Растениеводство является одной из отраслей сельского хозяйства. С древнейших времен растения были для людей источником пищи, одежды, материалом для постройки жилищ. В ходе научного прогресса были разработаны новые биотехнологии в растениеводстве.
Несомненно, создание новых сортов растений началось задолго до выявления в науке процессов наследования признаков. Люди старались оставить на предстоящий посев семена растений, дающих большой урожай и наиболее устойчивых к вредителям, болезням и климатическим факторам. Постепенно какие-либо спонтанно появившиеся признаки у растений, поддерживались естественным и искусственным отбором, закрепляясь в ряду поколений и при этом формируя новые разновидности сельскохозяйственных сортов растений. И сегодня селекционеры большое внимание уделяют получению новых сортов растений устойчивых к различным абиотическим факторам внешней среды – температуре, влажности, засоленности или закисленности почв.
Изменение генов в геноме организма называют мутацией. Мутация случайный процесс, который может затронуть любой ген (или несколько генов) организма, приводя к появлению нового признака. Раньше человек внимательно следил за случайным появлением полезного признака у растений или животного и далее старался закрепить его в последующих поколениях. Однако современной науке под силу модифицировать организм на генетическом уровне без длительного ожидания, не полагаясь на случайность.
Выделяют два основных пути развития биотехнологий в растениеводстве – это использование природных резервов и генетические модификации растений путем внесения чужеродных генов других организмов. До сегодняшнего дня нет достоверных данных о безопасности генетически модифицированных организмов (ГМО). По мнению ученых ГМО в перспективе будет возможно, при этом процесс исследования вновь получаемых организмов должен быть расширен, мало того – исследовать необходимо каждую генетическую модификацию, даже в рамках одного сорта. Обязательным условием являются исследования о влиянии ГМО на организм в динамике – на протяжении ряда поколений. Есть научные данные российских ученых, которые установили, что при кормлении лабораторных мышей продуктами ГМО, приводит в шестом поколении к бесплодию. Еще одним условием получения ГМО является безопасность использования методов для окружающей среды, так как используемые методики и сами ГМО, являясь чужеродным для природы материалом, могут спровоцировать непредсказуемые последствия. Таким образом, использование ГМО должно стать делом далекого будущего. Кроме этого, использование генетически модифицированных организмов во многих странах считается нецелесообразным ввиду того, что еще есть огромные резервы земельных ресурсов, а также большие возможности применения природных растительных резервов.
Одной из приоритетных задач, решаемых с применением природных резервов, является защита растений от различных биогенных факторов. Издавна проводятся биотехнологические системы защиты растений от насекомых-вредителей, сорняков, грызунов, которые создаются на основе естественных врагов этих вредителей. Традиционно, для биологической защиты растений от насекомых-вредителей используются энтомофаги. В последнее время арсенал биологических методов борьбы с насекомыми вредителями растений пополнился еще грибными, бактериальными и вирусными препаратами. В настоящее время производится более 30 микробиологических энтомопатогенных препаратов. Они специфически поражают определенные виды вредных насекомых, практически безвредны для человека и теплокровных животных, а также полезных насекомых, не вызывают нежелательных изменений в биоценозах и не нарушают экологию. При защите растений от болезнетворных патогенов применяют антибиотики – триходермин и трихоцетин, продуцируемые грибами. Их используют в борьбе с корневой гнилью овощных, зерновых и технических культур.
Растения обладают уникальной особенностью – растительный организм способен развиваться целиком из одной клетки. Растительные клетки и ткани способны культивироваться в форме клеточной массы – каллуса. Каллусную ткань можно «заставить» формировать почки и побеги, а на их основе растения – регенеранты. Все это происходит благодаря тотипотентности растительной клетки. То есть клетка обладает способностью воспроизводить целый организм. Например, биотехнология предлагает метод культивирования изолированных клеток клубней картофеля. Клетки картофеля размножаются в суспензии. Затем выращенные клетки пересаживают в искусственный грунт и из каждой клетки вырастает «клубенек», размером не более горошины. Эти клубеньки высевают в поле из которых вырастают кусты картофеля с множеством клубней.
В 90-е годы прошлого века на базе Института Земледелия Министерства сельского хозяйства и охраны окружающей среды Туркменистана были проведены лабораторные исследования по выращиванию безвирусного картофеля методом клонального микроразмножения, одного из способов вегетативного размножения в условиях «in vitro». Работа проводились в несколько этапов – это выбор растения-донора, изолирование эксплантов и получение хорошо растущей стерильной культуры, получение максимального количества меристематических клонов, ускорение размноженных побегов с последующей адаптацией к почвенным условиям, выращивание растений в теплице и подготовка к посадке в поле. Таким биотехнологическим методом получали безвирусный семенной материал картофеля.
Современные биотехнологии используют научные открытия в генетике, молекулярной биологии и микробиологии. Увеличение урожайности – это главное направление интенсивного развития растениеводства, которое успешно решается с применением биотехнологий.
.
Юсуп Мамедов,
кандидат биологических наук.
Комментарии