ЗАЩИТА ОТ ЗАПАДНОГО КУКУРУЗНОГО ЖУКА С ПОМОЩЬЮ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ
Уже несколько десятилетий западный кукурузный жук (Diabrotica virgifera virgifera) наносит колоссальный ущерб посевам кукурузы в США, являясь наряду с кукурузным мотыльком и хлопковой совкой наиболее опасным вредителем на этой культуре. В 2001 году западный кукурузный жук был выявлен уже в Украине
Международная команда учетных вывела трансгенный сорт кукурузы, у которого в корневых выделениях присутствует аттрактант Е-бета-кариофиллен. Полевые испытания показали, что привлекаемые его запахом нематоды вполне успешно справляются с личинками западного кукурузного жука Diabrotica.
Уже несколько десятилетий западный кукурузный жук (Diabrotica virgifera virgifera) наносит колоссальный ущерб посевам кукурузы в США, являясь наряду с кукурузным мотыльком и хлопковой совкой наиболее опасным вредителем на этой культуре. В 2001 году западный кукурузный жук был выявлен уже в Украине, в 2005 году появился в Польше, в 2007 году добрался до Германии, а в 2009 году в ходе фитосанитарного мониторинга он впервые был обнаружен на полях Белоруссии. Кампания по борьбе с диабротикой, развернутая весной 2008 года Немецкой федеральной службой по защите прав потребителей и безопасности продуктов питания, не достигла своей цели. В срочно выделенных защитных зонах были проведены обработки инсектицидом с действующим веществом клотианидином, которые, очевидно, совпали со временем цветения растений кукурузы, что, по всей вероятности, стало причиной массовой гибели пчел. Этот случай тогда широко обсуждался в профессиональной прессе.
АТТРАКТАНТЫ ПРОТИВ ВРЕДИТЕЛЯ
Большего успеха удалось добиться естественными методами борьбы с вредителем, гораздо более щадящими, чем применение инсектицидов. Речь идет об использовании червей нематод - природных врагов жука Diabrotica, питающихся его личинками. Йорг Дегенхардт, Джонатан Гершензон (Институт химической экологии им. Макса Планка, Йена, ФРГ), Серджо Расманн и Тед Тёрлингс (Университет города Невшатель, Швейцария) выяснили, что корневая система кукурузы способна выделять в почву аттрактант Е-бета-кариофиллен (Е(ЗС), привлекающий нематод. Однако за многие годы селекции культурные растения практически утратили эту способность, а потому стали легкой добычей для личинок диабротики. Кукуруза, возделываемая на территории США, выделяет незначительное количество данного аттрактанта, либо он не присутствует вовсе. И вредитель может спокойно делать свое черное дело. Вследствие повреждения личинками диабротики корневая система кукурузы перестает нормально функционировать - в надземные части растения поступает меньше влаги и питательных веществ, стебель становится слабым, начинается полегание.
Д-р Дегенхардт экспериментировал только с одним сортом кукурузы, который перестал вырабатывать аттрактант Е(ЗС. При переносе в растение определенного гена, отвечающего за выработку нужного энзима, корневая система восстанавливает производство аттрактанта Е(ЗС. После этого было отмечено появление в почве нематод, привлеченных его запахом. В последующих полевых опытах, произведенных под эгидой Министерства сельского хозяйства США на базе Университета американского штата Миссури, проверяли, какое значение данная генетическая трансформация может иметь в практических условиях. Ученые определили, что поражение кукурузы диабротикой после использования аттрактанта сократилось на 6096, а число выживших вредителей значительно уменьшилось. Этот успех соответствует уровню, достигаемому при сплошных инсектицидных обработках. Лабораторные исследования в Йене дали аналогичные доказательства того, что трансгенная кукуруза может привлечь гораздо большее количество нематод, чем обычная.
