СЕЛЕКЦИЯ РАПСА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ГЕРБИЦИДАМ: РЕЗУЛЬТАТ И ПЕРСПЕКТИВЫ
СЕЛЕКЦИЯ РАПСА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ГЕРБИЦИДАМ: РЕЗУЛЬТАТ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Масличные культуры. Науч.тех.бюлл. ВНИИМКю – 2018. – Вып.4…
УДК 631.527:631.53.02:633.85
Гончаров С.В., доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Горлова Л.А., кандидат биологических наук, руководитель отдела
ФГБУ ВО «Воронежский ГАУ им. императора Петра 1», Россия, 394087, Воронеж, ул. Мичурина 1, тел. (4732) 35-78-29.
ФГБНУ «ВНИИМК им. В.С. Пустовойта», Россия, 350038, Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17, тел.: (861) 275-79-10.
Ключевые слова: рапс, устойчивость к гербицидам, гибриды, сорта, генные модификации, мутагенез
Резюме
Проблемно-полемическая статья посвящена анализу эффективности селекции рапса на устойчивость к гербицидам. Выделены центры производства рапса:
1) Американский континент (Канада и США); 2) Европа (Евросоюз, страны СНГ) и 3) Юго-Восточная Азия (Индия, Китай) и Австралия. Урожайность рапса в мире возрастет на 10-12% в ближайшие пять лет благодаря распространению устойчивых к гербицидам гибридов. В настоящее время с помощью генной инженерии выведен и коммерциализуется сортимент, устойчивый к глюфосинату аммония, глифосату и бромоксинилу под торговыми марками Liberty Link®, Roundup Ready® и Navigator® соответственно. Сегодня 24% мировых площадей рапса из 39 млн. га заняты ГМ сортами и гибридами. С помощью мутационной селекции выведены и используются нетрансгенные сорта и гибриды, устойчивые к триазину, имидазолинону и сульфонилмочевинам под торговыми марками TT (triazine tolerant), Clearfield®, Cibus соответственно. Слияния и поглощения последних глобальных игроков рынка пестицидов и семян переформатируют рынок агротехнологий, как совокупность инновационных методов, баз данных и знаний для разработки новых сортов и гибридов с пакетным предложением средств защиты растений и цифровых решений. Австралия, Канада, Китай и Украина – страны с наибольшим потенциалом увеличения посевных площадей и валовых сборов рапса в ближайшие 5-7 лет.
Введение
В 2017 г. экспорт продукции АПК РФ оценивается в $20,7 млрд против
$17 млрд в 2016 г., в том числе в стоимостном выражении зерна (36%) и растительного масла (12%). В соответствии с майским указом Президента РФ экспорт сельхозпродукции и продовольствия должен вырасти до $45 млрд к 2024 г. Исполнение федерального проекта "Экспорт продукции АПК" - приоритетная задача аграрной отрасли. Масложировой союз России готов обеспечить 20% экспортной выручки. Это возможно при совокупном объеме перерабатывающих мощностей масложирового комплекса 24 млн т (в настоящее время не загружено до 9 млн т) и увеличении объемов производства масличных культур. С помощью каких культур, какого сортимента может быть выполнена эта грандиозная задача? Очевидно, что опыт стран-лидеров производства масличных культур и инновационных подходов в селекции может быть полезным для форсирования темпов развития отечественного рынка масличных культур на примере рапса. Цель статьи – обобщение мирового опыта в селекции на устойчивость рапса к гербицидам.
Материалы и методы
В работе использовали экономико-статистический, абстрактно- логический, графический, экспертных оценок. Использовались материалы USDA (Сельскохозяйственный Департамент Правительства США), предоставленные агентством «Агроспикер» [1], европейской ассоциации COCERAL [2], литературные данные.
Результаты и обсуждение
Показателем глобального роста спроса на масличные культуры может служить рост объемов мирового производства рапсового масла: если в начале
«нулевых» он составлял 14 млн т, то по оценке экспертов к 2018 г. достигнет 29 млн т. В топ-10 стран мира производят масличные культуры на 182 млн. га, из которых 65,1% занято соей, 22,7% рапсом и 12% подсолнечником.
В мире можно выделить три основных центра производства рапса: 1) Американский континент (Канада и США); 2) Европа (Евросоюз, страны СНГ) и 3) Юго-Восточная Азия (Индия, Китай), а также Австралия. В Канаде и Австралии доминирует яровой рапс, занимая 77% и 99% от площадей масличных культур в 2018 г., с валовым сбором 73% и 98% соответственно в 2017 г. (рис.1). Именно в этих странах селекция рапса опережает другие регионы по эффективности и многообразию инновационных подходов.
