Залог высоких урожаев

Ученые регионального филиала «Кайнар» КазНИИ плодоовощеводства, председателем правления которого является академик Темиржан Айтбаев, работают над тем, чтобы обеспечить фермеров безвирусными оригинальными и элитными семенами картофеля. В этом же направлении здесь начинается реализация инновационного проекта совместно с южнокорейской частной биотехнологической компанией Vitrosys, рассчитанного до 2030 года. По его итогам общий годовой объем производства семенного картофеля ожидается довести до 3900 тонн. 
Работа по производству безвирусного посадочного материала проводится непосредственно в отделе селекции, семеноводства и биотехнологии картофеля, которым заведует заместитель директора по науке Регионального филиала «Кайнар» КазНИИ плодоовощеводства, член-корреспондент Казахской академии аграрных наук РК Журсинкуль Токбергенова. 
В его структуру входит Центр биотехнологии имени академика С. Бабаева. Он действует с 2012 года и включает в себя лабораторный комплекс с теплицей, ПЦР-лабораторию, ламинар-бокс, фитотрон, лабораторию для приготовления питательной среды, моечно-стерилизационную комнату и многое другое.
Весной текущего года в Центре биотехнологии в рамках научного проекта, профинансированного по бюджетной программе, рассчитанной на 2024-2026 годы, начала действовать ПЦР-лаборатория. Предварительно были приобретены оборудование и все необходимые для работы приборы.
– Здесь проводятся молекулярно-генетические исследования на наличие и устойчивость к вирусам сельскохозяйственных культур, в том числе картофеля и овощей, – комментирует заместитель директора филиала «Кайнар». – Речь идет о диагностике мозаичных вирусов, в том числе X, Y, S, M и L, а также вируса скручивания листьев, которые поражают картофель и другие пасленовые культуры. К сожалению, в целом по Казахстану наблюдается прогрессирование мозаичных вирусов. Все это негативно отражается на продуктивности и урожайности картофеля. Мы проводим научно-исследовательскую работу, чтобы бороться со всеми этими вирусами.
О том, какие этапы необходимо проделать, чтобы обнаружить в растении вирус, рассказала научный сотрудник биотехнологического центра Гульжанат Салекеева. С ее слов, прежде всего, нужно выделить ДНК растения, при помощи реактивов приготовить реакционную смесь. Затем в нее добавляют праймеры и на два часа помещают в ПЦР-оборудование. Так определяется устойчивость растения к тем или иным вирусам.

Этапы получения безвирусных миниклубней

Немаловажно и то, что довольно сложный процесс по получению оздоровленного от вирусов посадочного материала картофеля начинается не в ПЦР-лаборатории, а на поле, где сотрудники данного центра отбирают внешне здоровые клубни картофеля разных сортов.
Привезенные с поля клубни помещают в термостат, в котором их проращивают при температуре + 37-380 С на протяжении 40-45 дней – в зависимости от сорта. Полученные из клубней ростки выращивают в темной комнате в течение нескольких дней, затем в ламинар-боксе вычленяют апикальную меристему. Это верхушечная образовательная ткань растений, которая обеспечивает их рост в длину. По результатам многолетних исследований как зарубежных, так и отечественных ученых было установлено, что именно на конусе нарастания при вышеуказанной температуре вирусы погибают.
На третьем этапе полноценные растения-регенеранты размножают путем микрочеренкования. Именно этим в день нашего приезда занималась младший научный сотрудник института Надежда Куликова.
На четвертом этапе проводят диагностику растений-регенерантов на наличие вирусов методом иммуноферментного анализа (ИФА) – Elisa-теста. Те линии, в которых они обнаружены, выбраковывают, а чистые линии оставляют.
Затем в течение двух-трех недель растения выращивают и культивируют в специальной комнате – фитотроне. Здесь поддерживается оптимальная температура воздуха – от + 20 до 22 градусов, а также влажность – 70-80%. И, наконец, их высаживают в теплицу для производства оздоровленного посадочного материала – миниклубней.