ТРАНСГЕННЫЕ МЕТОДЫ
Д-р Дегенхардт считает, что данное открытие представляет собой «привлекательную стратегию эффективной защиты кукурузы с помощью естественных врагов». Поскольку в геноме подавляющего большинства европейских сортов кукурузы ген, ответственный за Е(ЗС, присутствует, то за счет целенаправленной селекции, т. е. скрещивания, выработку этого вещества можно увеличить. В то же время можно перенести этот ген в те растения, геномы которых его не содержат. В принципе, методы генной инженерии позволяют приблизиться к цели гораздо быстрее и сохранить при этом высокий потенциал урожайности тех сортов, которые уже были созданы селекционерами.
КЛАССИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Селекционеры товарищества SWS GbR, которое в компании «Заатен Унион» специализируется на селекции и производстве гибридов кукурузы для Западной Европы, развивая методы традиционной селекции, вывели сорт кукурузы, устойчивый к диабротике. Эта работа была начата в середине 90-х годов прошлого века в сотрудничестве с американскими партнерами. Использовались современные методы селекции, такие как индукция гаплоидов in vivo и инфракрасная спектроскопия. Это принесло успех. Если ущерб от поражения личинками диабротики на стандартных сортах составлял от 50 до 10096, то на устойчивых сортах ущерб был незначительным. Полегания посевов не наблюдалось, корневая система растений оставалась здоровой.
ГМО В ЕВРОПЕ
Серьезные политики в Германии подчеркивают ответственность власти по формированию неидеологизированной картины мнений, в основе которой лежит научное знание. Бесконечные дискуссии вполне могут перерасти в полное отсутствие толерантности к проблеме ГМО в обществе. Прежде всего это относится к поставкам генномодифицированной сои. Ученый из университета Цюриха, Швейцария, проф. д-р Бит Келлер считает, что фундаментальные исследования, как и прежде, идут успешно, однако политики не могут или не хотят предоставить ученым свободу в избранной сфере исследований. Келлер сообщает, что в Швейцарии еще с 2005 года по согласованию с общественностью был запрещен выпуск генномодифицированных организмов в окружающую среду. А в 2008 году правительство Швейцарии открыло программу по изучению трансгенных растений, в которой может принять участие любой ученый. Множество специалистов работают сегодня с согласия правительства и даже под его защитой над различными проектами в области трансгенных растений, к примеру, одна из тем борьба с мучнистой росой на пшенице.
Международная команда учетных вывела трансгенный сорт кукурузы, у которого в корневых выделениях присутствует аттрактант Е-бета-кариофиллен. Полевые испытания показали, что привлекаемые его запахом нематоды вполне успешно справляются с личинками западного кукурузного жука Diabrotica.
Уже несколько десятилетий западный кукурузный жук (Diabrotica virgifera virgifera) наносит колоссальный ущерб посевам кукурузы в США, являясь наряду с кукурузным мотыльком и хлопковой совкой наиболее опасным вредителем на этой культуре. В 2001 году западный кукурузный жук был выявлен уже в Украине, в 2005 году появился в Польше, в 2007 году добрался до Германии, а в 2009 году в ходе фитосанитарного мониторинга он впервые был обнаружен на полях Белоруссии. Кампания по борьбе с диабротикой, развернутая весной 2008 года Немецкой федеральной службой по защите прав потребителей и безопасности продуктов питания, не достигла своей цели. В срочно выделенных защитных зонах были проведены обработки инсектицидом с действующим веществом клотианидином, которые, очевидно, совпали со временем цветения растений кукурузы, что, по всей вероятности, стало причиной массовой гибели пчел. Этот случай тогда широко обсуждался в профессиональной прессе.
