Занимательная генетика. 11. Методы Лысенко

    «В Советском Союзе работы Трофима Денисовича Лысенко неопровержимо доказали: организмы и вправду меняются под влиянием внешних факторов, причем передают приобретенные новые черты по наследству. Именно за это Лысенко ненавидели тогдашние генетики, которые не могли похвалиться конкретными результатами своих исследований, именно за это его ненавидят и сейчас. Кто ненавидит? Научные «пустышки». А ведь мы до сих пор пользуемся плодами трудов Лысенко и ученых его школы, применяя те высокоурожайные сорта зерновых, что вывели лысенковцы. При этом они не залезали в генотип, а изменяли наследственность тех же растений, изменяя внешние условия.

    Лысенко действительно превращал озимые сорта в яровые действием холода. Вернее, ему удалось за три поколения создать из ярового зерна озимое, подбирая сроки осеннего посева для яровых.
 
    А его ученики – П.Лукьяненко, академик В.Н.Ремесло! Нам еще в советской школе в 1979-м рассказывали об удивительных сортах пшеницы, созданных ими. Например, о безостой пшенице («Безостая-1») Павла Пантелеймоновича Лукьяненко, дававшей по 50-68 центнеров с гектара. А за что академик Ремесло получил свои регалии?.. Академик В.Ремесло, изменив наследственность яровой пшеницы, превратил ее в озимую сорта «Мироновская», причем по урожайности она почти в 2 раза превосходит «Безостую»…

    …В СССР были славны продуктивные сорта зерновых, созданные школой Лысенко: яровая пшеница «Лютенцес-1173», «Одесская-13», ячмень «Одесский-1»…» (С)

    Справка: Т.Д. Лысенко (1898 — 1976) — советский агроном и биолог.  Академик АН СССР (1939), академик АН УССР (1934), академик ВАСХНИЛ (1935). Герой Социалистического Труда (1945). Лауреат трёх Сталинских премий первой степени (1941, 1943, 1949). В 1934 году назначен научным руководителем, а в 1936 — директором Всесоюзного селекционно-генетического института в Одессе. Директор Института генетики АН СССР с 1940 по 1965 годы.

    Для начала освежим в памяти основные термины.

    Яровые культуры: однолетние растения, высеваемые весной и дающие урожай в год посева.

    Озимые культуры сеют осенью, до наступления зимы они прорастают, а весной продолжают свой жизненный цикл и созревают несколько раньше, чем яровые.  Озимые сорта, как правило, дают более высокий урожай, однако их можно выращивать только в районах с высоким снежным покровом и достаточно мягкими зимами. У озимых растений два разделённых во времени этапа активной вегетации: осенний (45—50 суток) и весенне-летний (от 75 суток на следующий год), между этими периодами всходы пребывают на зимовке в состоянии покоя.

    Вопрос: можно ли озимые сеять весной? Можно. Но тогда растение доходит до фазы кущения, а в трубку не идёт. Т.е. в первый год у него ни колоса, ни зерна не будет.

    Яровые и озимые – это крайние точки проявления признака (способности к колошению). Но существуют также и полуозимые. Они имеют очень долгий период кущения, сильно кустятся и дают только один стебель. На их основе выведены сорта-двуручки — культуры, дающие удовлетворительный результат как при осеннем, так и при весеннем посеве.

    Как видим, это достаточно пластичный признак. Особенно полиморфна мягкая пшеница:  у неё встречаются все три формы. Твёрдые пшеницы в основном яровые и полуозимые.

    Что значит «твёрдая» и «мягкая»? Хорошие макароны, вермишель, манную крупу можно получить только из твердой пшеницы. Клейковина зерна твердой пшеницы особенная. Ее свойства не дают мучным изделиям расползаться при варке. А если залезть в хромосомы, то твёрдая пшеница – это диплоид, 2п = 14. Мягкие пшеницы – гексаплоиды, 2п = 42.

    А сейчас я предлагаю вам подробнее узнать  детали выведения озимой пшеницы Одесская 3, которая, как утверждает И.А. Бенедиктов, тоже выведена под руководством Т.Д. Лысенко.

