ГМ растения, устойчивые к насекомым-вредителям

ГМ растения, устойчивые к насекомым-вредителям

В процессе получения ГМО с помощью трансгеноза первостепенное внимание должно быть уделено повышению устойчивости сортов и гибридов к болезням, вредителям и сорнякам. О важности этого направления селекции свидетельствует уже тот факт, что общее число потенциально вредоносных для агроэкосистем видов достигает 80-100 тыс., в том числе свыше 30 тыс. возбудителей грибных, бактериальных и вирусных заболеваний, около 10 тыс. членистоногих и др. Несмотря на увеличение количества применяемых в сельском хозяйстве пестицидов (например, в США — 400 тыс. т в год), к началу XXI столетия потери урожая составляют в среднем 33%. Общая же цена потерь урожая сельскохозяйственных растений в мире, согласно имеющимся оценкам, только от болезней достигает 50 триллионов долларов в год.

Одним из факторов риска в получении высоких и стабильных урожаев является поражение посевов насекомыми. Так, например, ущерб от поражения посевов кукурузы кукурузным мотыльком (Ostrinia nubialis) в США составляет около миллиарда долларов в год. А тысячи тонн инсектицидов, расходуемых ежегодно, естественно, не очень полезны окружающей среде.

Молекулярные биологи сумели обеспечить организмы иммунитетом к их вредителям. Наиболее распространенным приемом создания инсектицидных растении сейчас является введение в их геном гена Сгу- белка (Bt-токсина), естественного инсектицида, вырабатываемого почвенными бактериями Bacillus thuringiensis. Bt-защищенные растения экспрессируют один или несколько Cry-белков для защиты от чешуекрылых и жесткокрылых вредителей.

Почвенная грамположительная бактерия B.thuringiensis продуцирует в процессе спорообразования кристаллические белковые включения. Эти включения состоят из белков, называемых Сгу-белками. Они обладают селективным действием против узких групп насекомых, причем различные классы белков эффективны для применения против разных насекомых-вредителей. Сгу-белки присоединяются к специфическим участкам клеток пищеварительной системы насекомых и образуют ионоселективные каналы в клеточных мембранах. Это приводит к чрезмерному поступлению воды, клетки разбухают, что приводит к их лизису и последующей гибели насекомого.

Важно иметь в виду, что данный белок термонестабилен, т.е. разрушается при термической обработке продукции. Кроме того, он нетоксичен для позвоночных животных. Препараты из бета-эндотоксина используются уже около полувека в качестве инсектицидов для опрыскивания.

В мире известны тысячи штаммов B.thuringiensis с разнообразными генами и широким потенциалом биологически активных белков. В целом эти штаммы представляют богатейший источник структурных компонентов многочисленных будущих препаратов для борьбы с самыми разнообразными вредителями.

Успехи генной инженерии неизмеримо расширили спектр биологических объектов перспективных в качестве доноров генов. Помимо растений, ими могут быть насекомые, грибы, бактерии, вирусы. Отсюда стремление биотехнологических компаний создавать свои частные банки генов. Так, фирма «Бристайл-Майерс» (США) имеет патенты на многие бактериальные культуры, в числе которых образцы из Индии, а также из Филиппин, Фиджи, Бразилии, Перу и др. По нормам промышленного патентования фирма приобретает монопольное право на их использование.

В настоящее время компаниями «Monsanto», «AgrEvo», «Мусоgеn» и «Novartis» созданы другие трансгенные формы, устойчивые к насекомым, так называемые Bt-растения — соя, хлопчатник, кукуруза.

Специалисты полагают, что применение Bt-растений может иметь не только хорошее коммерческое будущее, но и экологический эффект. Известно, что только 5% внесенного инсектицида срабатывает по назначению, остальные 95% попадают в окружающую среду, уничтожая многие виды насекомых, в том числе и полезных. Сокращение же объемов применения инсектицидов приведет к восстановлению популяций многих полезных насекомых, что, несомненно, положительно скажется на многих видах растительного и животного мира.