Страны Евросоюза 28 - один из основных регионов интенсивного производства и переработки рапса в мире. Франция и Германия лидируют в Евросоюзе не только в площадях (12% и 11%), валовых сборах (16% и 13%), но также и по уровню развития селекционно-семеноводческого комплекса. Здесь базируются основные селекционные компании, доминирующие в Европе по сортименту и рыночной доле на семенных рынках.
Прогнозируется, что урожайность рапса в мире возрастет на 10-12% в ближайшие пять лет благодаря дальнейшей экспансии гибридов и селекции на устойчивость к гербицидам. В силу приоритетности этого направления селекции нами предложена следующая классификация рапса.
Эксперты полагают, что рост посевных площадей устойчивых к гербицидам сортов будет происходит больше за счет производственной системы Roundup Ready® с использованием глифосата (N-(фосфонометил)- глицин или изопроламинная соль), самого популярного в мире неселективного системного гербицида с объемом производства 0,8 млн т в год.
Действующее вещество гербицидов, выпускающихся под торговыми названиями «Roundup®», переводится с английского как «круговая оборона». Устойчивость к глифосату контролируется двумя генами, происходящими от штаммов бактерий Agrobacterium СР4 и Ochrobactrum LBAA [5]. В 2000 г. истёк патент на молекулу глифосата, принадлежащий корпорации «Монсанто», что привело к появлению на рынке дженериковых аналогов торговой марки Roundup(например, TOP UP48 в Таиланде, Ураган в России и т.д.). Несмотря на то, что Международное агентство по изучению рака Всемирной организации здравоохранения на основе проведенных эпидемиологических исследований обнародовало заключение о том, что глифосат является «возможным канцерогеном для человека», Евросоюз принял решение продлить его использование до 2023 г. Первые ГМ-сорта рапса для производственной системы Roundup Ready® были получены в Канаде в 1995 г. и в настоящее время широко распространены на американском континенте. Сегодня существуют как сорта, так и гибриды ярового и озимого образа жизни, устойчивы к глифосату.
Устойчивость к контактному неселективному гербициду на основе глюфосинат аммония (Glufosinate ammonium) из класса фосфинотрицины - также результат генных модификаций рапса. Глюфосинат аммония – это модификация продукта метаболизма почвенного гриба Streptomyces spp. Используется в борьбе со злаковыми сорняками и для десикации ряда культур, в том числе рапса. Liberty Link® – изначально принадлежащий корпорации Bayer бренд генов устойчивости к глюфосинат аммонию (гербициды Либерти, Баста и др.), происходящих от бактерий Streptomyces bacteria [6].
Германский химический концерн Bayer в 2018 г. завершил поглощение американской агрохимической корпорации Monsanto за $63,5 млрд. Интеграционный процесс в компаниях начнется после поглощения, связанного с необходимостью продажи части активов Bayer немецкой BASF по требованию антимонопольных регуляторов. В ходе приобретения корпорацией Bayer компании Monsanto, она лишается части семенного бизнеса, включая технологию LibertyLink® и селекционных программ по рапсу, а также мощностей по производству гербицидов. Данные активы переходят к компании BASF.
По предложению Swedish Chemicals Agency гербициды на основе глюфосинат аммония попали в список запрещенных препаратов; данное решение было одобрено Европарламентом в 2009 г. Оборот семян глюфосинат-устойчивых сортов и гибридов рапса разрешен в Северной Америке.
Бромоксинил - химическое соединение из группы бензонитрилов и органических соединений брома, зарегистрированное в США компанией Arista LifeScience в качестве гербицида в 1965 г. [8] Во многих государствах Евросоюза, таких как Германия, Австрия, и Швейцария, бромоксинил разрешён к использованию и входит в состав различных гербицидов в комбинации с другими активными ингредиентами. Бренд производственной системы с использованием устойчивых к бромоксинилу яровых сортов рапса Navigator® зарегистрирован в Канаде.
Устойчивость к гербицидам на основе триазина, имидазолинонов, сульфанилмочевин индуцируется методами классической селекции (химическим мутагенезом), поэтому полученный сортимент не относится к категории генномодифицированного.
Сорта и гибриды, устойчивые к гербициду Евролайтинг, разработанный корпорацией BASF, коммерциализуют под торговой маркой производственной системы Clearfield® («чистое поле») [9]. Некоторые гибриды рапса, обладающие устойчивостью к гербициду Евролайтинг, безболезненно воспринимают воздействие гербицидов, относящихся к группе сульфонилмочевин. Использование в названиях сортов и гибридов рапса аббревиатуры «CL» указывает на их устойчивость к гербициду на основе имидазолинонов (имазетапиру, имазамоксу, имазапиру) для производственной системы Clearfield ®.
