Управляемая мутация против продовольственного кризиса
Способна ли наука избавить человечество от продовольственного кризиса, не прибегая к ГМО? Илья Киров, заведующий лабораторией маркерной и геномной селекции растений ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии и лабораторией системной геномики и мобиломики растений МФТИ, рассказал об альтернативных путях в этой области.
Численность мирового населения неизменно растет: 15 ноября 2022 года мы достигли 8 млрд и, по прогнозам ООН, в ближайшие 30 лет прибавим еще 2 млрд. Конечно, рост населения вызывает и рост потребления. Расширение посевных площадей уже не способно избавить от продовольственного кризиса, а значит, необходимо использовать новые экологичные технологии. В последние годы мы одновременно активно боремся с двумя противоположными проблемами: пытаемся повысить урожайность и снизить влияние на окружающую среду. Для сохранения баланса необходимо повышать качество продукции и экологичность сельского хозяйства. Это стало возможным за счет технологий генной модификации, но их быстро запретили во многих странах. В итоге ограниченность ресурсов землепользования на фоне растущего населения остается глобальной неразрешимой проблемой.
Медленно можно, быстро нельзя
Что же может предложить современная наука для решения проблемы дефицита продовольствия? Отдача от посевных площадей вполне успешно повышается за счет внедрения целого ряда современных технологий — это более совершенное орошение, технологии искусственного интеллекта, минимальная механическая обработка, дифференцированное внесение удобрений и т. д. Эти технологии активно используются, но они не могут увеличить урожайность в разы. Куда более впечатляющи возможности селекции. Но здесь основная проблема — время, необходимое для выведения новых сортов. При благоприятном сценарии это 10–15 лет. Чтобы получить новый сорт, сначала необходимо отобрать интересующий генотип — 6–10 лет. Затем генотип следует размножить, а это еще несколько лет, и только потом приступают к испытанию самого сорта — например, на отличимость от других сортов, однородность и стабильность. Это еще три года.
Столь долгие сроки не устраивали современное общество, и наука активно работает над технологиями, которые сокращают те или иные этапы селекционного процесса, начиная от ускоренного выращивания растений (speed breeding) до методов отбора по ДНК последовательности (маркер-опосредованная селекция). Мы все больше узнаем о последовательности генов и об их функциях, что открывает возможность вносить изменения строго в те гены, которые необходимо усовершенствовать,— например, повысить морозоустойчивость растений или лежкость продукции. И для этого