Жена предпочла остаться в Саратове, найдя себе работу по агрономической части. Основания для такого решения у нее были. Она знала, либо догадывалась, что Николай Иванович увлечен другой женщиной. Елена Ивановна Барулина, студентка, а потом аспирантка Николая Ивановича, разделявшая его чувства, в середине двадцатых годов прибыла в Ленинград и формально вступила в брак с Вавиловым. А в 1928 г. у четы Вавиловых родился сын Юрий.
Вавилов был внимателен к обоим сыновьям. Со старшим, Олегом, переписывался, даже находясь в путешествиях. После гибели отца Олега и Юрия опекал их дядя Сергей Иванович. Оба получили университетское образование, стали физиками.
Последние двадцать лет недолгой жизни Вавилова связаны с Ленинградом. Здесь в полной мере раскрылись его многообразные дарования. Здесь он создал получивший всемирную известность научный центр – Всесоюзный институт растениеводства.
В 1924 г. Вавилов организует экспедицию в Афганистан, в районы, где до него не ступала нога европейца. Здесь он собирает исключительный по ценности материал. В 1926 г. Вавилов совершает большую поездку по странам Европы, а также по Северной Африке и Эфиопии. И снова ученый привозит собранные им образцы растений. В последующие годы Вавилов посетил Японию, Китай, а также Южную Америку. Он уже собрал столько образцов различных растений, что его теория получила полное подтверждение. Сразу после поездки выходит в свет его вторая важнейшая работа – «Центры происхождения культурных растений».
Н.И. Вавилов
В 1929 г. Вавилова избирают академиком и практически одновременно – президентом Академии сельскохозяйственных наук. В то время ему еще не исполнилось 42 года. Новый президент много сделал для того, чтобы наладить широкие контакты русских ученых с их коллегами из других стран. По его инициативе в 1937 г. в СССР был проведен международный конгресс генетиков. Он был организован на базе созданного Вавиловым Института генетики Академии наук. Там собралась целая плеяда крупных ученых во главе с академиком Кольцовым, создавшим школу экспериментальной генетики. На стажировку к Вавилову и Кольцову стали приезжать ученые из всех стран мира. Одним из учеников Вавилова был, в частности, Г. Меллер, впоследствии получивший за свои открытия Нобелевскую премию.
Но вместе с тем работать Вавилову становилось все труднее и труднее. Начиная с 1939 г. при негласной поддержке Сталина Лысенко и его сторонники проводили настоящий разгром генетической науки в СССР. А в 1940 г. арестовали и Вавилова, который в это время находился в научной экспедиции. Следствие по его делу продолжалось долго. Но Николай Иванович Вавилов не прекращал научной работы и в заключении. Ученый умер в тюрьме 26 января 1943 г.
Николай Вавилов любил жизнь во всех ее проявлениях. Ходил в театр, когда выкраивал время. Читал много, жадно, быстро, не довольствуясь лишь одной научной литературой. Природа не часто одаривает