Канадское бюро по конкуренции объявило, что 27.06.2018 г достигнуто соглашение с BASF в связи с предполагаемой покупкой активов Bayer. Условием приобретения компанией BASF активов Bayer, отчуждаемых в результате приобретения Monsanto, является необходимость отказа BASF от производственной системы Clearfield® для выращивания рапса.
В целом же глобальная трансформация аграрной отрасли переформатирует рынок агротехнологий, как совокупность инновационных методов, баз данных и знаний, позволяющих осуществлять разработку новых сортов и гибридов с заданными свойствами, для пакетного предложения средств защиты растений и цифровых решений.
Триазины - селективные гербициды для контроля двудольных сорняков, продвигаемые под торговой маркой ТТ (triazine tolerant). В настоящее время разрешены к применению препараты на основе метамитрона и метрибузина. Наиболее важными препаратом этой группы был симазин, разработанный в 1956 г., аметрин, которые сейчас не применяются, и прометрин. В конце 70-х годов широко применяли несимметричные 1,2,4-триазины (триазиноны): метрибузин (препарат «Зенкор»), разработанный в 1971 г., и метамитрон («Голтикс»), разработанный в 1975 г.[10] С 2007 г. атразин не входит в список гербицидов, рекомендованных к применению в РФ, однако в мировой практике до сих пор используется. Объемы использования производных триазина постоянно сокращаются. Распространение сортов и гибридов, устойчивых к триазину, осуществляется корпорацией DuPont-Pioneer, местными селекционными фирмами в Австралии [12, 13]. Селекция рапса направлена на комбинирование устойчивости к гербицидам с повышенной энергией роста, устойчивостью к черной ножке, прочностью стебля для устойчивости к полеганию, лучшей структурой продуктивности растений.
По содержанию масла гибриды не отличаются от сортов, хотя конкретно триазин-устойчивые сорта в целом имеют несколько меньшее содержание масла; урожайность гибридов рапса в среднем на 11% была выше, чем сортов. В 2010 г. в Австралии 40% продаж семян были представлены гибридами. В настоящее время эта доля оценивается более, чем в 60%. Цена семян гибридов, которая в 2-2,5 раза больше, чем сортов, должна быть компенсирована большей урожайностью и адаптацией.
Канадскими учеными выведены новые сорта и гибриды рапса, устойчивые рапса к гербицидам на основе сульфонилмочевин (трибенурон- метил), хотя коммерческое использование сортимента только начинается [14]. Предварительная торговая марка производственной системы - Cibus’ SU Canola.
По данным ассоциации ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications) в настоящее время 24% посевных площадей рапса в мире из 39 млн. га заняты ГМ сортами и гибридами по сравнению с 78% сои из 117 млн га культуры [15]. В странах – основных экспортерах на мировой рынок доля ГМ-продуктов наиболее высока. Так, в США доля ГМ-сои в общих посевах достигла 94%, в Аргентине - 100%, в Бразилии – 96,5%, в Парагвае - 96%, в Канаде - 94%, причем на указанные страны приходится свыше 95% всего мирового экспорта бобов. Аналогичная ситуация на рынке рапса: более 80% канадского товарного рапса производится из сортов и гибридов, генетически модифицированных в отношении устойчивости к гербицидам.
В последние годы при производстве ГМ-культур в мире стремительно растет доля так называемых «стэков», то есть генотипов с двумя встроенными генами, происходящими от неродственных видов. Доля регистрируемых стэков составляет 80% от всех, в целом растущих регистраций новых сортов и гибридов культур, включая рапс. Они могут обладать комбинацией новых благоприятных признаков, например, резистентностью к сорнякам и вредителям растений одновременно. Очевидно, что в ближайшие годы посевы стековых сортов и гибридов превзойдут по площади посевы ГМ-продуктов с единичными встроенными генами благодаря повышению эффективности агропроизводства. Данный тренд ускоряет сроки сортообновления и сортосмены (укорочения жизненного цикла селекционного достижения), то есть инициирует регистрацию новых продуктов.
Североамериканскими учеными доказано, что масло устойчивых к гербицидам растений не отличается от традиционных сортов; генетические модификации или мутации касаются генотипов растений, но не масла, получаемого из товарного рапса.