    Сорт Одесская 3 получен от СКРЕЩИВАНИЯ сорта Кооператорка, выведенного во Всесоюзном научно-исследовательском селекционно-генетическом институте в Одессе, и сорта Гостианум 237 (из Поволжья). В принципе, этого факта вполне достаточно, чтобы закрыть все Лысенковские рассуждения о воспитании растения средой и передаче приобретённых таким образом качеств по наследству. Ведь что такое сорт? Сорт – это группа растений, у которых большая часть генов приведена в гомологичное состояние (они стали одинаковыми и воспроизводят именно те признаки, на которые и шёл отбор). Затем берётся другой сорт. У него тоже одинаковые гены, но это совсем другие гены и кодируют они другие полезные признаки, потому и сорт – другой. Что мы делаем, когда смешиваем два сорта? Мы переводим гены растений-метисов в гетерозиготное состояние (получаем взрывчатую смесь, проще говоря). И только потом начинается «воспитание средой». 

    Следующий вопрос: кто выводил? В 1932 году на должность заведующего отделом селекции пшеницы в институт был приглашен уже известный в то время селекционер Лука Пимонович Максимчук. Под руководством Л.П. Максимчука были созданы сорта озимой пшеницы Одесская 3, Одесская 12; ячменя - Одесский 59; воспитаны молодые кадры селекционеров: Ф.Г. Кириченко, П.Ф. Гаркавый и др. В этот период сын Сапегина - Лев Андреевич, под руководством отца и Л. Максимчука разрабатывает и экспериментально применяет насыщающие скрещивания, а ассистент П.К. Шкварников (впоследствии создатель школы мутагенщиков) впервые применил рентгеновские лучи для создания исходного материала по пшенице. И это «лысенковцы»? Я вижу работу генетиков.

    В 1934 году институт из Украинского преобразуется во Всесоюзный селекционно-генетический институт, куда после успешного выступления в Ленинграде на съезде генетиков, переходят на работу Т.Д. Лысенко, А.А. Авакян, Д.А. Долгушин и Е.М. Тимирязева для продолжения исследований по яровизации пшеницы.

    Несмотря на успешную селекционную работу по пшенице, из-за разногласий с Т.Д. Лысенко, Л.П. Максимчук оставляет должность заведующего отделом селекции и возвращается на прежнее место работы - на Верхняческую селекционно-опытную станцию. Руководство отделом селекции зерновых возлагается на молодого, недавно закончившего аспирантуру Ф.Г. Кириченко. Он-то и закончил создание озимого сорта пшеницы Одесская-3 уже под руководством Лысенко.

    Ещё одно уточнение. В 1912 году при опытном поле был организован отдел селекции, руководство которым было поручено доценту Новороссийского университета Андрею Афанасьевичу Сапегину. В 1914 году А.А. Сапегин при Петербургском университете защитил докторскую диссертацию; в 1923 году избирается директором Одесской селекционной станции. Первые шаги интенсивной работы дали неплохие результаты - из местных «крымок» и «банаток» были отобраны сорта озимой пшеницы Земка, Кооператорка и Степнячка. 

    Получив в наследство богатый исходный и селекционный материал (А.А. Сапегин скрестил сорта пшеницы: Кооператорка х Гостианум 237; Земка х Гостинаум 237 и др., Л.П. Максимчук их проработал и отобрал линии),  Ф.Г. Кириченко, П.Л. Коробко и Д.А.Долгушин завершили работу по созданию сортов пшеницы. Из первой комбинации был отобран и районирован сорт озимой пшеницы Одесская 3, из второй - Одесская 12. Оба сорта принесли наибольшую славу для института, так как впервые послевоенные годы занимали ежегодно около 6 млн га посевов озимой пшеницы. При этом сорт Одесская 3 по площадям посева в тот час занимал первое место в мире. Т.е. колоссальный предварительный труд по созданию высокоурожайных отечественных сортов пшениц в Одесском институте проведён вовсе не Т.Д. Лысенко и вовсе не за 2-3 года. Это нужно понимать и помнить.

