За останні роки в біології отримано низку видатних результатів, і нині світ переживає біотехнологічний бум. ХХI століття називають "золотим століттям", ерою біотехнології, сучасні досягнення якої в значних масштабах використовуються у багатьох галузях народного господарства. Світовий сільськогосподарський ринок наповнюється якісними і більш дешевими продуктами, отриманими за допомогою новітніх біотехнологій, а багато країн світу вже давно зробили вибір для себе й вважають, що досягнення лідерства в галузі біотехнології - одне з головних завдань їх економічної політики. Зарубіжний ринок біотехнологічної продукції стрімко зростає кожного року, його щорічний приріст прогнозується на рівні 7-8%, а до 2015 року обсяги біотехнологічної продукції в загальній масі товарообігу складатимуть не менше 20 відсотків. У світі бурхливо формується ринок генетично модифікованих організмів (ГМО), зокрема, генетично модифікованих рослин (ГМР). ГМР - це рослини, у геном яких введена додаткова генетична інформація (чужорідні гени). Трансген - це штучно введений та інтегрований в ДНК рослин чужорідний ген (донорами можуть бути мікроорганізми, віруси, інші рослини, тварини і навіть людина), а під терміном трансгенез розуміють процес переносу та інтеграції чужорідної інформації в геном рослини. Існують різні методи введення генетичної конструкції в геном реципієнта. Найбільш простий - пряме введення ДНК, іншими словами - "біологічна балістика". Таку назву цей метод отримав через прилад, який має назву "генна пушка" (рис. 1). Рис. 1. Прилад для введення генетичної конструкції ("генна пушка") При використанні цього методу генетичну конструкцію наносять на частинки металу (золота чи вольфраму), частинки уміщують в генну пушку, в якій вони розганяються за допомогою електричного розряду або газу (гелію) та бомбардують клітини рослин. Однак, частіше в експериментах використовують інший метод - за допомогою Ті-плазміди бактерії Agrobacterium tumefaciens. В цій плазміді є два гени, які викликають рак у рослин. В природі ця бактерія крізь пошкоджені частини рослин проходить в клітини і вбудовує в їх хромосоми онкогени. В лабораторних умовах із плазміди "вирізають" ці онкогени і "вшивають" генетичну конструкцію. Також часто використовують котрансформацію векторною системою на основі реплікатора E.colli з селективним маркерним геном, здатним до експресії в E. colli або в Agrobacterium tumefaciens, фрагментом Т-ДНК, рослинним селективним маркерним геном, цільовим геном. Ця модель використовується разом із неонкогенною Ті-плазмідою, яка забезпечує транспорт, рекомбінацію, інтеграцію та експресію цільового гена. Ці два підходи придатні лише для конкретних видів, здатних уражуватись агробактерією. Існують й інші методи введення генетичної конструкції, зокрема електропорація, мікроін'єкції та використання ліпосом або вірусів. Однак вони мають низку обмежень і до високоефективних не належать. Одержання трансгенних рослин дає змогу створити нове покоління ГМ-сортів сільгоспкультур, стійких до гербіцидів, патогенів і шкідників, вірусів, віроїдів, мікоплазм, посухи, низьких та високих температур, засолення та закислення ґрунту тощо. Це значно спростить боротьбу з бур'янами, створить можливості для підвищення фотосинтезу і кращого використання добрив. Окрім того, стане доступним керування якістю продукції як за вмістом в ній вітамінів та інших поживних речовин, так і за придатністю для переробки, збереження і транспортування. В ХХI столітті функції рослинництва значно розширяться. Галузь буде не тільки надавати високоцінні продукти харчування, але й стане важливою підгалуззю фармацевтичної промисловості завдяки створенню ГМР - продуцентів особливо цінних фармакологічних препаратів, а також рослин для фіторемідіації (очищення) ґрунту від токсичних речовин. За даними щорічного огляду, присвяченого культивуванню генетично модифікованих агрокультур, що опублікований 13 лютого 2008 року спеціалізованим агробіотехнологічним агентством ISAAA (Міжнародна служба зібрання даних щодо використання агробіотехнологій, International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications), на кінець 2007 року сумарні площі посівів під трансгенними культурами складали 114,3 млн.га (рис. 2). Це становить 7,6% від сільськогосподарських угідь у світі (1,5 млрд. га). Площі за останні 12 років зросли більше ніж у 60 разів (з 1,66 млн. га у 1996 р.), а за минулий рік - на 12% (102 млн. га у 2006 р.), що еквівалентно 12,3 млн. га (рис. 3). Рис. 2. Частка площ ГМР у світі, 2007 р. Нині ГМР культивуються у 23 країнах світу, а саме: США, Аргентина, Бразилія, Канада, Індія, Китай, Парагвай, ПАР, Уругвай, Філіппіни, Австралія, Іспанія, Мексика, Колумбія, Чилі, Франція, Гондурас, Чехія, Португалія, Німеччина, Словакія, Румунія, Польща. Причому 12 із цих країн - ті, що розвиваються, а 11 - індустріальні країни. Рис. 3. Площі ГМР у світі, млн. га, 1996-2007 рр. Провідні позиції з вирощування біотехнологічних культур (рис. 4) за показником загальної площі посідають США з 57,7 млн. га, що становить 50% загальної світової площі ГМР, Аргентина - 19,1 млн. га, Бразилія - 15,0, Канада - 7,0, Індія - 6,2, Китай - 3,8, Парагвай - 2,6, ПАР - 1,8 млн. гектарів. Рис. 4. Країни-лідери з вирощування ГМР у 2007 р. Із восьми європейських країн, що вирощують біотехнологічні культури, лідерство утримує Іспанія - 0,1 млн. гектарів. В інших семи країнах Європи (Франція, Чехія, Португалія, Німеччина, Словаччина, Румунія, Польща) загальна площа посівів ГМР (кукурудзи) збільшилась лише торік у 4 рази й складає 35,7 тис. гектарів. Це, безумовно, небагато в порівнянні з темпами зростання площ під ГМ культури в інших країнах, зокрема в Індії (річний приріст - 2,4 млн. га), Бразилії (3,5 млн. га), Парагваї (0,6 млн.га) і ПАР (0,4 млн. га).
Микола БЕЗУГЛИЙ,
віце-президент УААН, академік УААН
О.Є. ГУЗЕВАТИЙ,
завідувач сектора агробіотехнології УААН,
кандидат біологічних наук Продовження матеріалу читайте в наступних номерах нашої газети.