Глобальным драйвером развития культуры может стать замедление экспансии пальмового масла, которая достигнет своего пика через 3-5 лет. Мировое производство рапса увеличилось на 20% за последние 7 лет. Ожидается, что перерабатывающие мощности рапса в наибольшей степени вырастут в Евросоюзе, Китае и Канаде из-за увеличения потребительского спроса и переработки на биодизель в частности, а также благодаря программам сокращения потребления транс-жиров в США. Если Китай и Евросоюз в настоящее время остаются основными импортерами маслосемян рапса (4,3 и 4 млн. т соответственно в 2017 г.), то Канада подтверждает статус глобального экспортера, обеспечивающего 69% мировой торговли рапсом. Сдерживающими факторами расширения площадей рапса послужат относительная стабилизация цен на растительные масла на уровне существенно ниже пика 2011-2012 г. и вынужденное использование менее урожайных сортов ярового типа в регионах с большей степенью континентальности.
Заключение
1. Селекционные программы по рапсу глобальных лидеров нацелены на устойчивость к гербицидам: глюфосинату аммония, глифосату и бромоксинилу с помощью генной инженерии, к триазину, имидазолинону и сульфонилмочевинам с помощью мутационной селекции.
2. Австралия, Канада, Китай и Украина – страны с наибольшим потенциалом увеличения посевных площадей и валовых сборов рапса благодаря экспансии устойчивых к гербицидам сортов и гибридов в ближайшие 5-7 лет при том, что мировые площади вырастут не более, чем на 5-7%.
Список литературы
1. United States Department of Agriculture trade [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.fas.usda.gov/(дата обращения 15.03.2018)
2. European Association of cereals, rice, feedstuff, oilseeds, olive oil, oils & fats and agrosupply: EU28 oilseed crop forecasts trade [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.coceral.com/ web/june%202018/1011306087/ list1187970814/f1.html (дата обращения 15.06.2018)
3. Гончаров С.В., Горлова Л.А. Изменение сортимента рапса в России в результате конкуренции на рынке семян //Масличные культуры. Науч.- тех. Бюлл. ВНИИМК. – 2018. – Вып. 1 (173) - С. 36-41.
4. Charles M. Benbrook Trends in glyphosate herbicide use in the United States and globally // Environmental Sciences Europe. — 2016-02-02. — Т. 28, вып. 1. —p, 2190-4715.
5. What is Roundup Ready canola? [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.monsantoglobal.com/global /au/products/Documents/tech-topic- what-is-roundup-ready-canola.pdf (дата обращения 11.07.2018)
6. Liberty Link [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www. cropscience.bayer.us/products/traits/libertylink (дата обращения 11.07.2018)
7. Bayer завершил поглощение Monsanto [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.vedomosti.ru/ business/news/2018/06/07/772148- bayer-monsanto?utm_source=anews&utm_medium=partner&utm_ campaign=anews_news (дата обращения 15.06.2018)
8. Arista LifeScience: Bromoxynil 225 Monsanto [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://arystalifescience.co.za /files/Bromoxynil-225_label- eng.pdf (дата обращения 10.07.2018)
9. BASF: Clearfield ® production systems [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://agriculture.basf. com/us/en/Crop-Protection/Clearfield.html
10. Захаренко В.А. Гербициды. – М: Агропромиздат, 1990. – 240 с.
11. Куликова Н.Ф. Гербициды и экологические аспекты их применения: Учебное пособие. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010. – 152 с.
12. DuPont-Pioneer: Herbicide tolerant canola [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.pioneer.com/ CMRoot/International/Australia_Intl/ 2HerbicideTolerantCanolastewardship.PDF (дата обращения 10.07.2018)
13. Nuseed: HyTTec® – Your new breed of TT canola [Электронный ресурс].
- Режим доступа: http://www.nuseed.com /au/products/canola/hyttec/ (дата обращения 10.07.2018)
14. Grainnews. SU-tolerant canola from Cibus canola [Электронный ресурс].
- Режим доступа: https://www.grainews.ca/2016/11/30/cibus-develops- sulfonylurea-tolerant-su-canola/ (дата обращения 10.07.2018)
15. International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications (ISAAA) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.isaaa.org/ gmapprovaldatabase/cropslist/default.asp (дата обращения 10.07.2018)
16. GM crop area at 190 million hectares worldwide in 2017 canola [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.thehindubusiness line.com/economy/agri-business/gm-crop-area-at-190-million-hectares- worldwide-in-2017-says-isaaa-report/article24264806.ece) (дата обращения 10.07.2018)
17. Гончаров С.В., Горлова Л.А. Сроки сортосмены масличных культур на примере рапса ярового // Роль аграрной науки в развитии АПК РФ: Мат. международ. Науч.-практ. конф., посвященной 105-летию ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ. - ФГБОУ ВО ВГАУ им. Императора Петра I. - 2017.
