Институт вырос из Сельскохозяйственного ученого комитета. К приходу в ГИОА Вавилова в нем уже работали корифеи русской научной мысли. Отделом почвоведения руководил академик Глинка. Работу биохимиков возглавлял академик Костычев, лесоводов — профессор Ткаченко. Академик Омелянский начал здесь при прямой поддержке Ленина исследования по сельскохозяйственной микробиологии. Усилия дендрологов, занятых проблемой интродукции древесных пород, объединил профессор Сукачев. Академик Лев Берг возглавлял отдел прикладной ихтиологии.
Работа в таком коллективе чрезвычайно почетна, но и не менее сложна. Однако молодой ученый быстро сумел найти со «стариками» общий язык, подтолкнув многих теоретиков к решению насущных нужд практики.
Много интересного дала науке Сельскохозяйственная выставка 1923 года — на ее стендах собрался богатый сортовой материал со всей страны.
Но нужно знать гораздо больше, надо знать все о растительных кладовых мира. Поэтому необходимы экспедиции и еще раз экспедиции! Ученый должен сам заглянуть в эти кладовые. Они пока запечатаны. Блокада Советской России еще не снята. Прорвать ее еще нелегко. Только в народную Монголию удается снарядить селекционера В. Е. Писарева. Сам Вавилов стремится в Афганистан, на Памир. Но в стране нашего дружественного соседа неспокойно — англичане устроили восстание племен против хана Амманулы. Бюро отправляет первые экспедиции по стране — в Карелию, в Заполярье.
И пока нельзя прорваться через кордоны, Вавилов использует малейшую оказию для пополнения коллекции. Его учитель Прянишников едет во Францию, первые советские дипломаты отбывают в Турцию, и всем, кто отправляется за рубеж, он звонит, посылает записки с просьбой привезти побольше образцов семян!
Он пишет К. И. Пангало:
«Занят главным образом вопросом о происхождении культурных растений. Мы наладились в настоящее время определенно на географический подход к изучению культурных растений, логически неизбежному изучению различных районов, в особенности сопредельных с Россией стран. В нынешнем (1923) году, вероятно, удастся исследовать Армению, Туркестан, может быть, Малую Азию».
Интенсивно идет между тем обработка образцов собранных повсюду растений.
По полочкам разложено все добытое. Виды — разновидности — сорта — расы. Каждой полке в хранилище семян соответствует точка на географической карте мира.
Каждое семя, каждый плод, каждый росток рассматривается со всех точек зрения. Форму и анатомию исследуют ботаники. Химический состав — агрохимики. Число хромосом и иные наследственные признаки — цитологи и генетики. Пищевую полезность — технолог. Вокруг Бюро прикладной ботаники собираются самые различные специалисты. В 25 точках страны Н. И. Вавилов закладывает географические опыты (позднее их станет 115). Цель их — выяснить географическую изменчивость растений в различных природных зонах. Как влияет среда на наследственность? Есть ли связь между определенными географическими условиями и определенными признаками растений?
Вот безостая пшеница из Абиссинии. А это посылка от Петра Михайловича Жуковского из Тифлисского ботанического сада. В горной Кахетии он нашел двузернянку, которая резко отличается от остальных видов. Постойте, постойте: ведь это та самая персидская пшеница, что мы безуспешно искали в Иране! Нанесем еще одну точку на карту!
Посмотрим теперь, с кем способна породниться эта 14-хромосомная двузернянка. Что ж, и с польской и с твердой пшеницей она легко скрещивается и дает плодовитые гибриды. Значит, селекционер сможет заполнить некоторые нули в гомологических рядах.
Еще пришелец из Грузии. Декапрелевич (тоже работник Тифлисского ботанического сада) нашел пшеницу Маха в Сванетии. Нанесем еще точку на карту и заведем еще одну полочку в гомологических рядах для этой пшеницы. Внешне пшеница Маха напоминает двузернянку Тритикум дикоккум. Но у двузернянки 14 хромосом, а у Махи — 21.
Запомним на будущее, что все пшеницы делятся на три группы: 7-, 14- и 21-хромосомные. Зачем?
С этого начинается азбука генетики. Посмотрим на зародышевое ядро пшеницы в микроскоп. Ядро содержит хромосомы. Они хорошо видны на некоторых стадиях жизни клетки, а поскольку они способны окрашиваться, их и называют хромосомами (окрашенными телами). У гороха — 14 хромосом. У плодовой мушки дрозофилы — 8.
Они выстроились в ядре парами. У гороха — 7 пар, у мушки — 4 пары хромосом. Начало жизни — оплодотворение. Две клетки — отцовская и материнская — сливаются и дают начало новому организму. Что в это время происходит с хромосомами? Половину хромосомного набора потомку дает отец, половину мать. Так рождается организм, несущий в себе черты обоих родителей.
Но есть жестокие законы наследственности, которым подчиняются все виды растений, вся флора. Родственные виды легко вступают в брак, если число хромосом у них одинаково. И если хромосомы гомологичны при этом, они дают плодовитое потомство, пыльца гибридов нормальна. Если число хромосом у родителей различно, то они скрещиваются неохотно. А их дети — гибриды, как правило, стерильны — бесплодны.