Генная инженерия
В будущем для селекции живых организмов особое значение приобретет перенос отдельных генов (сегментов ДНК) из одного организма в другой. Следствием генной инженерии является создание рекомбинантов ДНК, в результате которого человеку впервые удалось добиться определенных генетических изменений. До настоящего времени такой возможности не давали даже индуцированные мутации из-за случайности и неопределенности их возникновения. Из ряда экспериментов по генной инженерии (гены инсулина, интерферона и т.д.) ниже приведены только примеры, представляющие интерес для сельского хозяйства.
Известно, что некоторые вирусы после инфицирования бактерий могут передать часть своего генетического материала в другие бактерии; эта часть материала становится составной частью генома, обнаруживая свойственные ей генетические функции. Диксону и Постгейту, а также другим исследователям удалось из бактерии Kleibsiella pneumoniae, обладающей способностью к нитрификации, с помощью бактериофага Р1 как вектора перенести гены нитрификации (нф-гены) в бактерию Escherichia coli, которая после этого также приобрела способность к нитрификации. Эксперимент с Е. coli послужил только для овладения методом и техникой его выполнения, но в целом был бесполезным, так как Е. coli несет в себе нф-гены. Поэтому очень быстро возникла идея переноса нф-генов в бактерии, живущие в ризосфере растений, но не относящиеся к нитрифицирующим. Таким образом с помощью вируса-носителя генов удалось перенести нф-гены из Rhisobium в Kleibsiella аегоgenes, которая не обладала способностью фиксировать атмосферный азот.
Генная инженерия на уровне Prokariota удается относительно легко. Между тем гораздо большее значение имеет перенос генов из Prokariota в Eukariota, и в этом направлении ведется усиленная работа. Ее цель - передача нф-генов кукурузе, пшенице и другим небобовым растениям, которые отличаются от бобовых (соя, горох и т.д.) тем, что не живут в симбиозе с бактериями, осуществляющими нитрификацию. Пока удался лишь перенос вручную нф-генов из Rhisobium в растение Trema canabina, не имеющее сельскохозяйственной ценности.
Ti-плазмиды. Перенос плазмид (автономных экстрахромосомальных сегментов ДНК) также открывает небывалые возможности для получения организмов с новыми свойствами. Например, Ti-плазмида (tumour inducing plasmid) от Agrobacterium tumefaciens при введении в клетку двудольного растения вызывает новообразование. Поскольку Ti-плазмида имеет большие размеры и наряду с генами опухолеобразования содержит и другие гены, возникла мысль о передаче нф-генов из Rhisobium в Ti-плазмиду и использовании ее для инфицирования небобовых растений.
При инфицировании Ti-плазмидой от A. tumefaciens в одних клетках развиваются новообразования, другие же обнаруживают устойчивость (табак). Очевидно, существуют возможности отбора клеток и выращивания растений, устойчивых к новообразованиям, что имеет большое значение для цветоводства и плодоводства.
Генная инженерия предоставляет селекционеру новый метод, позволяющий получать существенные генетические изменения. Проблемы эти весьма сложны, трудны и с методической стороны очень объемны, но идеи настолько оригинальны, что над их осуществлением стоит работать.