- С. 99-104
18. Winter canola extension canola [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //canola.okstate.edu/ (дата обращения 1.07.2018)
УДК 631.527:631.53.02:633.85
Гончаров С.В., доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Горлова Л.А., кандидат биологических наук, руководитель отдела
ФГБУ ВО «Воронежский ГАУ им. императора Петра 1», Россия, 394087, Воронеж, ул. Мичурина 1, тел. (4732) 35-78-29.
ФГБНУ «ВНИИМК им. В.С. Пустовойта», Россия, 350038, Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17, тел.: (861) 275-79-10.
Ключевые слова: рапс, устойчивость к гербицидам, гибриды, сорта, генные модификации, мутагенез
Резюме
Проблемно-полемическая статья посвящена анализу эффективности селекции рапса на устойчивость к гербицидам. Выделены центры производства рапса:
1) Американский континент (Канада и США); 2) Европа (Евросоюз, страны СНГ) и 3) Юго-Восточная Азия (Индия, Китай) и Австралия. Урожайность рапса в мире возрастет на 10-12% в ближайшие пять лет благодаря распространению устойчивых к гербицидам гибридов. В настоящее время с помощью генной инженерии выведен и коммерциализуется сортимент, устойчивый к глюфосинату аммония, глифосату и бромоксинилу под торговыми марками Liberty Link®, Roundup Ready® и Navigator® соответственно. Сегодня 24% мировых площадей рапса из 39 млн. га заняты ГМ сортами и гибридами. С помощью мутационной селекции выведены и используются нетрансгенные сорта и гибриды, устойчивые к триазину, имидазолинону и сульфонилмочевинам под торговыми марками TT (triazine tolerant), Clearfield®, Cibus соответственно. Слияния и поглощения последних глобальных игроков рынка пестицидов и семян переформатируют рынок агротехнологий, как совокупность инновационных методов, баз данных и знаний для разработки новых сортов и гибридов с пакетным предложением средств защиты растений и цифровых решений. Австралия, Канада, Китай и Украина – страны с наибольшим потенциалом увеличения посевных площадей и валовых сборов рапса в ближайшие 5-7 лет.
Введение
В 2017 г. экспорт продукции АПК РФ оценивается в $20,7 млрд против
$17 млрд в 2016 г., в том числе в стоимостном выражении зерна (36%) и растительного масла (12%). В соответствии с майским указом Президента РФ экспорт сельхозпродукции и продовольствия должен вырасти до $45 млрд к 2024 г. Исполнение федерального проекта "Экспорт продукции АПК" - приоритетная задача аграрной отрасли. Масложировой союз России готов обеспечить 20% экспортной выручки. Это возможно при совокупном объеме перерабатывающих мощностей масложирового комплекса 24 млн т (в настоящее время не загружено до 9 млн т) и увеличении объемов производства масличных культур. С помощью каких культур, какого сортимента может быть выполнена эта грандиозная задача? Очевидно, что опыт стран-лидеров производства масличных культур и инновационных подходов в селекции может быть полезным для форсирования темпов развития отечественного рынка масличных культур на примере рапса. Цель статьи – обобщение мирового опыта в селекции на устойчивость рапса к гербицидам.
Материалы и методы
В работе использовали экономико-статистический, абстрактно- логический, графический, экспертных оценок. Использовались материалы USDA (Сельскохозяйственный Департамент Правительства США), предоставленные агентством «Агроспикер» [1], европейской ассоциации COCERAL [2], литературные данные.
Результаты и обсуждение
Показателем глобального роста спроса на масличные культуры может служить рост объемов мирового производства рапсового масла: если в начале
«нулевых» он составлял 14 млн т, то по оценке экспертов к 2018 г. достигнет 29 млн т. В топ-10 стран мира производят масличные культуры на 182 млн. га, из которых 65,1% занято соей, 22,7% рапсом и 12% подсолнечником.
В мире можно выделить три основных центра производства рапса: 1) Американский континент (Канада и США); 2) Европа (Евросоюз, страны СНГ) и 3) Юго-Восточная Азия (Индия, Китай), а также Австралия. В Канаде и Австралии доминирует яровой рапс, занимая 77% и 99% от площадей масличных культур в 2018 г., с валовым сбором 73% и 98% соответственно в 2017 г. (рис.1). Именно в этих странах селекция рапса опережает другие регионы по эффективности и многообразию инновационных подходов.
