Методы генетической инженерии в селекции зернобобовых культур на устойчивость к патогенам:
Трансгенные растения, устойчивые к вредителям-насекомым

автор:

Выявлены гены растений, кодирующие синтез белков и ингибиторов протеаз, широко распространенных в растительном мире, а также ингибиторов ферментов, токсичных для насекомых — холистериноксидаз стрептомицетов и липоксигеназ. Эти вещества оказывают повреждающее действие на кишечник насекомых различных отрядов (Lepidoptera, Coleoptera, Ortoptera). Так, трансформированные растения табака с геном, ингибирующим трипсин, меньше повреждались совкой (Helicoverpa zea) по сравнению с обычными растениями.

В борьбе с сосущими вредителями используют ингибиторы амилаз. Специфическую группу представляют лектины (разрушают эпителий кишечника насекомых), растительные гликопротеины и гены, детерминирующие синтез этих белков. Недостатком этих средств создания устойчивых растений является высокая концентрация веществ, необходимых для проявления активности (3—5% к общей массе белка). Поэтому, несмотря на большое число выявленных генов, для модификации и получения трансгенных растений, устойчивых к вредителям, наиболее широкое распространение получили гены Bacillus thuringiensls, кодирующие синтез белков, токсичных для вредителей.

В настоящее время в Европе создаются команды, включающие генных инженеров и селекционеров, которые предусматривают создание устойчивых сортов зерновых бобовых культур к главным грибным болезням. Ставится задача интродуцировать в растения гены, не вовлеченные в устойчивость к специфической болезни, а играющие ключевую роль в общем защитном механизме растения.

Что касается устойчивости к насекомым и вирусам, то здесь перспективными могут быть также непрямые подходы. Например, создание трансгенных сортов, устойчивых к тле — переносчику вирусных болезней может сразу решать двоякую задачу: придание бобовому растению устойчивости к тле и ряду важных вирусных патогенов. Имеют перспективу исследования с целью экспрессии специфических антител против некоторых патогенов, таких как вирусы и нематоды.

Масштабные и целенаправленные исследования в области транс-генеза зерновых бобовых культур холодного сезона развернуты в Австралии, где бурно растут площади посева люпина узколистного, гороха, нута, чечевицы, кормовых бобов, люпина белого и желтого. Четыре научно-исследовательских учреждения участвуют в этих исследованиях. В генных конструкциях для всех 7 видов зерновых бобовых культур в качестве селективных маркеров используются: ген Ваг, придающий устойчивость к гербициду BASTA (фосфинотрицин) и ген nptII, кодирующий синтез фермента неомицинфосфотрансферазы и придающий устойчивость к антибиотикам канамицину и неомицину. В качестве репортерного гена во всех случаях используется ген GUS.