Груши на вербе

Селекция имеет существенное ограничение. Ее приемы позволяют получать гибриды только родственных растений. Скрещивать картофель разных сортов можно, но никак нельзя получить, скажем, гибрид сливы и яблони.

Ветви древа жизни, пройдя долгий эволюционный путь, разошлись друг от друга очень далеко. Их развитие долго шло независимо. Потому-то разные виды не скрещиваются. И нельзя скрестить кошку с собакой. И хотя есть мул, помесь осла и лошади, он бесплоден, так же как и помесь льва с тигром.

Природа воздвигла между далекими видами непреодолимый барьер, который мешает селекционной работе. Фактически селекционеры тасуют одни и те же гены. У них в руках словно бы колода, в которой все карты одинаковы: в одной - только семерки бубей, в другой - лишь трефовые короли и т. п. Кое-какие различия, конечно, есть: одни карты пропечатаны чуть-чуть лучше, на других видны следы брака - опечатки, смещения рамок...

Получить гибрид капусты и редьки, например, селекционерам никак не удается. Сотворить такую помесь они смогли, но, к их глубочайшему разочарованию, она имела корни капусты, а ботву - редьки! И надолго стала мишенью для острот злопамятных юмористов. А вот генные инженеры почти с первой попытки, так сказать, с первого захода смогли сотворить гибрид свеклы со шпинатом и, если потребуется, смогут вырастить и груши на вербе.

Пересадка генов от неродственных видов - это наиболее престижная работа для молекулярных биологов. Так, у дуба нет ржавчинного гриба - возбудителя ржавчины, от которой так страдает пшеница. Почему бы не выделить нужный ген из дуба, не пересадить его пшенице и таким образом не остановить ржавчину?

Как все это делается? В чем секрет? Успехи генной инженерии связаны с плазмидами, этими ДНК-колечками, способными «перекатываться» из одной бактерии в другую. К огорчению ученых, тех же экспериментальных удобств растения и другие высокоорганизованные клетки не предоставляют. Природа отделила прокариотов - бактерий, синезеленых водорослей и других наделенных плазмидами простейших - от эукариотов (растительные и животные организмы) непроницаемой стеной. Поэтому, казалось, плазмидные способы изменения наследственности тут не помогут.

Так считалось. И вдруг обнаружилось, что есть все-таки лазейка. Выяснилось: то, что молекулярные биологи безуспешно пытались сделать, уже миллионы лет проделывает обычная почвенная бактерия Agrobacterium tumefaciens. Она умеет вводить чужеродные гены в растения и заставляет их повиноваться своей воле - вынуждает синтезировать нужные ей белки. В результате такой генетической колонизации растительные клетки начинают безудержно размножаться, и образуется нарост, галл - растительная опухоль.

Исследователи выделили и виновницу этих превращений - плазмиду (ее назвали Ti-плазмидой, от английских слов «tumor inducing», вызывающая опухоль»). Было установлено, что после заражения растения определенная часть плазмидной ДНК способна встраиваться в хромосомную ДНК растительной клетки, становиться частью ее наследственного материала. Это генное вторжение заставляет растение синтезировать особые соединения - опииы, которые служат бактерии пищей.

Итак, открывается уникальная возможность для включения в геном растений любого желательного гена, функционирование которого может придать растению нужные свойства. Тi-плазмиды, у них можно подавить гены, способствующие возникновению растительных опухолей, окрылили исследователей: в окружающей растительную клетку высоченной, кажущейся совершенно неодолимой ограде обнаружились «выломанные доски». Впрочем, это необходимо отметить, биологические бреши найдены не для всех растений. Только для класса двудольных. Для однодольных же - а к ним относятся важнейшие для сельского хозяйства зерновые, кукуруза, многие травы: они обладают природной устойчивостью к заражению агробактериями - проблема не решена. Здесь придется поискать другие обходные пути.