АТТРАКТАНТЫ ПРОТИВ ВРЕДИТЕЛЯ
Большего успеха удалось добиться естественными методами борьбы с вредителем, гораздо более щадящими, чем применение инсектицидов. Речь идет об использовании червей нематод - природных врагов жука Diabrotica, питающихся его личинками. Йорг Дегенхардт, Джонатан Гершензон (Институт химической экологии им. Макса Планка, Йена, ФРГ), Серджо Расманн и Тед Тёрлингс (Университет города Невшатель, Швейцария) выяснили, что корневая система кукурузы способна выделять в почву аттрактант Е-бета-кариофиллен (Е(ЗС), привлекающий нематод. Однако за многие годы селекции культурные растения практически утратили эту способность, а потому стали легкой добычей для личинок диабротики. Кукуруза, возделываемая на территории США, выделяет незначительное количество данного аттрактанта, либо он не присутствует вовсе. И вредитель может спокойно делать свое черное дело. Вследствие повреждения личинками диабротики корневая система кукурузы перестает нормально функционировать - в надземные части растения поступает меньше влаги и питательных веществ, стебель становится слабым, начинается полегание.
Д-р Дегенхардт экспериментировал только с одним сортом кукурузы, который перестал вырабатывать аттрактант Е(ЗС. При переносе в растение определенного гена, отвечающего за выработку нужного энзима, корневая система восстанавливает производство аттрактанта Е(ЗС. После этого было отмечено появление в почве нематод, привлеченных его запахом. В последующих полевых опытах, произведенных под эгидой Министерства сельского хозяйства США на базе Университета американского штата Миссури, проверяли, какое значение данная генетическая трансформация может иметь в практических условиях. Ученые определили, что поражение кукурузы диабротикой после использования аттрактанта сократилось на 6096, а число выживших вредителей значительно уменьшилось. Этот успех соответствует уровню, достигаемому при сплошных инсектицидных обработках. Лабораторные исследования в Йене дали аналогичные доказательства того, что трансгенная кукуруза может привлечь гораздо большее количество нематод, чем обычная.
ТРАНСГЕННЫЕ МЕТОДЫ
Д-р Дегенхардт считает, что данное открытие представляет собой «привлекательную стратегию эффективной защиты кукурузы с помощью естественных врагов». Поскольку в геноме подавляющего большинства европейских сортов кукурузы ген, ответственный за Е(ЗС, присутствует, то за счет целенаправленной селекции, т. е. скрещивания, выработку этого вещества можно увеличить. В то же время можно перенести этот ген в те растения, геномы которых его не содержат. В принципе, методы генной инженерии позволяют приблизиться к цели гораздо быстрее и сохранить при этом высокий потенциал урожайности тех сортов, которые уже были созданы селекционерами.
КЛАССИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Селекционеры товарищества SWS GbR, которое в компании «Заатен Унион» специализируется на селекции и производстве гибридов кукурузы для Западной Европы, развивая методы традиционной селекции, вывели сорт кукурузы, устойчивый к диабротике. Эта работа была начата в середине 90-х годов прошлого века в сотрудничестве с американскими партнерами. Использовались современные методы селекции, такие как индукция гаплоидов in vivo и инфракрасная спектроскопия. Это принесло успех. Если ущерб от поражения личинками диабротики на стандартных сортах составлял от 50 до 10096, то на устойчивых сортах ущерб был незначительным. Полегания посевов не наблюдалось, корневая система растений оставалась здоровой.
ГМО В ЕВРОПЕ
Серьезные политики в Германии подчеркивают ответственность власти по формированию неидеологизированной картины мнений, в основе которой лежит научное знание. Бесконечные дискуссии вполне могут перерасти в полное отсутствие толерантности к проблеме ГМО в обществе. Прежде всего это относится к поставкам генномодифицированной сои. Ученый из университета Цюриха, Швейцария, проф. д-р Бит Келлер считает, что фундаментальные исследования, как и прежде, идут успешно, однако политики не могут или не хотят предоставить ученым свободу в избранной сфере исследований. Келлер сообщает, что в Швейцарии еще с 2005 года по согласованию с общественностью был запрещен выпуск генномодифицированных организмов в окружающую среду. А в 2008 году правительство Швейцарии открыло программу по изучению трансгенных растений, в которой может принять участие любой ученый. Множество специалистов работают сегодня с согласия правительства и даже под его защитой над различными проектами в области трансгенных растений, к примеру, одна из тем борьба с мучнистой росой на пшенице.