И вот в июле 1929 года из киргизского города Оша вдоль Алайской долины к пограничному пункту Иркештаму двинулся небольшой караван экспедиции. Обследовав Кашгарию, Николай Иванович пришел к выводу, что «здесь нет ни дикого ячменя, ни дикой пшеницы», что вся флора здесь тесно связана со среднеазиатской — те же пшеницы, те же ячмени, но будто подвергшиеся некоему «экстрагированию». Например лен — с мелкими и уже белыми цветками, цветки — с узкими лепестками, семена у него тоже необычные — белые, он стал тут настоящим альбиносом. В Центральной Азии явно преобладали генетически рецессивные формы растений — явление, характерное для периферии основных ареалов формирования культурных растений. Рецессивные формы кунжута тоже были с белыми семенами, моркови — с желтыми и белыми корнеплодами, семена ячменя и риса — со светлыми чешуями и т. д.
Центральная Азия, в том числе и Кашгария, оказалась типичным географическим изолятором: Памир, Тянь-Шань, Гималаи, пустыня Такла-Макан преграждали путь дикой и культурной флоре в этот регион. И лишь отдельные ее представители достигли оазисов, превратившись в немногие родственные варианты среднеазиатских культур. Пример тому — белоцветковые и белосемянные льны. Поэтому считать Центральную Азию, как убедился Вавилов, родиной пшеницы или других хлебов, как утверждал Сольмс-Лаубах, нет никаких оснований. Тут все было «бесспорно вторичное, позаимствованное, обедненное, экстрагированное».
Не получив разрешения посетить Северный, Центральный и Южный Китай, Николай Иванович решил взглянуть на тысячелетнюю земледельческую культуру этой страны как бы со стороны — с востока. Он считал, что «Япония до некоторой степени, может быть, является ключом к пониманию Китая».
Годом раньше в Стране восходящего солнца и на некоторых ее островах побывала сотрудница Института прикладной ботаники и новых культур Евгения Николаевна Синская. Ботаник, агроном и географ, она хорошо изучила флору Японии и собрала хотя и небольшую, но представленную всеми важнейшими сельскохозяйственными культурами коллекцию. Это и подтолкнуло ученого срочно, в ноябре того же, 1929 года, отправиться на Японские острова, чтобы посмотреть и привезти в институт все новинки японской селекции, ознакомиться с достижениями японского интенсивного земледелия, с новейшими разработками японских ученых, особенно генетиков, физиологов, экологов.
Страна восходящего солнца открылась перед Вавиловым совсем неожиданными своими гранями — своеобразностью цивилизации и очень высоким ее уровнем, «совершенно исключительной поглотительной способностью в отношении всего западноевропейского».
В первые же дни, знакомясь с книжными лавками в Токио, Николай Иванович дивился изобилию переводов европейских книг на японский язык: Достоевский, Толстой, Тургенев, Чехов, Горький. «Классические руководства по химии, физике, ботанике, генетике переведены на японский язык… — так писал он потом в своих путевых заметках. — Научным командировкам за границу для исследования мирового опыта Япония придает исключительное значение. Мы посетили все университеты Японии. Их отличительная черта — сам принцип подбора профессоров: профессор не только лектор, но и педагог, но также, если не в большей мере, исследователь. Наряду с преподаванием университетские профессора ведут большую исследовательскую работу».
Непривычно было и то, что даже маленькие опытные станции, расположенные в самой глубине островов, имели богатые библиотеки и получали множество изданий со всего мира, в том числе из Германии, Англии, США.
Профессор Ногаи показал Николаю Ивановичу необыкновенный «японский» ботанический сад; доктор Като и селекционер Терао в Киото продемонстрировали опытную станцию, где они работали, мировую коллекцию риса, новейшее оборудование; генетики Икено, Майи и другие коллеги ученого ввели его в круг своих работ. Профессор X. Кихара потом вспоминал, как Вавилов искренне радовался, получив в дар семена двух клейковинных линий ячменя, еще неизвестных в Европе.
Велико было в Японии разнообразие растительных форм. На рынках продавали бамбук, китайский ямс, гигантские редьки, японский съедобный лопух, водяной каштан, лотос, стрелолист, водяной орех, множество причудливых капуст, съедобные хризантемы и люффу… А плодовые? Совсем не похожая на нашу китайская груша, покрытая чечевичками. Китайская слива, китайская вишня, китайская айва… По ним вполне можно было судить и об особенностях этих культур в Китае. На рыбном базаре — чрезвычайное множество всяких рыб, моллюсков, водорослей…
«Японец любит разнообразие, — отмечал Вавилов. — В кондитерских магазинах можно видеть бесконечное число сортов пирожных, конфет. Словно кто-то нарочно старается во что бы то ни стало изобрести новые и новые по вкусу и по внешнему виду формы».