Питательная среда как основа основ

Особое значение имеет и лаборатория приготовления питательной среды. Еще в 2012 году, когда начинал действовать этот биотехнологический комплекс, она была оснащена необходимым оборудованием одной из южнокорейских компаний BK Greenhouses. 
Здесь мы увидели стерилизующие автоклавы, термостаты. К слову, в сезон уборки картофеля часть клубней разных сортов будет вновь помещена в термостаты. Вот и получается, что каждая осень – это начало очередного процесса по оздоровлению посадочного материала и его тиражированию для посадки в теплицу.
По словам нашего гида, в данной лаборатории находятся те элементы, которые имеются в клубнях картофеля. Они и создают питательную среду. Все эти компоненты ученые института приобретают в различных фирмах. Из них готовят маточные растворы, которые хранят в холодильниках, а уже на их основе – питательную среду для культивирования растений. Когда идет массовое размножение, ее объем доходит до 20 литров в день.
Здесь же на специальном оборудовании проводят иммуноферментный анализ на наличие вирусов. Для этого с каждого образца растения выжимают 10 миллиграммов сока и в зависимости от того, какое идет взаимодействие с препаратами, определяется наличие вируса. Затем растения с вирусами выбраковывают, а чистые оставляют для того, чтобы размножать их путем черенкования.
Использованные пробирки поступают в моечно-стерилизационную комнату, где их моют сначала в проточной воде, а затем несколько раз - в дистиллированной. Делается это для того, чтобы не осталось никаких следов от химических веществ. Затем пробирки ставят в сушильный шкаф – для стерилизации. Они находятся в нем в течение пяти-шести часов при температуре +1800. Спустя время еще горячие пробирки передают через окошко в комнату для приготовления питательной среды. Потом цикл повторяется вновь.
– На сегодняшний день в Казахстане рекомендовано к использованию 146 сортов картофеля, – рассказывает Журсинкуль Токбергенова. – В текущем году посадочная площадь под эту культуру составила в пределах 130 тысяч гектаров. Сорта разные – и казахстанские, и зарубежные, в том числе голландские, германские, пакистанские, южнокорейские, российские. Что касается сортов селекции регионального филиала «Кайнар», то их 56, то есть около 40%. Из них в семеноводческий процесс вовлечено 18 сортов. Они рекомендованы к использованию в различных регионах Казахстана и адаптированы к их почвенно-климатическим условиям. 
Она также отметила, что далее этот семеноводческий процесс продолжают соисполнители данной бюджетной программы. Это две сельскохозяйственные опытные станции. Одна находится в Восточно-Казахстанской области, другая – в Северо-Казахстанской. Им отправляется исходный посадочный материал. На своих полях они получают супер-суперэлиту, на следующий год – суперэлиту, а на четвертый год – элиту, то есть продолжают заниматься первичным семеноводством картофеля. 

«Нам нужны элитсемхозы и семхозы»

С прошлого года трудится в региональном филиале «Кайнар» заведующий лабораторией семеноводства картофеля, кандидат сельскохозяйственных наук Бахыт Сейтмуратов, который имеет большой практический опыт в производстве семенного картофеля.
Дело в том, что в свое время в Нарынкольском районе возглавляемое им крестьянское хозяйство выращивало картофель на площади 200 га. У него даже была своя собственная биотехнологическая лаборатория. Но потом работать в этом направлении стало сложнее. 
– Наша лаборатория занимается размножением оригинальных семян отечественных сортов картофеля, – поясняет ученый. – Имеющиеся возможности позволяют нам довести семена картофеля до суперэлиты. Затем мы должны реализовать их элитсемхозам, чтобы те, в свою очередь, довели их до элиты. Далее эту работу необходимо продолжать семеноводческим хозяйствам, производящим семена картофеля первой и второй репродукции. По ряду причин такая схема была нарушена. Посудите сами, в той же Алматинской области должно быть пять-шесть элитсемхозов и восемь-десять семеноводческих хозяйств, производящих семена первой и второй репродукции, но фактически элитсемхозов по картофелю ни одного, а семеноводческих хозяйств – всего лишь два. В целом же по стране элитсемхозов всего 10-12. Такое положение дел значительно тормозит проводимую работу. Но, поскольку год от года финансирование науки налаживается, есть надежда, что ситуация изменится к лучшему. 
Опять же, со слов Бахыта Сейтмуратова, производить свои собственные семена экономически весьма выгодно. Один килограмм элитных семян картофеля, завезенных из Голландии или Германии, стоит 1200 тенге за килограмм, а семян селекции регионального филиала «Кайнар» – 200 тенге, то есть в шесть раз дешевле! Разница огромная. А это значит, что, лучше развивать и поддерживать отечественную аграрную науку, чем вкладываться в покупку зарубежных семян. 

