Том 2 (1109824), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Если гены, связанные с теми свойствами, которые мы хотим ввести в растение, вся роить в плазмиду Тг, они могут быть перенесены в него в результате инфекции бактерией корончатого галла. Зтим методом в растения уже введены Рис. 30-35. Ристения петунии (Регины йубггйи) г. геном гармони человеки, хориоиичегкого гюнодотропина, прои,»- водят этот гормон в очень милых кюли- чест«ах. ('ен был включен в ядро расти- тельной клетии учеными фирмы Мон- санто» при помогли методи, сходноги с предстивлениым иа рис.
30-33. Он был соединен с г)ругам геном, ответствен- ным зи устойчивость к антибиотику кинамицину, так что растения, полу- чивише чужеродный геиегпический матг- риал, легко риспознавагись в культуре, погкольку только клегпки, содержавшие оби гена, могли иыживить на среде с кипамицином. Петунол чиста исяальзу- егпся в подобиям эксперимента.с, потому что в либоритюрии из одной се клетки неп»рудно вырастить целое рас- тение гены дрожжей, от петунии к табаку перенесена устойчивость к антибиотику, а гены бобов включены в ткани подсолнечника (рис. 30-35). Неясно, инфицирует ли АягоЬасгегигт (итегас(егп однодольные; в ) У84 г.
получены данные, что это возможно без образования корончатых галлов. Поскольку многие из важнейших сельскохозянственных культур однодольные ~в частности, зерновые, бананы, сахарный тростник, кокосовая и масличная пальмы), данный вопрос представляет больп)ой экономический интерес. Разумеется, мокнут быть обнаружены и другие пути переноса генетического материала между растениями, возможно, с помощью других плазмид или вирусов. Поиск их — цель многочисленных, проводимых в настоящее время лабораторных исследований.
Сейчас делаются попытки с помощью переноса генов повышать урожаиность растений, а также их устойчивость к болезням, холоду и вредителям. В случае успеха для выращивания таких культур потребуется меньше пестицидов и удобрений. Некоторые виды, возможно, удастся эффективно разводить при повышенном засолении почвы, ее избыточной влажности, сухости или в других неблагоприятных для существующих сортов условиях. Зти работы серьезно осложняются неполнотой наших знаний о часто сложной гснетичес- кой основе многих свойств, которые желательно улучшить с помощью генной инженерии, например засуха- или соле- устойчивости. Подсчитано, что в среднем растение содержит около 20 000 различных генон, каукдый из которых может быть представлен в одной клетке 5 млн. копий.
Определить, какие из них и а каким комбинациях ответственны за урожайность, — беспрецедентная по трудоемкости задача. Следует, кроме того, учесть, что некоторые гены, например ответственные за фиксацию аюта у бактерий, не функционируют как следует, когда оказываются в чужеродном генетическом окружении.
В экспериментах, проводимых рядом лабораторий, эта трудность сейчас преодолевается по мере изучения механизмов работы перенесенных генов в новой для них обстановке. Чем больше мы будем знать об экспрессии и регуляции генов у растений, а также об их биохимии и физиологии, тем успешнее сможем применять для улучшениякультур методы генной июкенерии.
Создание таким способом новых сортов связано и с некоторыми юридическими цроблеьсзми. Большое число уже сущеспювавших и вновь организующихся компаний занялось сейчас ботаническими исследованиями. Их привлекают широкие возможности генной инженерии с точки зрения повышения урожайности. Однако получение ыгенно-июкенерных» сортов требует больших расходов, причем неясно, смогут ли комгании запатентовать их, получив тем самым какую-то выгоду. Кое-кто беспокоится о возможных отрицательных последствиях проникновения генетически измененных растений в окружающую среду.
Несмотря на эти трудности, совершенно очевидно, что генная инженерия в будуп1ем будет играть главную роль в улучшении культур, Можно ожидать, что полученные ее методами сорта кукурузы, томатов и пшеницы и других растений будут достаточно широко выращиваться уже в начале 1990-х гг. Конкретный пример возможностей генной июкенерии связан с устойчивостью к гербициду атразину, часто применяемому для борьбы с сорняками кукурузы и других зерновых. Чарльз Арнцен, работавший тогда в Университете шт. Мичиган, продемонстрировал, что это вещество губит большинство растений, блокирув электронный транспорт в их хлоропластах. Кукуруза, в посевах которой особенно широко применяется этот гербицид, устойчива к нему, так как содержит обезвреживающие его ферменты.
Однако к 1970 г. фермеры заметили, что многие из обычных сорняков также приобрели устойчивость к атразииу; она известна уже у более 25 их видов (рис. 30-36). Устойчивость сорняков оказалась следствием мутации одного из генов хлоропластов. В результате этого открытия ученые из Гуэлфского университета в провинции Онтарио 1Канада) сумели получить устойчивый к атразину раис 1Вгазз)са ларис) путем введения ему хлоропластов от родственного сорняка Вгазз)са сатрезгпк Поскольку атразин теперь можно применять для обработок рапса, это принесло большую выгоду.
