Игорь Градиславович Лоскутов, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, заведующий отделом генетических ресурсов овса, ржи, ячменя ВИР; доцент СПбГУ
190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44; 199034 Россия, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9
Igor G. Loskutov, Dr. Sci. (Biology), Chief Researcher, Acting Head of the Department of Oats, Rye, and Barley Genetic Resources, VIR; Associate Professor
42, 44, Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg, 190000 Russia; 7–9 Universitetskaya Emb., St. Petersburg 199034, Russia
Бюро по прикладной ботанике было организовано в 1894 г. при Ученом комитете Министерства земледелия и государственных имуществ Российской империи. В 1900 г. с приходом в Бюро Р. Э. Регеля начинаются сборы и изучение российского разнообразия сортов ячменя, а с 1905 г., когда он становится заведующим Бюро, эта деятельность приобретает систематический характер. В 1920 г. с приходом в Отдел прикладной ботаники Н. И. Вавилова все задачи этого учреждения были поставлены на более высокий уровень. Он организует знаменитые экспедиционные обследования на пяти континентах мира, значительно расширяет сеть опытных станций и опорных пунктов для изучения и размножения собранного материала и готовит основу для их использования в селекционной практике. Все работы приобретают систематический характер по единообразным методическим подходам. Все сборы и комплексное изучение собранного материала подкреплены теоретическими разработками Н. И. Вавилова, которые публикуются в монографиях, сборниках статей и советских и зарубежных журналах. Основная цель этих исследований во Всесоюзном институте растениеводства была направлена на выведение и внедрение новых продуктивных сортов сельскохозяйственных культур, которые, по данным Н. И. Вавилова, занимали в СССР посевные площади свыше 2 млн га.Идеи Н. И. Вавилова, его теоретические концепции и деятельность ВИР в 1950-е, 1960-е и 1970-е годы сыграли важную роль в организации и развитии генетических банков Европы, а также в деятельности ФАО, IPGRI и других международных организаций. В дальнейшем по маршрутам, намеченным Вавиловым, следовали не только советские, но и многочисленные зарубежные экспедиции с целью сбора исходного материала для селекции. С 1946 по 2023 г. специалисты ВИР провели более 1000 экспедиций в различные регионы СССР, СНГ и России и более 120 экспедиций на пяти континентах мира с целью сбора генетического разнообразия. Весь собранный материал всесторонне изучался и рассылался на опытные станции ВИР.Сотрудники ВИР приняли активное участие в создании Международных классификаторов стран членов СЭВ по многим сельскохозяйственным культурам, которые были положены в основу создания Multicrop Descriptor Lists по различным культурам под руководством IPGRI. Гарантированному сохранению мировой коллекции ВИР всегда уделялось большое внимание, и в 1976 г. на Кубанской опытной станции ВИР было построено хранилище семян с тремя подземными этажами. В настоящее время институт располагает хранилищами различного типа: +4°C, –10°C, –20°C и криогенное хранение.На сегодняшний день в мировой коллекции ВИР сохраняется более 320 000 образцов культурных растений и их диких родичей, относящихся к более чем 2500 разновидностям, более 21 690 видам, 376 родам и 64 семействам. Гербарная коллекция ВИР насчитывает более 250 000 гербарных листов, собранных в различных регионах России и странах мира.Процесс контролируемого сохранения коллекционных образцов в мире имеет непродолжительную историю, которая составляет не более 70 лет. В настоящее время многие исследователи задаются вопросом: изменяется ли генетически семенной образец коллекции, хранящийся в генном банке с течением времени? В мире насчитывается 2000 генных банков, в которых хранится свыше 7,4 млн образцов генетических ресурсов растений, более 16 500 видов, и около двух миллионов образцов (27%) считаются уникальными.Работа генных банков на национальном и международном уровне связана с адекватностью финансирования и другими факторами, которые часто влияют на сохранность конкретных образцов коллекции. Кроме того, на образец коллекции при длительном хранении воздействуют внутренние генетические (эволюционные) факторы, которые необходимо учитывать в работе каждого генного банка. Образец, попадая в генный банк, должен быть размножен, и уже на этом этапе размноженные семена могут иметь измененные генетические профили по сравнению с исходным образцом (оригиналом), так как на него могут воздействовать четыре эволюционные фактора: отбор, мутация, генетический дрейф и поток генов, действующий в различных условиях хранения генного банка. ВИР надежно сохраняет идентичность образцов коллекции на основе морфологических (внутривидовых систематических) признаков, которые были и остаются базовым инструментом в работе отделов генетических ресурсов растений. В то же время учет влияния эволюционных (генетических) факторов в работе генбанка позволит улучшить разработку эффективных рабочих процедур и будет способствовать долгосрочному сохранению коллекционных образцов. Проблемы искусственного отбора, точечных мутаций, генетического дрейфа и потока генов у различных видов растений, вероятно, должны стать центральными при эффективном сохранении уникальных образцов мировой коллекции ВИР.В настоящее время деятельность ВИР как Национального центра генетических ресурсов растений и развитие законодательной базы по этому вопросу позволяют эффективно отвечать на новые вызовы по систематическому сбору, комплексному изучению, надежному сохранению и устойчивому использованию генетических ресурсов растений в Российской Федерации.