Страны Евросоюза 28 - один из основных регионов интенсивного производства и переработки рапса в мире. Франция и Германия лидируют в Евросоюзе не только в площадях (12% и 11%), валовых сборах (16% и 13%), но также и по уровню развития селекционно-семеноводческого комплекса. Здесь базируются основные селекционные компании, доминирующие в Европе по сортименту и рыночной доле на семенных рынках.
Прогнозируется, что урожайность рапса в мире возрастет на 10-12% в ближайшие пять лет благодаря дальнейшей экспансии гибридов и селекции на устойчивость к гербицидам. В силу приоритетности этого направления селекции нами предложена следующая классификация рапса.
Эксперты полагают, что рост посевных площадей устойчивых к гербицидам сортов будет происходит больше за счет производственной системы Roundup Ready® с использованием глифосата (N-(фосфонометил)- глицин или изопроламинная соль), самого популярного в мире неселективного системного гербицида с объемом производства 0,8 млн т в год.
Действующее вещество гербицидов, выпускающихся под торговыми названиями «Roundup®», переводится с английского как «круговая оборона». Устойчивость к глифосату контролируется двумя генами, происходящими от штаммов бактерий Agrobacterium СР4 и Ochrobactrum LBAA [5]. В 2000 г. истёк патент на молекулу глифосата, принадлежащий корпорации «Монсанто», что привело к появлению на рынке дженериковых аналогов торговой марки Roundup(например, TOP UP48 в Таиланде, Ураган в России и т.д.). Несмотря на то, что Международное агентство по изучению рака Всемирной организации здравоохранения на основе проведенных эпидемиологических исследований обнародовало заключение о том, что глифосат является «возможным канцерогеном для человека», Евросоюз принял решение продлить его использование до 2023 г. Первые ГМ-сорта рапса для производственной системы Roundup Ready® были получены в Канаде в 1995 г. и в настоящее время широко распространены на американском континенте. Сегодня существуют как сорта, так и гибриды ярового и озимого образа жизни, устойчивы к глифосату.
Устойчивость к контактному неселективному гербициду на основе глюфосинат аммония (Glufosinate ammonium) из класса фосфинотрицины - также результат генных модификаций рапса. Глюфосинат аммония – это модификация продукта метаболизма почвенного гриба Streptomyces spp. Используется в борьбе со злаковыми сорняками и для десикации ряда культур, в том числе рапса. Liberty Link® – изначально принадлежащий корпорации Bayer бренд генов устойчивости к глюфосинат аммонию (гербициды Либерти, Баста и др.), происходящих от бактерий Streptomyces bacteria [6].
Германский химический концерн Bayer в 2018 г. завершил поглощение американской агрохимической корпорации Monsanto за $63,5 млрд. Интеграционный процесс в компаниях начнется после поглощения, связанного с необходимостью продажи части активов Bayer немецкой BASF по требованию антимонопольных регуляторов. В ходе приобретения корпорацией Bayer компании Monsanto, она лишается части семенного бизнеса, включая технологию LibertyLink® и селекционных программ по рапсу, а также мощностей по производству гербицидов. Данные активы переходят к компании BASF.
По предложению Swedish Chemicals Agency гербициды на основе глюфосинат аммония попали в список запрещенных препаратов; данное решение было одобрено Европарламентом в 2009 г. Оборот семян глюфосинат-устойчивых сортов и гибридов рапса разрешен в Северной Америке.
Бромоксинил - химическое соединение из группы бензонитрилов и органических соединений брома, зарегистрированное в США компанией Arista LifeScience в качестве гербицида в 1965 г. [8] Во многих государствах Евросоюза, таких как Германия, Австрия, и Швейцария, бромоксинил разрешён к использованию и входит в состав различных гербицидов в комбинации с другими активными ингредиентами. Бренд производственной системы с использованием устойчивых к бромоксинилу яровых сортов рапса Navigator® зарегистрирован в Канаде.
Устойчивость к гербицидам на основе триазина, имидазолинонов, сульфанилмочевин индуцируется методами классической селекции (химическим мутагенезом), поэтому полученный сортимент не относится к категории генномодифицированного.
Сорта и гибриды, устойчивые к гербициду Евролайтинг, разработанный корпорацией BASF, коммерциализуют под торговой маркой производственной системы Clearfield® («чистое поле») [9]. Некоторые гибриды рапса, обладающие устойчивостью к гербициду Евролайтинг, безболезненно воспринимают воздействие гербицидов, относящихся к группе сульфонилмочевин. Использование в названиях сортов и гибридов рапса аббревиатуры «CL» указывает на их устойчивость к гербициду на основе имидазолинонов (имазетапиру, имазамоксу, имазапиру) для производственной системы Clearfield ®.
