II. 35. Генно-инженерно модифицированные растения и их значение в растениеводстве.

Генная инженерия – целенаправленное изменение генетических программ клеток для придания исходным формам новых свойств или создания принципиально новых форм организмов. Осуществляется путём введения в клетку чужеродной генетической информации, гибридизации соматических клеток или другими приёмами. Это перспективный путь создания трансгенных организмов. С начала 80-х годов прошлого века введение в клетки растений чужеродных генов стало свершившимся фактом.

Для улучшения сортов нужный ген вводят в растительную клетку с помощью специальных векторов. Затем из трансформированной клетки методом культуры тканей регенерируют полноценное растение с новыми биологическими свойствами, дающее семена нового сорта.

В настоящее время выделены и проклонированы десятки генов высших растений, в том числе гены, контролирующие синтез запасных белков ячменя, кукурузы, гороха, сои, а также гены, контролирующие активность ферментов; некоторые гены хлоропластов пшеницы, шпината и др. растений.

Используя данный метод, удалось выделить ген устойчивости к гербицидам, который был перенесён в клетки табака, чтобы регенерировать из них устойчивые растения. Исследователи из США трансформировали клетки подсолнечника геном фазеолина (резервного белка фасоли), кот. хорошо экспрессировался в регенерировавшихся растениях и передавался потомству.

Для создания трансгенных с/х растений сейчас начали применять методы, альтернативные генетической трансформации – доставка вектора в мишень с помощью высокоскоростной баллистической трансфекции. Сделана попытка создать альтернативную технологию введения чужеродной ДНК в растительную клетку методом электрофореза в геле на агар-агаре.

Использование методов г. и. позволяет решать самые разнообразные селекционные задачи. Особенно большие успехи достигнуты при переносе в растения генов устойчивости к болезням, вредителям, гербицидам.

Пример использования метод: используя методы генной инженерии и стерильной культуры меристемы, успешно проводится селекция сах. свеклы по двум перспективным целевым проектам: по изучению устойчивости к ризомании и перенесению контролирующего её гена в клетки сах. свеклы и по селекции с помощью генетических маркеров. Свойства будущей линии, гибрида, сорта (например, устойчивость к той или иной болезни, которая контролируется определёнными генами) можно предвидеть уже в лаборатории.

Ризомания – бородатость корня сах. свеклы снижает урожайность на 50% и более. В заражённых районах возможно только выращивание устойчивых сортов с полной резистентностью, полученных только методами генной инженерии. Растение, обладающее новой дополнительной генетической информацией, производит в клетке свёклы пустую вирусную оболочку, этим блокирует развитие самого вируса при его внедрении в клетку.

Г.и. особенно перспективна при изучении процессов развития и дифференциации растений, что поможет в будущем правильно организовывать селекционный процесс.

Фрагменты ДНК использовались для выявления вируса крайне опасной болезни картофеля – веретеновидности клубней; для идентификации в геноме пшеницы фрагменты хромосом ржи после скрещивания этих видов между собой.

Одно из перспективных направлений применения г.и. – придание растения устойчивости к поздним весенним и ранним осенним заморозкам, кот. причиняют с/хозяйству огромный ущерб. Н7о селекция новых сортов затрагивает свойства, контролируемые очень многими генами одновременно, поэтому невозможно их все подвергнуть генно- инженерным манипуляциям

.