Достижения генетической инженерии в растениеводстве: растения устойчивые к насекомым, гербицидам, стрессовым факторам

УСТОЙЧИВОСТЬ К ГЕРБИЦИДАМ Устойчивость

к гербицидам достигается за счёт переноса культурным сортам мутантного бактериального гена почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens (CP4),

отвечающего за синтез фермента, обуславливающего устойчивость к действию гербицида. Устойчивость трансгенного сорта к определённому гербициду

 (глифосату и глюфозинату) позволяет фермерам опрыскивать культуры этим гербицидом, уничтожая сорняки без вреда для самого культурного растения.

Потенциальные преимущества:

• Эффективное управление сорняками и увеличение доходов за счёт снижения трудовых затрат.

• Уменьшение использования гербицидов за счёт сокращения заявок на их поставки.

• Увеличение урожая за счёт увеличения контроля над сорными растениями и повышение доходов.

• Использование новых (менее вредных) видов гербицидов взамен токсичных и химически устойчивых видов.

УСТОЙЧИВОСТЬ К НАСЕКОМЫМ

Устойчивость ГМ-культур к насекомым-вредителям достигается внесением гена, вызывающего выработку инсектицидного токсина(такого как токсин Bt из бактерии Bacillus thuringiensis). Bt-токсин представляет собой протеин (белок) с высокой избирательностью действия. Это значит, что Bt-протеин, выделенный из опредёлённого штамма бактерии, способен поражать опредёлённый вид насекомого-вредителя и не действует на других насекомых. Наибольших успехов в создании Bt-сортов удалось достичь на картофеле, кукурузе и хлопке. Потенциальные преимущества:

• Уменьшение объёма химического инсектицида, используемого во время посева.

•Повышение урожайности за счёт уменьшения ущерба, приносимого вредителями и рост доходов фермеров.

• Сокращение основного ущерба «до» и «после» снятия урожая в результате использования инсектицидов, применяемых для предотвращения проникновения болезнетворных организмов в культуру.

Устойчивость к стрессовым факторам

Устойчивость растений к тому или иному стрессовому фактору является результатом воздействия множества разных генов. Пока можно отметить лишь косвенный подход для получения морозоустойчивых растений, основанный на генноинженерных манипуляциях с Pseudomonas syringae. Этот микроорганизм, сосуществующий с растениями, способствует их повреждению ранними заморозками. Механизм явления связан с тем, что клетки микроорганизма синтезируют особый белок, локализующийся во внешней мембране и являющийся центром кристаллизации льда. Известно, что формирование льда в воде зависит от веществ, могущих служить центрами образования льда. Белок, вызывающий формирование кристаллов льда в различных частях растения (листья, стебли, корни), является одним из главных факторов, ответственных за повреждение тканей растений, чувствительных к ранним заморозкам. Многочисленные эксперименты в строго контролируемых условиях показали, что стерильные растения не повреждались заморозками вплоть до —6—8° С, тогда 28. как у растений, имеющих соответствующую микрофлору, повреждения возникали уже при температурах —1,5—2° С. Мутанты этих бактерий, потерявшие способность синтезировать белок, вызывающий формирование кристаллов льда, не повышали температуру образования льда, и растения с такой микрофлорой были устойчивы к заморозкам. Штамм таких бактерий, распыленный над клубнями картофеля, конкурировал с обычными бактериями, что приводило к повышению морозоустойчивости растений. Возможно, такие бактерии, созданные с помощью методов генной инженерии и используемые в качестве компонента внешней среды, будут служить для борьбы с заморозками.