По данным Kcy, в Китае получены трансгенные растения более 50 видов, которые включают основные злаки (рис, пшеница, кукуруза, сорго), а также хлопчатник, сою, рапс, арахис, овощные культуры (кочанная капуста, цветная капуста, перец), плодовые (яблоня, цитрусовые, киви), древесные (тополь, эвкалипт, шелковица). Более 100 генов, включая маркерные, использовано в этих экспериментах. Трансгенный табак, устойчивый к вирусам, выращивали уже в 1994 г. на площади 36 000 га. Прошли полевые испытания трансгенные растения хлопчатника с генами Bt или ингибитора протеаз, устойчивые к насекомым, служащие исходным материалом для создания устойчивых к насекомым сортов этой культуры для различных районов Китая. Разработанный для хлопчатника в 1983 г. Жоу (Zhou) метод трансформации по следу пыльцевой трубки с успехом использовался для генетической трансформации риса, пшеницы, сои. Наиболее значительным успехом в Китае считается получение пшеницы, устойчивой к вирусам за счет гена белка оболочки, и устойчивого к насекомым хлопчатника с геном эндотоксина Bt.

Белок Bt активен не только против европейского мотылька кукурузы, но также против юго-западного мотылька и кукурузной моли. Ориентировочные потери от этих основных вредителей кукурузы составляют 800-900 млн долл. ежегодно.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

«Нервные» растения

Из книги Удивительная биология автора Дроздова И В

«Нервные» растения «Глядя на каплю воды, аналитически мыслящий наблюдатель придет к выводу о существовании Тихого океана», – говорил Шерлок Холмс. Надо думать, что в своей практической деятельности он не заходил так далеко по пути дедукции – иначе, несомненно, ему не


2.2. Человек и растения

Из книги Возрастная анатомия и физиология автора Антонова Ольга Александровна

2.2. Человек и растения Мир флоры – огромная кладовая, дающая человеку необходимые питательные вещества, которые синтезируются растениями. Из растительного сырья человек изготавливает лекарства, одежду, строит жилища и т. д. Благодаря специфике жизнедеятельности


ЦАРСТВО РАСТЕНИЯ РАЗНООБРАЗИЕ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ЗНАЧЕНИЕ РАСТЕНИЙ. НИЗШИЕ И ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ. ГОЛОСЕМЕННЫЕ

Из книги Тесты по биологии. 6 класс автора Бенуж Елена

ЦАРСТВО РАСТЕНИЯ РАЗНООБРАЗИЕ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ЗНАЧЕНИЕ РАСТЕНИЙ. НИЗШИЕ И ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ. ГОЛОСЕМЕННЫЕ 1. К низшим растениям относят:A. МхиБ. ВодорослиB. Мхи и водорослиГ. Папоротникообразные2. Для водорослей характерны следующие признаки:A. Имеют листья и стеблиБ.


ГМ растения, устойчивые к болезням

Из книги Кризис аграрной цивилизации и генетически модифицированные организмы автора Глазко Валерий Иванович

ГМ растения, устойчивые к болезням Современная селекция выступает в качестве синтетической дисциплины, широко использующей достижения генетики, ДНК-технологии, физиологии, биохимии, почвоведения, микробиологии, цитогенетики, экологии и других наук, в том числе и


5. Альпийские растения

Из книги Занимательная ботаника [С прозрачными иллюстрациями] автора Цингер Александр Васильевич

5. Альпийские растения Боюсь, что вольфия вам мало понравилась. Какое же это «настоящее» растение, какие же это «настоящие» цветы! Возьмем растения покрупней, но зато уж самые «настоящие», и всё-таки заслуживающие прозвища пигмеев.Очень много разнообразных красиво


