Новости
30.05.2017


29.05.2017


29.05.2017


29.05.2017


29.05.2017


18.01.2014

В сельскохозяйственном производстве появились сорта, созданные с участием биотехнологических методов, то есть манипуляций in vitro. Все биотехнологические методы можно разделить на две большие группы: культуру клеток и тканей, включая культуру протопластов и их гибридизацию, и генетическую (генную) инженерию, то есть манипуляции на уровне гена. И в том и в другом случае создают доноры — носители генов устойчивости, которые затем включают в обычный селекционный процесс через гибридизацию и последующие отборы. Не исключено и прямое создание сорта. Культуру клеток и тканей при селекции на устойчивость к патогену ведут на (или в) селективной среде с токсином, свойственным данному патогену или с фильтратом из культуры патогена, содержащим токсин. Если при удачно подобранной концентрации токсина, вызывающей гибель клеток, какая-то часть их сохранится в жизнеспособном состоянии, это может означать, что они обнаруживают наследственную устойчивость к патогену. Если удастся добиться регенерации растений из этих клеток, есть надежда получить устойчивые формы. Это не всегда удается, потому что выжившие клетки необязательно обладают устойчивостью, они могли сохраниться по каким-то другим причинам, а также потому, что устойчивость целого растения не эквивалентна устойчивости клетки. Тем не менее селекции удалось добиться определенных результатов на этом пути. Получены формы клевера, устойчивые к раку; картофеля, томата, ячменя, люцерны, пшеницы, устойчивые к грибам из рода Fusarium; риса, пшеницы и ячменя — к грибам из рода Flelminthosporium; картофеля — к фитофторозу и черной ножке; риса — к пирикуляриозу. В этом перечне нет болезней, вызываемых облигатными паразитами: считается, что они не образуют токсины, кроме того, реакция сверхчувствительности исключает саму возможность селекции на клеточном уровне. Таким образом, речь может идти только о горизонтальной устойчивости.
Гораздо более радикальных результатов можно добиться с помощью генной инженерии, особенно при переносе гена, обусловливающего устойчивость селектируемой культуры, из другого вида, часто очень далекого в систематическом отношении, например из бактерии в высшее растение. Сама технология такого переноса может быть здесь описана только в самых общих чертах. Это может быть перенос с помощью вектора, прямой перенос, инкубированием чужеродной ДНК совместно с протопластами селектируемой культуры или другими способами. Что касается векторов, то наиболее часто используют плазмиды (кольцевые ДНК) бактерий из рода Agrobacterium, особенно А. tumefaciens. После преобразований плазмиды, завершающихся тем, что в нее встраивают ген, подлежащий переносу, и маркерный ген устойчивости к антибиотику (обычно, канамицину), заражают растения бактериями — носителями вектора со встроенными генами. Из инфицированной ткани получают культуру каллусов на селективной среде с антибиотиком, убивающей клетки, не содержащие встраиваемый ген. Из сохранившихся клеток регенирируют растения и испытывают их на инфекционном фоне, чтобы отобрать устойчивые. Методами генной инженерии получены трансгенные растения с геном хитиназы, которая разрушает хитин оболочек грибов, бактериальной рибонуклеазы, вызывающей реакцию сверхчувствительности, дефензина (цистеинсодержащий белок), замедляющего рост гиф.
Наибольшие успехи связаны с переносом в культурные растения генов эндотоксинов почвенной бактерии Bacillus thuringiensis. На основе генов этой бактерии получены генные конструкции, придающие культурам устойчивость к некоторым вредным насекомым: кукурузе — к кукурузному мотыльку, хлопчатнику — к коробчатому червю, картофелю - к колорадскому жуку (США), рису — к ряду опасных насекомых-вредителей (Китай).
Специфические генно-инженерные методы применяютдля создания растений, устойчивых к вирусам. Например, используют гены, ответственные за синтез белка оболочки вируса (капсиды), подавляющие репродуцирование РНК другого вируса. Подобной защитной функцией обладает так называемая сателлитная РНК (РНК сателлитных вирусов, меньших по размеру, чем обычные вирусы, и реплицирующихся только в их присутствии) и антисмысловая РНК (РНК вирусов с обратной последовательностью нуклеотидов). Ген, на котором могла бы транскрибироваться саттелитная или антисмысловая РНК, встроенный в ядро клеток растений, также обеспечивает устойчивость.
Появились генно-инженерные конструкции, обеспечивающие комплексную устойчивость. Фирма Монсанто (США) объявила о создании формы картофеля New Leaf Plus, устойчивой к колорадскому жуку и вирусу скручивания листьев.
Трансгенные растения с генами устойчивости от других далеких в систематическом отношении видов интересны тем, что они позволяют использовать неспецифический иммунитет, который может защищать растения неопределенно долго.
Хотя площади, занятые трансгенными растениями (не только устойчивыми к болезням и вредителям, но обладающими другими хозяйственно полезными свойствами), быстро растут (сейчас в мире они занимают около 40 млн га), высказываются опасения относительно безопасности продуктов, полученных из них. Для продуктов питания вред может быть связан с изменением химического состава. Это может понизить питательную ценность, вызвать побочные эффекты, провоцирующие заболевания, а ген устойчивости к антибиотикам, который в качестве селективного агента также попадает в трансгенные растения, может направить эволюцию бактериальной флоры кишечника человека в сторону нечувствительности к антибиотикам. Это свойство может быть передано опасным патогенам, вызывающим болезни человека. Насколько эти опасения основательны, покажет будущее.