Совместный проект 

В настоящее время в региональном филиале «Кайнар» проводится большая работа по реализации проекта, который к 2030 году позволит ежегодно получать по 3900 тонн семенного картофеля категории G1, то есть первого полевого поколения, выращенного из мини-клубней. Но немного предыстории.
– Три года назад к деятельности нашего отдела селекции, семеноводства и биотехнологии картофеля проявили интерес представители южнокорейской частной биотехнологической компании Vitrosys, основателем и президентом которой является ученый-биотехнолог, доктор Сон Сонг Хо, – продолжает  разговор Журсинкуль Токбергенова. – К слову, мировую известность он получил как пионер в области микроклонального размножения растений. Представители компании проводили презентации, знакомили нас со своими возможностями. Выяснилось, что для оздоровления растений от вирусов и их ускоренного микроклонального размножения они так же, как и мы, используют метод апикальных меристем. Однако делают это в промышленных масштабах. Если у нас все происходит на уровне пробирок из расчета - одно растение в одной пробирке, то у них тиражирование происходит в биореакторах. Ежегодно они выращивают до 10 миллионов пробирочных растений. Этим семенным материалом можно обеспечить весь Казахстан. 
В этом году были сделаны конкретные шаги. На уровне Министерства сельского хозяйства был заключен меморандум между КазНИИ плодоовощеводства и компанией Vitrosys. Поддержали это начинание и вышеназванное министерство, и Национальный аграрный научно-образовательный центр.
– Наши зарубежные партнеры проводили презентации, указали свои базы и технологические основы для совместной реализации проекта, а также расписали план действий, начиная с 2026 и заканчивая 2030 годом, – поясняет наша собеседница. – Уже сообща мы разработали дорожную карту. В начале июля текущего года было заключено соглашение. По итогам его реализации ожидается наладить полномасштабное промышленное производство оздоровленного элитного семенного картофеля. Его общий годовой объем планируется довести до 3900 тонн.
Важность данного проекта можно оценить на фоне имеющихся проблем: высокая зависимость от импорта; повторное заражение семенного материала при репродуцировании; отсутствие в нашей стране единой промышленной системы семеноводства. 
Для реализации проекта на базе регионального филиала «Кайнар» имеются все необходимые условия, в частности, научно-производственная инфраструктура, биотехнологический комплекс площадью 8420 кв. метров, теплица площадью 5000 кв. метров, опытно-производственные участки площадью 450 га. 
Начало реализации проекта планируется в текущем году. В первом квартале 2027 года предполагается завершение установки лабораторного оборудования, во втором – начало массового размножения, в третьем – производство мини-клубней и в четвертом – передача их в теплицу. В целом этот этап направлен на массовое размножение оздоровленных растений и создание промышленной системы размножения.
Переход к промышленному производству семян картофеля в Казахстане планируется в 2028 году. В 2029 году намечено индустриальное масштабирование, а также расширение производства и создание новых сортов. И, наконец, в 2030 году ожидается полномасштабное промышленное производство с доведением общего годового объема производства до 3900 тонн картофеля G1.
Реализация проекта поможет снизить зависимость от импорта и стоимость качественного семенного материала, а также повысить урожайность картофеля на 20-30%, а затем и выйти на рынки Центральной Азии.

Танзиля МУХТАРОВА, Карасайский район