Раненые растения

Из книги Насекомые защищаются автора Мариковский Павел Иустинович

Раненые растения


Враги-растения

Из книги Рассказ предка [Путешествие к заре жизни] автора Докинз Клинтон Ричард

Враги-растения Этот заголовок может показаться читателю странным. Растения — враги насекомых! Разве такое бывает? Скорее, наоборот, насекомые — враги растений. В общем это правильно. Но жизнь так многообразна!...Самка крошечного комара-галлицы тонким яйцекладом отложила


СВИДАНИЕ 36. РАСТЕНИЯ

Из книги Химический язык насекомых автора Балаян Валерий Михайлович

СВИДАНИЕ 36. РАСТЕНИЯ Я включил бы рассказ о них, если бы уже не сделал этого в двух главах «Восхождения на пик невероятности»: «Пыльцевые зерна и волшебные пули» и «Огороженный сад». Кроме довольно незначительных 13 видов одноклеточных глаукофитов, которые, кажется,


Растения-ловушки

Из книги Маленькие труженики леса [Муравьи; иллюстрации В. Гребенникова] автора Мариковский Павел Иустинович

Растения-ловушки Фантаст Герберт Уэллс так описал орхидею «вампир», которая во время цветения сначала одурманивает жертву запахом, а потом якобы высасывает из нее кровь: «Цветы были белые, с золотисто-оранжевыми полосками на лепестках; тяжелый околоцветник изогнулся, и


Растения-мирмекофилы[4]

Из книги Муравьи, кто они? автора Мариковский Павел Иустинович

Растения-мирмекофилы[4] Семена-обманщики. Муравейник был громадный, высокий, видимо, такой же старый, как и ель, возле которой он находился. Оба они: и ель, и муравейник — с каждым годом росли. Но ель обогнала муравейник и стала бросать на него слишком много тени. В погоне за


Любящие растения

Из книги Тайны биологии автора Фреск Клас

Любящие растения Необычная едаВ самое жаркое время года в конце июля — начале августа, на солончаках близ рек или озер, на пышных и очень густых кустиках селитрянки появляются черные ягоды. Как у большинства растений, приносящих плоды, у селитрянки куст кусту рознь, и


Взойдут ли растения?

Из книги Аквариум в школе автора Махлин Марк Давидович

Взойдут ли растения? Тебе понадобятся: быстропрорастающие семена (подсолнуха, гороха или бобов), три стакана или кружки, три банки, песок, кусок пластмассы, жидкое удобрение для цветов, стиральный порошок и вода.Длительность опыта: 3–6 недель.Время проведения: весна,


Потеющие растения

Из книги Рассказ предка [Паломничество к истокам жизни] автора Докинз Клинтон Ричард

Потеющие растения Тебе понадобятся: пакет, шнурок, живое лиственное дерево или большое растение в горшке.Длительность опыта: 1-24 часа.Время проведения: май-август — для живых лиственных деревьев. Круглый год — для комнатных растений. Твои действия:• Теплым солнечным


СПОРОВЫЕ РАСТЕНИЯ

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

СПОРОВЫЕ РАСТЕНИЯ В настоящее время аквариумная гидрофлора в коллекциях ботанических садов и аквариумистов насчитывает более чем 300 видов. В школьном аквариуме необходимо иметь небольшой, но всесторонне используемый в курсе биологии набор водных растений. Растения


Рандеву № 36 Растения

Из книги автора

Рандеву № 36 Растения Мы встречаемся с истинными властелинами жизни: растениями. Жизнь вполне могла обойтись без животных и без грибов. Но если бы исчезли растения, жизни тут же пришел бы конец. Растения – основа почти любой пищевой цепи. Это самые заметные организмы на


Растения

Из книги автора

Растения Растения – это многоклеточные организмы с фотоавтотрофным типом питания. Запасное питательное вещество – крахмал. Для жизненных циклов характерно чередование поколений с разным соотношением диплоидного (спорофит) и гаплоидного (гаметофит)