В 1985 г. новый устойчивый сорт уже выращивался более чем на 400 000 га. Конечно, если многие сорняки станут нечувствительными к атразину, потребуется дальнейшая селекция для создания культур, которые можно будет обрабатывать смесями гербицидов. Однако плазмиду гП нельзя использовать для переноса генов хлоропластов, а сами хлоропласты до сих пор лепсо пересаживаются только между растениями, способными скрещиваться.
Соя неустойчива к атразину, но часто используется в севооборотах после кукурузы. В результате ее урожай снижается остатками этого гербицида в почве. Полезно Рис. 30-36. Устойчивал к итризину марь белая (Сйелоройуит игьиту, бурно разрышалсн нл кукурузнои поле после обработки отразином Г10 плуги). Кукур>за устойчива к втригину, но чувствипкльна ко многим другим гврбицидам.
Создавин культуры, невосприимчивые к слвцифичеслим гербицидам, ученые способствуют раслростринвнию высокоу розки йнык сиипем звмледвлил, трвбуюиуш минимальных ли.ыическш обработок против сорняков. Г>днако нриобретсние последними устойчивости к гербицидам приладится постоянно учшлывать при разработке гликиз систем было бы придать сое устойчивость к атразину и применять его ежегодно. Пока ведется поиск спонтанных устойчивых мутантов этого вида и путей повышения частоты мутаций. Даже если удастся получить нечувсшительную к атразину сою, фермерам все равно придется чередовать этот гербицид с другиыи, чтобы снизить вероятность отбора устойчивых линий сорняков.
Проблема голода и крайней бедности,от которых страдает по крайней мере четверть населения планеты, остается весьма серьезной. Конечно, Зеленая революция должна продолжаться, но в то же время следует признать, что более радикальное решение этого вопроса требует социально~о, политического и этического подходов, поскольку речь идет не только об увеличении количества продовольствия и его распределении,но и о создании рабочих мест, позволяюпгих беднякам зарабатывать на хлеб.
Следует думать не только об ограничении роста населения, но и о повышении качества жизни до приемлемого уровня. Сколь бы ни были значительны успехи сельскохозяйственной науки, они не смогут покончить с голодом в условиях быстрого роста числа людей на земле. В странах с большой долей населения, живущего в бедности, должна быть создана организационная система, облегчающая внедрение новых прогрессивных приемов земледелия. Должны быть доступные для всех источники удобрений, пестицидов, оборудования, кредитов и воды; фермер должен иметь возможность продать свой продукт и доставить его для этого на рынок.
Конечно, генная инженерия и рост знаний в области физиологии растений создадут новые высококачественные культуры, но вопрос в том, смогут ли ими воспользоваться миллиарды бедных крестьян третьепз мира? Следует больше работать над выведением растений, являющихся источником непищевых продуктов, в частности лекарств и других химических веществ, а также энергии. Важнейшие культуры возделываются уже тысячи лет, но множество других может принести болыпую пользу человеку, если ан сумеет найти их, определить, что требуется для их возделывания, и наладить их производство. Многие считают, что, поскольку естественная растительность по всему земному шару быстро уничтожается, ближайшие 50 лет грозят вымиранием 15 — 20'У«общего числа видов растений.
Такая потеря (приблизительно 40 000 видов) станет трагическим, ничем не оправданным ограничением возможностей выбора, и ее следует, насколько это возможно, сократить. Безусловно, эта неутешительная перспектива ставит задачу поиска новых полезных растений и их сохранения с особой остротой. Всестороннее знание биологии растений приобретает все большее значение для разрешения некоторых нз наиболее острых социальных проблем. Стабилизация численности населения может наступить раньше, чем мы думаем, но и тогда наше внимание должно быть направлено на борьбу с бедностью и недоеданием, на поиск путей обеспечения продовольствием народов всех стран. Следует использовать все закономерности роста и развития растений для подъема уровня земледелия по всему миру, добиваясь того.
чтобы наша планета могла обеспечивать достойную человека жизнь и даже относительное процветание небывалому в ее истории числу людей Это потребует предельного напряжения мыслей и способностей, но цель настолько велика, что нельзя жалеть усилий для ее достижения. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Человекоподобные существа возникли в Африке по крайней мере 5 млн. лет тому назад; такой возраст имеют древнейшие найденные остатки рода австралопитек. Род Ното, по-видимому, произошел от него около 2 млн.
лет назад, а человск разумный, Ното зардел, существует не менее 500 000 лет. Окало 11 000 лет назад в Плодородном полумесяце— области, простиравшейся от Ливана и Сирии через Ирак до Ирана, — люди начали возделывать ячмень, пшеницу, чечевицу и горох. Выращивая культуры, заботясь о них, первые земледельцы изменяли признаки видов; растения становились все более питательными„удобными для уборки урожая, отличными от своих диких сородичей. Из этого центра земледелие распространилось по всей Европе, достигнув около 6000 лет назад Британии, а возмозкио, и к югу по Африке, хотя не исключено, что на этом континенте оно возникло независимо водном или нескольких центрах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
