ДНК и клеточные технологии

Современная селекция сельскохозяйственных культур вышла на новый уровень благодаря внедрению ДНК и клеточных технологий. Эти методы позволяют не только эффективно отслеживать изменения в генетической структуре растений, но и целенаправленно влиять на их свойства. Применение ДНК-маркеров, анализ патогенов, направленный мутагенез и использование клеточных технологий значительно ускоряют процесс создания новых сортов и гибридов. В этом тексте рассмотрены преимущества и возможности использования ДНК-технологий, которые стали ключевыми инструментами для селекционеров в борьбе за эффективность, устойчивость и производительность культур.

ДНК и клеточные технологии в современной селекции

ДНК и клеточные технологии - свойства растения (гибрида сорта), запрограммированные в молекуле наследственности - Дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Изменение свойств всегда сопровождается изменением ДНК. В случае классической селекции такие изменения обусловлены естественными процессами - формирование половых клеток и их комбинаторики при формировании следующего поколения.

До развития ДНК-технологий селекционеры работали «вслепую», сегодня селекционная работа сопровождается использованием ДНК-маркеров (определенных последовательностей ДНК, которые различаются у родительских организмов и физически связаны с генами, определяющими полезные признаки растений). Используя ДНК-маркеры наши селекционеры создают новые формы растений, следя за распределением признаков в поколениях, что значительно упрощает работу. ДНК-маркеры также очень полезны при определении сортовых качеств семян. Этому направлению наши специалисты уделяют значительное внимание.

Использование ДНК-технологий позволяет быстро определить наличие патогенов растений как в семенах, так и в полевых условиях. Время выполнения такого анализа всего 3-5 часов. Созданная лаборатория «Агроген» удовлетворяет не только внутренние потребности селекционеров, но и выполняет анализы на заказ. ДНК-технологии - это не только возможность следить за процессами изменения ДНК, они также позволяют манипулировать непосредственно программой развития растения, один из примеров - генетически модифицированные организмы. Однако, работа с ДНК не обязательно связана с ГМО (термин определен Законом Украины «О государственной системе биобезопасности при создании, испытании, транспортировке и использовании генетически модифицированных организмов»), это и манипуляции, которые свойственны природе, но направлены человеком, как, например, направленный мутагенез. Управление программой записанной в последовательности ДНК можно не только на уровне первичной записи, но и на уровне блоков хромосом и геномов. С помощью клеточных технологий мы имеем возможность создавать формы гораздо быстрее чем классическими методами селекции. Дело в том, что программа развития записана не только в хромосомах ядра (где находится основное содержание), но и хромосомах, содержащихся в цитоплазме клетки (хлоропластах и митохондриях). Например, всем известная цитоплазматическая мужская стерильность (ЦЧС) определяется программой ядра и митохондрий (органелл клетки, отвечающих за энергетическое обеспечение).

Нашими специалистами разрабатываются методы быстрого создания компонентов гибридов на основе клеточных технологий. ВНИС использует и уделяет значительное внимание развитию ДНК и клеточных технологий с пониманием того, что это селекционные инструменты 21 века.