Дело в градусе: российские учёные выводят морозоустойчивые мандарины и лимоны

Селекционеры из сочинского ФГБНУ "Всероссийский НИИ цветоводства и субтропических культур" в настоящее время работают над созданием крупных и морозостойких лимонов и мандаринов. В случае успеха разработки, фермеры смогут заняться производством цитрусовых на плантациях в Краснодарском крае.

Для этого биотехнологи скрещивают растения с крупными плодами и растениями, устойчивые к холоду. Морозоустойчивые гибриды учёные планируют размножать с помощью микропрививок. Определённый оптимизм нашим аграриям придаёт и сотрудничество с крупным американским институтом USDA (United States Department of Agriculture — National Institute of Food and Agriculture). Сочинцы рассчитывают получить от коллег из США редкие и ценные генотипы цитрусовых для работы по культивации собственного сорта, возможно, совместно с американцами они проведут и исследования сортов.

Технология

Для созревания плодов мандарина и лимона важны такие условия, как тёплая температура и солнечный свет. Если температура подолгу остаётся ниже +18 градусов по Цельсию, то плоды просто не вызревают. Для восстановления всем цитрусовым после цветения плодовых деревьев необходимо до полугода, в течение которого ночные температуры не должны опускаться ниже 13–16 градусов.

Поэтому регионы с благоприятным климатом для выращивания, например, мандаринов находятся в Китае, Индии, Южной Корее, США (Флорида), Испании, Франции, Марокко, Египте, Алжире и Турции. На территории бывшего СССР самыми северными районами их культивирования являются Сочи и Абхазия.

— Наши сорта, например, Сочинский мандарин или Новогрузинский лимон, приспособлены к экстремальным условиям региона: город Сочи — самая северная в мире зона произрастания цитрусовых. Как правило, они любят более тёплые регионы. Большинство видов цитрусовых — лимон, грейпфрут, апельсин — любят более тёплые регионы. Другие виды, такие как мандарин-сатсума, и более редкие сородичи могут произрастать в Сочи даже без укрытий. Таким образом, Черноморское побережье Западного Кавказа является пограничной зоной выращивания цитрусовых, что создаёт оптимальные условия для селекции на морозоустойчивость. Разработка методов in vitro-культивирования (в пробирке) позволит ускорить селекционный процесс и сохранить коллекцию ценных видов и сортов цитрусовых, — говорит Лидия Самарина, сотрудник "Всероссийского НИИ цветоводства и субтропических культур", соавтор разработки.

В случае с лимоном метод микропрививок предполагает весенний отбор растений из теплицы. Специалисты берут почки от молодых побегов, стерилизуют и сажают в питательную среду. Отдельно помещают в ту же самую почву и семена: они начинают прорастать, и через три недели получаются сеянцы, готовые для прививки.

Далее верхушку сеянца отрезают, и на место среза помещают почку размером 1–2 мм. Почка срастается с сеянцем — так получается микропривитое растение. Данный способ, по словам Самариной, позволяет увеличивать коэффициент размножения в 1,6 раза и приживаемость микропрививки на 6,6–35,1% по сравнению с аналогичными работами в этой области.

— Метод in vitro универсален. Например, он позволяет получать в искусственных условиях таких "химер", как бесшипная ежевика. Также можно делать упор на генную инженерию —генетически модифицированные организмы (ГМО), например, искусственные семена, — сообщили на кафедре плодоводства, виноградарства и виноделия МСХА им. Тимирязева.

Культура in vitro в России получила развитие после Великой Отечественной войны. Родоначальником направления в СССР принято считать Раису Бутенко, которая в 1964 году выпустила книгу "Культура клеток и тканей". В советское время у НИИ были собственные производственные плантации — около 80 га на территории Сочи.

В то время урожай цитрусовых составлял 400 центнеров с га. После распада СССР площади были сокращены, а город застроился. За почти 120-летнюю историю сочинский НИИ смог вывести много новых сортов цитрусовых. Кроме того, коллекция института насчитывает около 130 генотипов. Но это немного, учитывая, что в коллекции США их более 900. Помимо цитрусовых институт занимается хурмой, фейхоа, фундуком, киви, также селекцией чая.

Культивирование лимона in vitro поможет сочинцам сохранить перспективные генотипы в их коллекции цитрусовых культур. Это прежде всего растения, устойчивые к суровым российским зимам, различным болезням и др. Разумеется, к ценным генотипам также относят сорта с крупными и сладкими плодами, с высоким содержанием витаминов. По данным критериям селекционеры отбирают перспективные генотипы, устойчивые в конкретной зоне произрастания.

— Преимущество разработанного нами способа культивирования лимона in vitro состоит в том, что он позволяет сохранять и размножать генотипы с высокой степенью надёжности и генетической стабильности за счёт модификации техники микропрививки и состава питательной среды. Если мы будем размножать растения другими способами, то могут проходить мутации, то есть растения могут давать генетические отклонения. Если мы посадим семена, то вообще не воспроизведём сорт с его ценными свойствами. А если мы делаем прививку, то со 100% вероятностью мы получим именно тот сорт, который и взяли из теплицы, — говорит Лидия Самарина.

