Шляхи створення трансгенних риб.

Трансгенні риби. По мірі вичерпання природних рибних запасів все більшу роль буде набувати розведення риби в штучних умовах. Основна мета досліджень в цій області – створення рекомбінантних риб шляхом трансгенозу. До нашого часу трансгени вводять мікроін’єкцією ДНК або електропортацією запліднених яйцеклітин різних видів риб - форелі, лососю, коропу та ін. Трансгенну ДНК вводять в цитоплазму запліднених яйцеклітин або клітин ембріонів, що досягли стадії чотирьох бластомерів. Ембріогенез відбувається у риб у водному середовищі поза організмом, тому нема необхідності здійснювати імплантацію. Всі наступні процеси можуть відбуватися в резервуарах з регулюємою температурою. Після мікроін’єкцій життєздатними залишаються від 35 до 80% ембріонів, а доля трансгенних нащадків коливається від 10 до 70%.

Більшість перших досліджень в цій області було спрямовано на визначення впливу трансгену гормону росту на швидкість росту. Як правило, трансгенні лососі були крупніше і швидше набували вагу, ніж контрольні особі. Для експресії була обрана система з прискореною транскрипцією гену гормону росту в холодній воді, яка була придатна для “всіх риб”, тобто використовувався ген гормону росту риб, для запобігання біологічній несумісності. Однорічні трансгенні особі, що були отримані в результаті введення в яйцеклітини генетичної конструкції гормону росту, придатної для “всіх риб”, важили приблизно в 11 разів більше, ніж нетрансгенні. Передбачається, що у наступному гени стійкості до хвороб і стресових впливів, а також гени, що обумовлюють інші біологічні особливості, будуть введені як рибам помірних зон, так і тропічним рибам.

29.ГМО, агрономічно важливі характеристики рослин; змінені поживні властивості та склад ГМ-продуктів.

Агрономічно важливі характеристики

Стійкість до шкідників і захворювань.

У найближчій перспективі буде продовжуватися комерціалізація сортів, що володіють агрономічно цінними ознаками, особливо стійкістю до гербіцидів і комах-шкідників, а також, додатково, підвищеною врожайністю. Цілями досліджень і розробки в цій галузі є:

•     розширення спектру сортів кукурудзи, сої та рапсу (каноли), стійких до гербіцидів;

•     розширення спектру стійкості до різних гербіцидів, наприклад, створення сортів, стійких до таких гербіцидів як бромоксініл (bromoxynil), оксініл (<охупії) і сульфонілсечовина {sulfonylurea) одночасно;

•     комбінування нових генів, що забезпечують стійкість рослин до комах- шкідників, таких як нові варіанти ifr-гена, що кодують відповідні Bt- токсини.

Стійкість до вірусів. Стійкість до вірусів може стати дуже важливою для підвищення сільськогосподарської продуктивності. У даний час в різних країнах світу проводять польові випробування стійких до вірусів сортів батату (SPFMV, sweet potato feathery mottle virus), кукурудзи (MSVmaize streak virus) та африканської маніоки (мозаїчний вірус). Можливо, ці культури будуть комерціалізовані протягом найближчих 3-5 років. Розроблено також стійка до нематоди (кореневого хробака) ГМ картопля.

Змінені поживні властивості і склад ГМ продуктів

Рис, збагачений вітаміном А. Найбільш відомим прикладом ГМ культури, що володіє поліпшеними поживними якостями, є рис, що містить високий рівень бета-каротину - попередника вітаміну А (так званий «золотий рис»). Вітамін А підвищує стійкість організму до захворювань, запобігає розвитку порушень зору і сліпоти, а також сприяє росту і розвитку організму. Збагачені вітаміном А сорти рису та кукурудзи розробляють для подальшого

впровадження в сільське господарство країн, що розвиваються.

Рис з високим вмістом заліза. Дефіцит заліза повсюдно поширений в регіонах, в яких основу щоденного раціону населення складає рис. Це обумовлено украй низьким вмістом у рисі заліза. Зерно трансгенного рису, до складу якого входить багатий залізом білок сої феритин, містить вдвічі більше заліза, ніж зерно звичайних сортів. Такий рис трансформований з допомогою трьох генів, що підвищують вміст заліза в зернах рису і поліпшують його абсорбцію у травному тракті.

Поліпшення білкового складу. Учені також працюють над методами поліпшення білкового складу овочів, таких як маніока, овочевий банан та картопля, що є основними харчовими продуктами. Згідно з результатами парникових випробувань, бульби модифікованих культур містять на 35-40% більше білків і підвищену кількість незамінних амінокислот.

Видалення алергенів та антинутриєнтів. Введення в геном картоплі гена інвертази дріжджів знижує природний рівень токсичних глікоалкалоідов.

Зниження вмісту алергенного білка в зернах рису можливо шляхом модифікації механізму його біосинтезу. Ведеться також робота по зниженню алерґенності пшениці. Підхід полягає у впровадженні в геном пшениці гена, відповідального за біосинтез тіоредоксіна, що розщеплює дисульфідні зв'язки алергенного білка і не впливає при цьому на функціональність інших білків рослини.

Зміна вмісту крохмалю та співвідношення жирних кислот. В рамках одного з напрямків роботи по створенню корисних для здоров'я продуктів харчування робляться спроби створення картоплі з підвищеним вмістом крохмалю, що зменшує кількість жиру, що абсорбується картоплею при смаженні. Для створення менш шкідливих жирів фахівці змінюють співвідношення жирних кислот сої та каноли в бік зниження рівня насичених жирних кислот. Метою досліджень і розробки на сучасному етапі є створення покращених соєвої, рапсової і пальмової олій.

Підвищений вміст антиоксидантів. Розроблено методи підвищення вмісту лікопену і лютеїну в плодах томатів, а також ізофлавоноїдів в бобах сої. Ці фітонутріенти сприяють поліпшенню стану здоров'я і профілактики захворювань.

Екологічні стреси. Забезпечення .толерантності (терпимість) до екологічних факторів стресу. Активнр вивчається стійкість рослин до підвищеної засоленості ґрунту і посухи. Відповідно до оцінок фахівців, підвищена засоленість ґрунту характерна для 20% всіх сільськогосподарських угідь і для 40% усіх зрошуваних земель у світі. Стійкість до засоленості і посух забезпечується безліччю генів, що складно взаємодіють між собою. Така поліфакторная природа зумовила вкрай низьку ефективність традиційних методів селекції при створенні стійких до засоленості ґрунту і посухи сортів. Внесення в геном чутливої культури генів, які забезпечують механізм стійкості до посух і засоленості ґрунту.

Робляться також спроби поліпшення системи фотосинтезу за допомогою генетичного модифікування. Врожайність культури можна підвищити на 10% шляхом внесення в її геном генів іншої культури, що забезпечують високу ефективність фотосинтезу.

Для запобігання розповсюдження ГМ культур у природному середовищі (в результаті так званого дрейфу генів), при створенні повністю гібридного посівного матеріалу, використовують ознаку чоловічої стерильності.