Достижения генетической инженерии растений

Методы генетической инженерии позволяют достаточно быстро создавать новые генотипы растений, т. е. значительно сокращают время, которое затрачивается на классическую селекцию. Кроме того, применение этих методов позволяет изменять генотип целенаправленно. В отношении растений роль генетической инженерии сводится, главным образом, к созданию сортов сельскохозяйственных растений, устойчивых к насекомым-вредителям, фитопатогенам, гербицидам, пестицидам, различным стрессовым факторам. Проводятся работы по введению генов, регулирующих созревание плодов, отвечающих за синтез витаминов или лекарственных препаратов и т. д.

Получение трансгенных растений значительно облегчается благодаря присущему растениям свойству тотипотентности, т. е. способности любой клетки растительного организма регенерировать целое растение. Следовательно, достаточно получить несколько трансформированных клеток, чтобы регенерировать из них растения-трансгены.

Однако возможности генетической инженерии растений ограничиваются рядом причин:

• — во-первых, геном растений изучен хуже, чем геном млекопитающих;
• — во-вторых, не для всех растений удается подобрать условия регенерации. Стабильно получают растения-регенеранты из протопластов картофеля, люцерны, томатов, моркови, табака, капусты и некоторых других двудольных растений. Регенерировать растения злаков удается не всегда;
• — в-третьих, одной из лимитирующих причин служит размер фрагмента донорной ДНК, который предполагается ввести в клетку, а также появление химерных организмов, неспособных к развитию и размножению.

Не так давно была предпринята удачная попытка использовать пыльцу в качестве супервектора при трансформации, что позволяет исключить появление растений-химер. Имеются сообщения об использовании искусственной бактериальной хромосомы в качестве векторной системы, что позволяет переносить целые кассеты генов, кодирующие множественные ступени биохимических процессов. Это открывает такие широкие перспективы в трансформации растительных организмов, что на первое место выходят вопросы о возможных последствиях таких экспериментов и об их экологической безопасности.

Первая волна трансгенных растений, допущенных для практического применения, содержала дополнительные гены устойчивости (к болезням, гербицидам, вредителям, порче при хранении, стрессам).

Нынешний этап развития генетической инженерии растений относится к «метаболической инженерии». При этом ставится задача не столько улучшить те или иные имеющиеся качества растения (как при традиционной селекции), сколько научить растение производить совершенно новые соединения, используемые в медицине, химическом производстве и других областях. Этими соединениями могут быть, например, особые жирные кислоты, полезные белки с высоким содержанием незаменимых аминокислот, модифицированные полисахариды, съедобные вакцины, антитела, интерфероны и другие «лекарственные» белки, новые полимеры, не засоряющие окружающую среду, и т. д. Использование трансгенных растений позволяет наладить масштабное и дешевое производство таких веществ и тем самым сделать их более доступными.