Техника - молодёжи 1979-02, страница 10

ГАМЕТА

ГИБРИДНОЕ РАСТЕНИЕ

ГИБРИДНОЕ РАСТЕНИЕ

Так происходит процесс гибридизации растений.

японского сорта «Норин-10», ученые вывели группу сортов полукарликовых интенсивных пшениц. Примерно в то же время они получили полукарликовые сорта риса. Все эти сорта начали вскоре широко внедряться в Азии, Африке и Южной Америке.

Сами по себе эти сорта — крупное достижение генетики. Они высокоурожайны, неполегаемы и обладают высоким фотосинтезом, гомеостатич-ны. В идеале при высоком уровне применения ирригации, механизации,

А так «встраивают» чужеродные фрагменты в структуру ДНК.

векторная ДНК | рестрикция

чужеродная ДНК физико-химическое фрагментирование

| ДНК полнмераза Т4

J терминальная

d(A)n |трансфераза^АТР

|ДНК полнмераза Т4

I терминальная d(T> Ьрансфераза+dTTP

ДНК лигаза Т4 { ДНК полнмераза I зкзонуклеазаДГ

удобрений, пестицидов, выращивая эти сорта, можно было бы удвоить производство зерна.

Однако, как это чаще всего и бывает, жизнь оказалась далека от идеала.

Прошло 17 лет с тех пор, как началось внедрение новых сортов. Каковы же результаты? При небольшом увеличении количества зерна проблема все же осталась нерешенной. Мало того, «зеленая революция» принесла с собой немало отрицательных последствий. Биосфера тропических и субтропических районов стала загрязняться ядохимикатами. Из-за единообразия генетической плазмы зерновых на огромных территориях появились массовые эпидемии вирусных болезней. Растения поражались насекомыми. Монопольное распространение ввезенных сортов привело к потере ценнейшей генетической плазмы местных сортов. Я уж и не говорю об огромных затратах развивающихся стран на механизацию, ирригацию, покупку довольно дорогих семян, удобрений, ядохимикатов... Еще и сегодня нередки случаи, когда некоторые развивающиеся страны импортируют зерна больше, чем до начала «зеленой революции». Так что нельзя надеяться только на достижения генетики, надо учитывать и природные условия, экономику, социальное и политическое положение страны.

Однако из этого еще не следует, что генетико-селекционная работа по созданию высокопродуктивных растений, пород животных и рас промышленных микроорганизмов не нужна. Улучшать сорта растений и породу животных просто необходимо. И современная генетическая селекция, идя по этому пути, использует экспериментальный и естественный мутагенез, полиплоидию, генетически регулируемый гетерозис, внутривидовые скрещивания, линейную селекцию, отбор популяций, отдаленную гибридизацию и многое другое.

В ближайшее время использование генетики в сельском хозяйстве будет основано именно на этих, ставших уже классическими методах. И я уверен, что они позволят не только интенсифицировать получение продуктов от растений, животных и микроорганизмов, но и решить вопросы качества — такие, как состав белка, зимостойкость, иммунитет, качество масла, волокна и так далее.

— Но все, о чем вы только что говорили, касалось методов традиционных. А ведь на конгрессе обсуждались и новые, ставшие возможными в последние годы благодаря открытиям в области генетики. Не расскажете ли вы и о них?

— Действительно, на конгрессе обсуждались фундаментальные исследования, в которых, по существу, закладываются новые основы селекции.

Возьмите хотя бы генную инженерию, зародившуюся в недрах молекулярной генетики. Это новая генетическая технология, позволяющая экспериментировать с отдельными генами. Суть этой технологии в том, что гены одних организмов вводятся в геномы других. А ведь раньше, при простом скрещивании разных форм, добиться результатов вообще никак не удавалось. Они или просто не скрещивались, или не давали плодовитого потомства. Теперь же, как вы знаете, с помощью генной инженерии считается принципиально возможным включать в геном избранной клетки гены от практически любых органических форм или даже гены, синтезированные химическими методами.

Большие возможности перед селекцией открывают и тканевые культуры растений. При этом методе популяция клеток, подвергаемая мутагенной обработке, по численности сравнима с бактериями, достигает величины 10¹⁰. Таким образом, целое растение выращивается из одной клетки. Понятно, что клетки в такой культуре представляют хороший материал для генной инженерии.

Для сельскохозяйственных животных, я думаю, очень перспективно использование суперовуляции, разработка проблем регуляции пола, клонирования через безъядерные яйцеклетки.

Однако, решая текущие задачи индустриализации сельского хозяйства, нельзя забывать о перспективе: селекция не должна нарушать устойчивость биосферы.

— Николай Петрович, а какую помощь в решении сельскохозяйственных проблем оказывает генная инженерия?

— Возьмите хотя бы такую проблему, как накормить растения. Они окружены азотом атмосферы, но не могут воспользоваться им без посредников. В природе таких посредников — азотфиксирующих бактерий — мало. Поэтому ученые встали перед задачей — попытаться пересадить ген, обеспечивающий связывание молекулярного азота или непосредственно в растительные клетки, или же каким-то другим видам обитающих в земле бактерий, чтобы потом заселить ими поля.

Одни растения, такие, как зерновые, не способны к симбиозу, обеспечивающему фиксацию азота, а другие, бобовые, например, вступают в симбиоз с азотфиксирующими бактериями.

Один из путей поиска новых форм азотфиксации состоит в преобразовании с помощью генетической инженерии как зерновых растений, так и бактерий. Наиболее реально повысить урожайность растений — внести гены из азотфиксирующих бактерий в другую почвенную микрофлору, неспо-

J трансформация (трансфекция)