The Bureau of Applied Botany was organized in 1894 under the Scientific Committee of the Ministry of Agriculture and State Property of the Russian Empire. In 1900, with R. E. Regel joining the Bureau, collections and evaluation of the Russian diversity of barley varieties began, and in 1905, when Regel was elected Head of the Bureau, this activity acquires a systematic character. In 1920, when N. I. Vavilov came to work at the Department of Applied Botany, all its activities were raised to a higher level. He organized famous explorations on five continents, significantly expanded the network of experiment stations and experiment sites for the evaluation and regeneration of the collected material, and set up a basis for the use of this material in breeding practice. All the work acquired a systematic character and employed uniform methodological approaches. All collection activities and evaluation of the collected material were supported by the development of Vavilov’s concepts published in monographs, collections of articles, and Soviet and foreign journals. The main goal of the work carried out at the All-Union Institute of Plant Industry was aimed at breeding new productive varieties of agricultural crops, which, according to Vavilov, occupied over 2 mln ha of crop areas in the USSR.In the 1950s, 1960s and 1970s, Vavilov’s ideas, his theoretical concepts and the activities of VIR played an important role in the organization and development of genebanks in Europe, as well as in the activities of FAO, IPGRI and other international organizations. Subsequently, not only Soviet, but also numerous foreign collecting missions followed the routes outlined by Vavilov to collect the initial material for breeding. From 1946 to 2023, VIR specialists conducted more than 1,000 collecting missions to various parts of the USSR, CIS, and Russia, and over 120 ones across five continents of the world to collect genetic diversity. All the collected material was comprehensively evaluated and propagated in the network of VIR experiment stations.VIR took an active part in the creation of International Descriptors of COMECON countries for many agricultural crops, which formed the basis for the creation of the Multicrop Descriptor Lists under the guidance of IPGRI. Great attention has always been paid to the safe preservation of the VIR global collection, therefore a seed storage facility with three underground floors of storage space was built in 1976 at the Kuban Experiment Station of VIR. Currently, the Institute employs facilities for seed storage at +4°C, –10°C, and –20°C, as well as a cryogenic storage facility. Today, the VIR global collection contains more than 320,000 accessions of cultivated plants and their wild relatives, belonging to more than 2,500 botanical varieties, more than 2,1690 species, 376 genera, and 64 families. The VIR herbarium collection contains over 250,000 herbarium sheets collected in various regions of Russia and countries of the world.The history of controlled preservation of collection accessions in the world numbers no more than 70 years. Currently, many researchers are curious whether plant germplasm accessions preserved in a genebank change genetically over time. There are 2,000 genebanks in the world that preserve over 7.4 million accessions of plant germplasm of more than 16,500 species, and about two million accessions (27%) are considered unique. The work of genebanks at the national and international level is influenced by the adequacy of funding and other external factors that often affect the safety of specific accessions of the collection. In addition, an accession under the long-term storage is affected by internal genetic (evolutionary) factors that must be taken into account in the work of a genebank. An accession entering the genebank should be regenerated and multiplied, and already at this stage the accession can have an altered genetic profile compared to that of the initial (original) specimen, since it can be affected by four evolutionary factors: selection, mutation, genetic drift and gene flow, acting in different preservation conditions of a genebank.VIR reliably preserves the identity of collection accessions based on morphological (intraspecific systematic) features, which were and remain the basic tool in the work of the plant genetic resources departments. At the same time, taking into account the impact of evolutionary (genetic) factors in genebank operations will improve the development of effective working procedures and will benefit the long-term conservation of collection accessions. The problems of artificial selection, point mutations, genetic drift and gene flow in different plant species are likely to become central to the effective conservation of the unique accessions of the VIR global collection. At present, the activities of VIR as the National Center for Plant Genetic Resources, and the development of related legislative framework in Russia facilitate finding an effective solution to new challenges in the spheres of systematic collection, comprehensive evaluation, safe conservation, and sustainable use of plant genetic resources in the Russian Federation at a new level.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.