    Кстати, именно Ф. Г. Кириченко впервые в истории степного земледелия создал озимую твёрдую пшеницу (сорта Мичуринка, Новомичуринка, Одесская юбилейная). Это он перевёл яровую форму твёрдой пшеницы в озимую. Но каким образом?

    Зная, что межвидовые гибриды наиболее пластичны и легче поддаются воспитанию в них полезных свойств и признаков (вот оно, руководство тов. Лысенко!), Кириченко взял для скрещивания озимую мягкую и яровую твердую пшеницы. Вот объясните мне, почему гибриды «легче поддаются воспитанию»? Банальное повышение гетерозиготности! Нет, не банальное, учитывая разницу в наборах хромосом исходных видов. Вообще же, сейчас высказано предположение, что озимые формы твёрдой пшеницы неустойчивы, и она превращается в мягкую. Это значит, что вместо диплоида она становится гексаплоидной, но, вероятно, удерживает высокие качества клейковины? Повторюсь: перевод растений в гетерозиготное состояние и последующий отбор желаемых форм – это приём классической генетики. Надеюсь, теперь вы почувствуете, как это на самом деле звучит: «Именно за это Лысенко ненавидели тогдашние генетики, которые не могли похвалиться конкретными результатами своих исследований…»

    Но давайте допустим, что после гибридизации действительно имело место воспитание средой. Какова его эффективность? Задумайтесь: «В целях усовершенствования способа перевода яровых в озимые как наиболее действенного метода создания высокозимостойких и сравнительно короткостебельных форм пшеницы в институте (Мироновская станция) разработано и успешно применяется фототермическое воздействие на растения яровых при осеннем посеве. Применение этого метода дало возможность значительно увеличить процент удачной перезимовки первого и последующих Поколений в полевых условиях, увеличив его с 1—2 до 60—85%...» Поясню: при лысенковском «воспитании средой»  выживало лишь 1-2 % метисов. Так это среда «переделывала» проростки, или выживали только те, кому «достались» гены зимостойкости? Поймите, 99 % выбраковки – это жесточайший отбор даже для классической генетики!

    П.М Жуковский указывал, что гены зимостойкости возникли мутагенным путем в процессе продвижения на север мягких пшениц. Д. Брежнев и В.Ф. Дорофеев указывали, что резкое повышение зимостойкости мягкой пшеницы связано с переходом ее с двугеномного на трехгеномный уровень, который осуществился после присоединения к двугеномному тетраплоиду пшеницы генома, донором которого был самый зимостойкий в роде Эгилопс диплоид Ае. tauschii. Э.А. Барашкова это присоединение объяснила трансгрессией, произошедшей при спонтанной гибридизации пшеничного тетраплоида с геномом эгилопса. Гены, контролирующие зимо-морозостойкость, по данным В. Ригина и Э.А Барашковой, локализованы в четырех хромосомах – 7А, 1B, 4D и 5D. По сведениям I. Sutka, контроль морозостойкости осуществляется генами семи хромосом: 5А, 7А, 2В, 4В, 5B, 4D и 5D. По данным Я Лелли и В. Мусич морозостойкость контролируется локусами генов не менее восьми хромосом. Следовательно, генетический контроль признака зимо-морозостойкости крайне сложен. Кроме того, контроль сложен потому, что у разных хромосом, может быть различный набор генов морозо-зимостойкости, которые функционируют по-разному в зависимости от фазы развития растений (R. Maris), расположения в разных хромосомах (А.П. Орлюк) и неодинаковой реакции на условия среды (Я. Лелли).

    К сожалению, не могу сказать, как произошли гены морозостойкости, но главное, что они есть, их много, и экспрессия у них, наверняка, тоже разная. И потому, переходы от яровых к озимым или наоборот – это вовсе не запись с чистого листа.

