На Харьковском Селекционном съезде я получил от Вас надежду на содействие, и теперь снова решаюсь торить свою большую просьбу о разрешении заниматься в Бюро…
В ожидании благосклонного ответа
С совершенным уважением
Ник. Вавилов" (10).
Через 10 дней от Роберта Эдуардовича был получен положительный ответ. Вавилов быстро собрался и уже в ноябре 1911 года оказался в северной столице. Этот шаг стал определяющим в судьбе Вавилова: в будущем он, как мы увидим, на всю жизнь оказался связанным с этим научным учреждением, а само Бюро стараниями Вавилова превратилось во всемирно известный Всесоюзный институт растениеводства (теперь Всероссийский НИИ растениеводства имени Н. И. Вавилова). С 1908 года Регель начал издавать "Труды по прикладной ботанике", которые позже, в вавиловские времена, были переименованы в "Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции". В Петербурге Вавилов также стажировался и в Бюро по микологии и фитопатологии у А. А. Ячевского, где знакомился с методами изучения грибных заболеваний растений. "В 1912 году он /в качестве ассистента/ вел летние занятия по частному земледелию со студентами Московского сельскохозяйственного института и со слушательницами Голицинских сельско-хозяйственных курсов" (11), а в 1913 году отправился за границу. План поездки Вавилов составил обширный — год в Англии, полгода — в Германии и Австрии, несколько недель — во Франции и полгода — в США. Всю программу выполнить не удалось: вступление России в 1-ю Мировую войну прервало поездку, но Вавилов пробыл 14 месяцев в Англии, где успел пройти неплохую школу в Кембридже в лаборатории одного из основоположников генетики Уильяма Бэтсона, прослушал курсы лекций Реджиналда Пеннета по зоологии, Роулэнда Биффена по ботанике и продолжил исследование проблемы, заинтересовавшей его еще в студенческие годы — иммунитета растений к болезням. Кроме того по нескольку недель он работал в Германии и Фра
По возвращении из-за границы в 1914 году Вавилов продолжил работу преподавателя на Высших Женских Голицынских сельскохозяйственных курсах и одновременно вел летний курс частного земледелия в Московском сельскохозяйственном институте. Большого удовлетворения преподавательская работа ему не принесла, хотя он тратил на нее много времени, так что только урывками мог продолжать изучение растительного иммунитета.
В 1915 году он выдержал в Московском сельскохозяйственном институте необходимые экзамены, требуемые для получения в будущем звания магистра наук по отделу растениеводства. Однако формально диссертаций Вавилов, как и Лысенко, никогда не подготавливал и не защищал.
В июне 1916 года он отправился в Персию (Иран) — в полувоенную, полунаучную экспедицию. Шла война России с Турцией, и Вавилову было предписано разобраться, почему русский "экспедиционный корпус" страдает от загадочной болезни: съев даже небольшое количество хлеба, выпеченного из местной муки, солдаты впадали в состояние, близкое к опьянению. Здесь и пригодились Вавилову прежние ботанические занятия. Он определил, что "пьяным" хлеб становится от попадания в муку спор гриба фузариума и семян опьяняющего плевела. С караванами Вавилов прошел до горных районов Таджикистана, добрался до Памира.
По возвращении из Персии в 1917 году он подал документы на конкурсы, объявленные сразу в нескольких высших учебных заведениях, и был избран адъюнкт-профессором частного земледелия в Воронежском институте Петра I и преподавателем Саратовских Высших сельскохозяйственных курсов. Воронежским приглашением он не воспользовался и летом 1917 года решил перебраться в Саратов. Первая же его лекция, прочитанная в сентябре 1917 года и озаглавленная "Современные задачи сельскохозяйственного растениеводства", прошла блестяще. Вскоре на его лекции стали собираться не только студенты, но и сотрудники других кафедр, преподаватели Саратовского университета. Одна из слушательниц, Э. Э. Аникина, вспоминала позже:
"Время от времени Николай Иванович делает две-три минуты передышки, "перекур" для слушателей и время вопросов. Или так: идет лекция о мягких пшеницах… Ряд вопросов, заданных слушателями, отводит от пшениц к ячменям или к типам ржи. Николай Иванович сначала объясняет, затем перекидывается двумя словами со своими многочисленными ассистентами и совершенно независимо от регламента объявляет перерыв. И вот мы летим с четвертого этажа на одном конце здания вниз, на второй этаж другого конца здания, где стены лаборатории кафедры сплошь заняты стеллажами с коллекциями натуральных объектов, фотографиями, рисунками, картами и книгами" (12).