Канадское бюро по конкуренции объявило, что 27.06.2018 г достигнуто соглашение с BASF в связи с предполагаемой покупкой активов Bayer. Условием приобретения компанией BASF активов Bayer, отчуждаемых в результате приобретения Monsanto, является необходимость отказа BASF от производственной системы Clearfield® для выращивания рапса.
В целом же глобальная трансформация аграрной отрасли переформатирует рынок агротехнологий, как совокупность инновационных методов, баз данных и знаний, позволяющих осуществлять разработку новых сортов и гибридов с заданными свойствами, для пакетного предложения средств защиты растений и цифровых решений.
Триазины - селективные гербициды для контроля двудольных сорняков, продвигаемые под торговой маркой ТТ (triazine tolerant). В настоящее время разрешены к применению препараты на основе метамитрона и метрибузина. Наиболее важными препаратом этой группы был симазин, разработанный в 1956 г., аметрин, которые сейчас не применяются, и прометрин. В конце 70-х годов широко применяли несимметричные 1,2,4-триазины (триазиноны): метрибузин (препарат «Зенкор»), разработанный в 1971 г., и метамитрон («Голтикс»), разработанный в 1975 г.[10] С 2007 г. атразин не входит в список гербицидов, рекомендованных к применению в РФ, однако в мировой практике до сих пор используется. Объемы использования производных триазина постоянно сокращаются. Распространение сортов и гибридов, устойчивых к триазину, осуществляется корпорацией DuPont-Pioneer, местными селекционными фирмами в Австралии [12, 13]. Селекция рапса направлена на комбинирование устойчивости к гербицидам с повышенной энергией роста, устойчивостью к черной ножке, прочностью стебля для устойчивости к полеганию, лучшей структурой продуктивности растений.
По содержанию масла гибриды не отличаются от сортов, хотя конкретно триазин-устойчивые сорта в целом имеют несколько меньшее содержание масла; урожайность гибридов рапса в среднем на 11% была выше, чем сортов. В 2010 г. в Австралии 40% продаж семян были представлены гибридами. В настоящее время эта доля оценивается более, чем в 60%. Цена семян гибридов, которая в 2-2,5 раза больше, чем сортов, должна быть компенсирована большей урожайностью и адаптацией.
Канадскими учеными выведены новые сорта и гибриды рапса, устойчивые рапса к гербицидам на основе сульфонилмочевин (трибенурон- метил), хотя коммерческое использование сортимента только начинается [14]. Предварительная торговая марка производственной системы - Cibus’ SU Canola.
По данным ассоциации ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications) в настоящее время 24% посевных площадей рапса в мире из 39 млн. га заняты ГМ сортами и гибридами по сравнению с 78% сои из 117 млн га культуры [15]. В странах – основных экспортерах на мировой рынок доля ГМ-продуктов наиболее высока. Так, в США доля ГМ-сои в общих посевах достигла 94%, в Аргентине - 100%, в Бразилии – 96,5%, в Парагвае - 96%, в Канаде - 94%, причем на указанные страны приходится свыше 95% всего мирового экспорта бобов. Аналогичная ситуация на рынке рапса: более 80% канадского товарного рапса производится из сортов и гибридов, генетически модифицированных в отношении устойчивости к гербицидам.
В последние годы при производстве ГМ-культур в мире стремительно растет доля так называемых «стэков», то есть генотипов с двумя встроенными генами, происходящими от неродственных видов. Доля регистрируемых стэков составляет 80% от всех, в целом растущих регистраций новых сортов и гибридов культур, включая рапс. Они могут обладать комбинацией новых благоприятных признаков, например, резистентностью к сорнякам и вредителям растений одновременно. Очевидно, что в ближайшие годы посевы стековых сортов и гибридов превзойдут по площади посевы ГМ-продуктов с единичными встроенными генами благодаря повышению эффективности агропроизводства. Данный тренд ускоряет сроки сортообновления и сортосмены (укорочения жизненного цикла селекционного достижения), то есть инициирует регистрацию новых продуктов.
Североамериканскими учеными доказано, что масло устойчивых к гербицидам растений не отличается от традиционных сортов; генетические модификации или мутации касаются генотипов растений, но не масла, получаемого из товарного рапса.
