Генно-инженерные методы как новый биотехнологический подход в аграрном секторе США

Почти все генетически модифицированные культуры, имеющие пищевую ценность, а их набралось уже более трёх десятков, относятся к растениям умеренного климата. Это породило критику в адрес биотехнологии как практически бесполезной для засушливых регионов Африки и Азии, которые страдают от недостатка продуктов питания. Исследователи из компании "Пайониер Хай-Бред Интернэйшинэл" (Джонстон, шт.Айова), университета Пердью (Вест Лафайет, шт.Индиана) и университета г.Лодзь (Польша) удалось трансформировать культуру сорго, основного продукта питания и производства в полузасушливых тропиках. Злаковые культуры печально известны как особо трудно трансформируемые. Генетические манипуляции с ними начались в середине 90-х годов с использованием генной пушки. Применение этой технологии позволило обойти проблему отсутствия природного вектора, такого как Agrobacterium, и проблему регенерации целого растения из протопласта. С помощью генной пушки исследователям удалось ген устойчивости к гербициду биалофосу ввести в незрелый зародыш сорго. Учёные использовали новую технологию трансформации для получения сортов сорго, которые могут произрастать на бедных почвах в присутствии агрессивных сорняков. На повестке дня также получение зерна с улучшенными пищевыми свойствами, оптимизированным аминокислотным балансом и содержанием крахмала, устойчивых к вирусным заболеваниям и плесени.

Среди зерновых культур сорго занимает пятое место в мире. В некоторых странах сорго сопоставимо по значимости с пальмовыми культурами, когда используются все части растения. Например, стебель сорго может использоваться как топливо или в качестве стройматериала. Листья – на корм скоту, а зерно, которое может быть красным или коричневым, идёт на крупы или используется как сырьё в пивоваренной промышленности. Во всём мире культурой сорго засеяно около 48 млн. га, в основном в засушливых районах Африки, Индии и Китая. Сорго, как и кукуруза, произошло от диких трав. У них много общего, например, 10 хромосом. Благодаря этому сорго может служить источником генов для кукурузы, в частности, гена устойчивости к засухе.

Возможности генной инженерии в растениеводстве:

1. Получение сои, устойчивой к засухе, с помощью проб ДНК и маркёров.

2. Получение растений, устойчивых к соли, за счёт переноса генов из растений, устойчивых к соли, в растения, чувствительные к ней. Причём, как правило, повышенная устойчивость к соли сопряжена с повышением устойчивости к высокой температуре. Это даст возможность использовать новые земли для производства культур и использованию морской воды для ирригации.

3. Получение растений, устойчивых к морозу, благодаря введению генов из рыбы мелкой камбалы из Арктических морей в качестве нового антифриза для растений. Этот метод может быть применён для клубники, картофеля, вишни, персиков, которые смогут переносить холод в период цветения.

4. Получение растений в качестве нового источника энергии. Различными биотехнологическими способами можно изменить содержание лигнина, крахмала и целлюлозы у растений, которые в будущем могут использоваться в качестве горючего.

5. Получение сельскохозяйственных растений – продуцентов фармацевтических препаратов. Развёрнуты биофармацевтические исследования, нацеленные на получение растительных вакцин для человека, действующих против СПИДа, онкологических заболеваний, диарреи. Группа исследователей шт. Техас надеется получить растительные вакцины против гепатита и холеры. Уже ведутся работы по введению гена, контролирующего продукцию гормона роста человека, в растение табак.

6. Перенос генов окраски у цветковых растений. Например, гены, контролирующие голубой цвет у петунии, могут быть перенесёны в розы, красные гвоздики или хризантемы для достижения большей декоративности.

7. Создание трансгенного хлопка, продуцирующего новый пластический полимер.

Учёные надеются также получить такие породы деревьев, которые были бы устойчивы к пожарам. Ведутся широкие исследования по улучшению пищевой ценности различных сельскохозяйственных культур, в частности, кукурузы, сои, картофеля, томатов, гороха, а именно белков, крахмала и растительных масел. Множественные переносы генов необходимы для достижения значительного изменения дизайна листовой пластинки для более эффективной фотосинтетической активности и способности к испарению воды, устойчивости к стрессам, вызванными влажностью и температурой, повышения урожайности основных агрономических культур.

Новые продукты и методы биотехнологии могут изменять устойчивость к климату или стрессам у культур, или их чувствительность к насекомым или болезням, распространённым в определённых регионах. Эти достижения могут изменить региональное преимущество для поражённых культур. Таким образом, при изменении регионального сельскохозяйственного производства меняется и локальный набор используемых культур.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Дополнительные материалы

Кодер - декодер речевого сигнала
Эффекты возникновения амплитудно-зависимых фазовых сдвигов в различных, работающих в нелинейных режимах, узлах приемно - усилительных трактов называется “Амплитудно - фазовая конверсия” (АФК). АФК - от английского слова “conversion” - п ...

Великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев
Несмотря на то, что "ЮНЕСКО объявил 1984 год годом Д.И.Менделеева, а в журнале "Recherche" за этот год Д.И.Менделеев был назван самым великим учёным всех времён, портрет его можно увидеть гораздо реже, чем "гения всех в ...

Научные традиции
Наука обычно представляется как сфера почти непрерывного творчества, постоянного стремления к новому. Однако в современной методологии науки четко осознано, что научная деятельность может быть традиционной. Основателем учения о научны ...

Разделы

Электромагнитный импульс как оружие

История вопроса и современное состояние знаний в области эми.

Лабораторные стенды в учебном процессе

Обзор и сравнительный анализ существующих стендов.

Аспекты технического знания

Технический объект и предмет технических наук.

Сварка металлов плавлением

Классификация электрической дуговой сварки.

Распределение примесей в кремнии

Описание процесса зонной плавки и ее математическая модель.



Наука сегодня и вчера - www.anytechnic.ru