    Сорт Гостианум 237 отсылает нас на Саратовскую селекционную станцию, где  под руководством и при непосредственном участии А.И. Стебута из местных сортов были отобраны родоначальные растения таких знаменитых сортов, как Лютесценс 62 (яровая мягкая пшеница), Гордеиформе 432 (яровая твердая пшеница) и других. Все эти сорта явились ценными донорами генов/признаков для многих новых сортов в разных селекционных центрах страны. Сам А.И. Стебут, спасаясь от красного террора, принял решение покинуть страну.

    В 1918 году сюда приходит работать Георгий Карлович Мейстер. В 1897 г. он окончил Новоалександрийский институт сельского хозяйства и лесоводства. Работал по оценочной статистике (Московская городская управа и Владимирское губернское земство), в 1902—1907 уездный агроном Балашовской земской управы Саратовской губернии, в 1908—1917 директор Балашовского опытного поля. Заведующий селекционным отделом (1918—1935), директор (1920—1926) Саратовской селекционной станции (позже преобразованной в НИИ сельского хозяйства Юго-Востока).

    Созданные им сорта озимой пшеницы Гостианум 237 (путём индивидуального отбора на основе естественной изменчивости) и Лютесценс 329, а также кукуруза Спасовская явились крупным вкладом в селекцию. Сорт Гостианум 237 многие годы возделывали на миллионах гектаров, а сорт Лютесценс 329 до сих пор является одним из рекордсменов по зимостойкости. Лысенковец? Нет. Наибольшее значение Мейстер придавал межродовой и межвидовой гибридизации. Арестован 11 августа 1937 г. Подписан к репрессии по первой категории (расстрел) в списке Саратовской области от 22 декабря 1937 года на 170 чел., № 92, по представлению нач. 8-го отдела ГУГБ НКВД В.Е.Цесарского. 21 января 1938 г. Военной коллегией Верховного Суда СССР приговорен к ВМН и в тот же день расстрелян. Реабилитирован 26 декабря 1957 г. После ареста Г.К. Мейстера в 1937 г. Саратовская генетико-селекционная станция была ликвидирована, все генетические исследования, включая исследования по инбридингу, то есть близкородственному скрещиванию организмов на подсолнечнике, прекращены. При этом автора данных работ Евгению Михайловну Плачек из науки просто выгнали.

    В качестве примера достижений учёных-лысенковцев приведена озимая пшеница сорта Безостая 1. Ну что ж… Это разновидность сорта «Лютесценс» и выведена она советскими селекционерами П. П. Лукьяненко, П. А. Лукьяненко и Н. Д. Тарасенко путём индивидуального отбора из сорта «Безостая 4», который в свою очередь был получен индивидуальным отбором из гибридной популяции «Лютесценс 17» х «Скороспелка 2». Без гибридизации никуда! Воспитатели…

    Про Безостую 4 стоит рассказать подробней. П. П. Лукьяненко удалось скрестить американскую озимую пшеницу Канред-Фулькастер 266278 с аргентинским сортом яровой пшеницы Клейн 36. Так зародилась династия новых сортов-Скороспелок — 1, 2, 3, 36. У них была относительно короткая соломина, но они не были приспособлены к невзгодам зимы, нередко вымерзали, да и зерно у них было низкого качества. Тогда селекционер скрестил их с известным украинским сортом Лютесценс 17 и получил пшеницу нового типа. Это была Безостая 4. Какой шикарный сложный гибрид, не правда ли? А вы мне про воспитание средой толкуете…

    Хотя… В разговоре о мироновских сортах придётся присмотреться и к воспитанию. Но это уже в статье про яровизацию. Упомяну лишь, что самая первая Мироновская выведена из сорта Народная твёрдая, разновидности гордеиформе. Получается, что труды разгромленной Саратовской селекционной станции, по крайней мере, не все пропали даром.


Иллюстрация: А.И. Стебут, Г.К. Мейстер, А.А. Сапегин.



P.S. На самом деле нельзя переносить данные по мироновской станции на опыты Кириченко. Это я про процент перезимовки говорю. Всё-таки, мироновские сорта без гибридизации выводились. У Кириченко результат должен был оказаться лучше. Просто у меня данных нет.