Глобальным драйвером развития культуры может стать замедление экспансии пальмового масла, которая достигнет своего пика через 3-5 лет. Мировое производство рапса увеличилось на 20% за последние 7 лет. Ожидается, что перерабатывающие мощности рапса в наибольшей степени вырастут в Евросоюзе, Китае и Канаде из-за увеличения потребительского спроса и переработки на биодизель в частности, а также благодаря программам сокращения потребления транс-жиров в США. Если Китай и Евросоюз в настоящее время остаются основными импортерами маслосемян рапса (4,3 и 4 млн. т соответственно в 2017 г.), то Канада подтверждает статус глобального экспортера, обеспечивающего 69% мировой торговли рапсом. Сдерживающими факторами расширения площадей рапса послужат относительная стабилизация цен на растительные масла на уровне существенно ниже пика 2011-2012 г. и вынужденное использование менее урожайных сортов ярового типа в регионах с большей степенью континентальности.
Заключение
1. Селекционные программы по рапсу глобальных лидеров нацелены на устойчивость к гербицидам: глюфосинату аммония, глифосату и бромоксинилу с помощью генной инженерии, к триазину, имидазолинону и сульфонилмочевинам с помощью мутационной селекции.
2. Австралия, Канада, Китай и Украина – страны с наибольшим потенциалом увеличения посевных площадей и валовых сборов рапса благодаря экспансии устойчивых к гербицидам сортов и гибридов в ближайшие 5-7 лет при том, что мировые площади вырастут не более, чем на 5-7%.
Список литературы
1. United States Department of Agriculture trade [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.fas.usda.gov/(дата обращения 15.03.2018)
2. European Association of cereals, rice, feedstuff, oilseeds, olive oil, oils & fats and agrosupply: EU28 oilseed crop forecasts trade [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.coceral.com/ web/june%202018/1011306087/ list1187970814/f1.html (дата обращения 15.06.2018)
3. Гончаров С.В., Горлова Л.А. Изменение сортимента рапса в России в результате конкуренции на рынке семян //Масличные культуры. Науч.- тех. Бюлл. ВНИИМК. – 2018. – Вып. 1 (173) - С. 36-41.
4. Charles M. Benbrook Trends in glyphosate herbicide use in the United States and globally // Environmental Sciences Europe. — 2016-02-02. — Т. 28, вып. 1. —p, 2190-4715.
5. What is Roundup Ready canola? [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.monsantoglobal.com/global /au/products/Documents/tech-topic- what-is-roundup-ready-canola.pdf (дата обращения 11.07.2018)
6. Liberty Link [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www. cropscience.bayer.us/products/traits/libertylink (дата обращения 11.07.2018)
7. Bayer завершил поглощение Monsanto [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.vedomosti.ru/ business/news/2018/06/07/772148- bayer-monsanto?utm_source=anews&utm_medium=partner&utm_ campaign=anews_news (дата обращения 15.06.2018)
8. Arista LifeScience: Bromoxynil 225 Monsanto [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://arystalifescience.co.za /files/Bromoxynil-225_label- eng.pdf (дата обращения 10.07.2018)
9. BASF: Clearfield ® production systems [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://agriculture.basf. com/us/en/Crop-Protection/Clearfield.html
10. Захаренко В.А. Гербициды. – М: Агропромиздат, 1990. – 240 с.
11. Куликова Н.Ф. Гербициды и экологические аспекты их применения: Учебное пособие. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010. – 152 с.
12. DuPont-Pioneer: Herbicide tolerant canola [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.pioneer.com/ CMRoot/International/Australia_Intl/ 2HerbicideTolerantCanolastewardship.PDF (дата обращения 10.07.2018)
13. Nuseed: HyTTec® – Your new breed of TT canola [Электронный ресурс].
- Режим доступа: http://www.nuseed.com /au/products/canola/hyttec/ (дата обращения 10.07.2018)
14. Grainnews. SU-tolerant canola from Cibus canola [Электронный ресурс].
- Режим доступа: https://www.grainews.ca/2016/11/30/cibus-develops- sulfonylurea-tolerant-su-canola/ (дата обращения 10.07.2018)
15. International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications (ISAAA) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.isaaa.org/ gmapprovaldatabase/cropslist/default.asp (дата обращения 10.07.2018)
16. GM crop area at 190 million hectares worldwide in 2017 canola [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.thehindubusiness line.com/economy/agri-business/gm-crop-area-at-190-million-hectares- worldwide-in-2017-says-isaaa-report/article24264806.ece) (дата обращения 10.07.2018)
17. Гончаров С.В., Горлова Л.А. Сроки сортосмены масличных культур на примере рапса ярового // Роль аграрной науки в развитии АПК РФ: Мат. международ. Науч.-практ. конф., посвященной 105-летию ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ. - ФГБОУ ВО ВГАУ им. Императора Петра I. - 2017.
- С. 99-104
18. Winter canola extension canola [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //canola.okstate.edu/ (дата обращения 1.07.2018)