Препятствия

Заведующая лабораторией селекции отдела субтропических и южных плодовых культур НИИ Раиса Кулян говорит о трёх проблемах современного отечественного цитрусоводства, которые не позволяют России заместить поставки из Турции и других стран:

• Климат. При -7°C лимон вымерзает, а мандарин терпит до –10°C. Каких-то двух часов достаточно, чтобы вся плантация вымерзла. Поэтому цитрусовые растут только на черноморском побережье — на очень ограниченных тёплых микроучастках. Видовое разнообразие также не слишком широкое: это только мандариновая группа уншиу японского происхождения, причём и её нужно укрывать. 
• Сокращение ресурсов землепользования. Земель сельхозназначения в Сочи становится все меньше. Из-за этого цитрусоводы уходят в некомфортные для выращивания условия. 
• Издержки производства. Цитрусоводство оказалось затратным в 1990–2000-х годах. Не хватало средств на укрытия, металлоконструкции и плёнку, плюс человеческий фактор: уходом за деревьями должна заниматься бригада. Поэтому площади сократились, многим хозяйствам цитрусовые стали не под силу.

   

  

— Раньше собирали гораздо больше, чем теперь. Каждое хозяйство и каждый колхоз имели свои площади под цитрусовые. Сегодня осталась точечная закладка садов на прибрежной территории. Это Абхазия, Адлер и небольшой кусочек в Сочи. Но тем не менее урожайность высокая, 200 ц/га, — говорит Кулян. — Вкус у иностранных цитрусовых совсем другой. Например, лимон может на дереве висеть два года. Он пожелтел, но его забыли снять, он позеленел, а потом опять осенью, через год, пожелтел. Его сняли и пустили в реализацию. Естественно, будет совсем другой вкус. Лимон — это единственная плодовая культура, которая не сбрасывает плоды, они могут висеть на дереве бесконечно. Поэтому, когда у лимона бочок пожелтел, нужно его сразу снимать, он "доходит в лежке".

Цитрусовая экономика

Директора информационного агентства FruitNews Ирина Козий считает, что на данный момент невозможно всерьёз рассматривать замещение импорта цитрусовых в России. Во-первых, общий объём производства цитрусовых в России составляет порядка 20 тонн в год, соответственно, ни о каких коммерческих объёмах производства речи не идёт и идти не может. Во-вторых, ни в одной стране мира в схожих с нами климатических зонах цитрусовые в коммерческих объёмах не растут.

— Можно, конечно, героически преодолевая все трудности, заниматься выращиванием цитрусовых в специально оборудованных теплицах, но стоимость таких тепличных плодов будет на несколько порядков выше стоимости импортных аналогов. В российском климате из фруктов возможно эффективно развивать производство яблок и некоторых видов ягод, а также выращивать определённые сорта груш и винограда. В этих категориях и объёмы производства, и успехи отечественной селекции пока оставляют желать лучшего, но определённый прогресс есть, и очень хочется надеяться, что усилия производителей и селекционеров будут приложены к развитию этих категорий и результаты мы увидим в среднесрочной перспективе, — говорит Козий. — А тема морозоустойчивых цитрусовых больше всего напоминает незабвенную репризу из фильма "Гараж" про выведение морозоустойчивых макак для сбора кедровых шишек в сибирской тайге. На мой взгляд, выгода от проведения импортозамещения цитрусовых будет примерно такая же, как у героя фильма.

По данным FruitNews, тенденция роста импорта цитрусовых на отечественном рынке прослеживалась до 2013 года. Сейчас идёт падение как спроса, так и поставок в связи со снижением доходов и покупательской способности населения. Общий объём производства всех цитрусовых в России в 2015 году составил 20 тонн, в 2014 году — 24,5 тонны, в 2013 году — 15,5 тонны. 

Объём импорта мандаринов в 2014 году составил около 847 тысяч тонн, а в 2015 году — около 777 тысяч тонн. Объём импорта лимонов в 2014 году — примерно 209 тысяч тонн, а в 2015 году — около 201 тысячи тонн. Согласно данным Министерства сельского хозяйства США, Россия является мировым лидером по объёму импорта мандаринов, а по импорту лимонов уступает только Америке и ЕС.

Селекционеры видят распространение своего способа в нескольких направлениях. Если они смогут повысить морозоустойчивость своих сортов хотя бы на два градуса, лимоны и мандарины "уйдут в горы". Если нет, поедут в Абхазию.

— Сочи — это горная территория, климат характеризуется вертикальной зональностью. В горах ещё высоток не настроили, там много площадей, которые можно использовать под сельхозугодья. Есть специальные агротехнические приёмы садоводства для горной местности, до высоты 600–900 м над уровнем моря вполне реально закладывать плантации. Второе направление применения разработок по цитрусовым — Абхазия, наш институт с давних времён обменивался коллекционными сортами цитрусовых с Абхазским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства Академии наук Республики Абхазия. У них есть производственные площади. А у нас есть научные разработки, но мало места для промышленных насаждений, — говорит Самарина.