньше воды, что очень важно при возрастающем дефиците пресной воды. СЕЛЕКЦИОНЕРЫ создают высокопроизводительные сорта. БИОТЕХНОЛОГИ вводят в эти сорта гены устойчивости к дефициту воды (засухе), болезням, насекомым и новые гены, улучшающие качества получаемого продукта. ИСТОЧНИК: http://www.zol.ru/z-news/showlinks.php?id=36058 05.06.08 г. Д.б.н., А.К.Гапоненко 43 РОССИЯ МОЖЕТ УВЕЛИЧИТЬ ПРОИЗВОДСТВО ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ ДЛЯ ЭКСПОРТА И ДЛЯ СВОИХ НУЖД, ЕСЛИ БУДЕТ СОЗДАВАТЬ СОРТА, БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПУТЕМ, НОВЫЕ СОРТА СНИЗЯТ РИСКИ ПРОИЗВОДСТВА И УЛУЧШАТ КАЧЕСТВА ЗЕРНА. БЛАГОДАРЮ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ Н.Е.Самофалова и Проф.К.с-х.н., А.К.Гапоненко 44 Проф. А.К.Гапоненко 44
