102 Панорама печати
ТО БЕРЕЗКА, ТО ОСИНА. ТРАНСГЕННАЯ
Трансгенные осины и березы, полученные в Путинском филиале Института биоорганической химии им. академиков М. Шемякина и Ю. Овчинникова РАН, высадили весной 2009 г. на опытных площадках средней полосы России. Как сообщает электронное издание ЗТИР (Наука и технологии Российской Федерации), эти испытания генно-модифицированных деревьев, обладающих более качественной древесиной и ускоренным темпом роста нежели традиционные, продлятся около трех лет.
По мнению ученых из группы лесной биотехнологии, существующей в этом институте с 2006 г., создание таких трансгенов — самый эффективный и быстрый способ формирования новых продуктивных форм деревьев. На сегодняшний день подобные посевы составляют в мире не более 5% всех лесов, но при этом они дают 25% общемирового объема древесины.
«Успех нашей работы обеспечивается прежде всего выбором генов, — утверждает руководитель группы Константин Шестибратов. — Задача очень сложная, если учесть, что, например, биосинтезом древесины управляет около 40 тыс. генов, а нам нужно остановиться на одном. На практике мы останавливаемся на тех из них, которые ранее анализировали и чьи функции предварительно известны. У нас трудятся над трансгенами нескольких видов указанных пород, преимущественно лиственных — осин и берез, интересных специалистам как быстрорастущие.
Осины лидируют по скорости роста, а также по среднегодовому приросту объема биомассы. Кроме того, для основной части территории нашей страны и в целом для Евразии имеют наибольший ареал распространения. В средней полосе России они вырастают максимум за 25-30 лет. Мы стремимся сократить этот период в 1,5 раза — до 15-20 лет (проект осуществляется по заказу Рослесхоза). На данном этапе в лабораторных условиях удалось добиться 15-процентного ускорения. Соответствующая партия трансгенной осины подготовлена к высадке в тепли-
цу. За три месяца саженцы достигнут высоты 0,5 м, после чего их можно будет поместить в грунт.
Теперь о березе. Она стала объектом нашего изучения не только из-за быстрого роста, но и потому, что является основным сырьем для производства фанеры. Кроме того, из древесных пород ее чаще других поражают патогены. Например, в средней полосе России исходные березовые леса по большей части вырублены, а из порослевых не получить полноценной товарной древесины: стволы тонкие и кривые, поэтому годятся разве что на дрова. Мы хотим в полевых условиях выявить экземпляры деревьев, которые будут обладать наилучшими качествами. Для культивирования используются уже селекционно отобранные образцы — самые продуктивные и устойчивые к патогенам. С ними мы будем работать и в дальнейшем».
Еще один проект, выполняемый группой лесной биотехнологии в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологичес-кого комплекса России на 2007-2012 гг.», связан с улучшением качества древесины указанных и других пород за счет повышения количества в ней целлюлозы. Именно ее выделение и очистка от лигнина* — главный технологический процесс в целлюлозно-бумажной промышленности. «Древесина — природный комплекс, сравнимый с системой сложно сообщающихся сосудов: если где-то убыло, то в другом месте обязательно прибудет, — продолжает Шестибратов. — Значит, при уменьшении количества лигнина увеличивается доля целлюлозы (именно на это направлен наш проект). Но полностью избавиться от лигнина нельзя - он придает древесине прочность и защищает ее от гнили, патогенов. Поэтому важно установить разумный баланс».
Исследователи планируют добиться максимально допустимого сокращения лигнина, к примеру, в
*Лигнин — органическое полимерное соединение, содержащееся в клеточных оболочках сосудистых растений; вызывает их одревеснение {прим. ред.).
Панорама печати 103
По внешнему виду трансгенный лес не будет отличаться от естественного.
осине — с 25% до 10-15, что увеличит содержание целлюлозы до 50-55%. В итоге древесные породы станут мягче, облегчится их промышленная переработка.
Впрочем, кроме сокращения содержания данного природного полимера, существует и другой способ борьбы с ним, основанный на модификации состава этого органического соединения. Дело в том, что некоторые его формы ковалентно связаны с целлюлозой. И поэтому удалить их обычными химическими способами крайне сложно. Однако есть и такие, которые быстро растворимы, легко удаляются. Словом, соотношение столь разных видов лигнина можно попытаться изменить. И ученые из Пущино используют оба подхода — с одной стороны, сокращают его количество, с другой — стремятся повлиять на процесс биосинтеза этого полимера и тем увеличить долю его легко экстрагируемых модификаций, чему помогут трансгенные технологии, позволяющие модифицировать породы под определенную задачу. Например, при уменьшении количества лигнина только возрастет доля целлюлозы, ускорится рост деревьев — ведь биосинтез этого полимера самый энергозатратный процесс. А если, наоборот, увеличить содержание лигнина, то состав древесины — сосновой или березовой — можно приблизить к дубу. Такие породы будут меньше гнить, правда, и медленнее расти.
Однако у трансгенных растений есть одно «но»: рассмотренные исследования, связанные с ними, хотя имеют ярко выраженный прикладной характер, пока в большей степени ограничены пределами лабораторий. Законом Российской Федерации 1992 г. об инженерно-технической деятельности разреша-
ется доводить работы по трансгенам до полевых испытаний, а вот широкое их внедрение находится под запретом — соответствующие поправки к закон\ готовятся.
«В мире уже есть прецеденты коммерческого использования таких растений, например, в США. Канаде, Бразилии, Аргентине, Китае. — рассказывает Константин Шестибратов. — В обшей сложности на площадях свыше 100 млн га в коммерческих целях выращиваются кукуруза, соя. рапс, хлопок и другие культуры. В области коммерциализации трансгенных лесных пород лидирует Китай, хотя в США площади в статусе участков хтя проведения подобных полевых испытаний превышают таковые в Поднебесной».
Что касается тревоги экологов по поводу транс-генных технологий, то, по мнению ученых из Пущино, не всегда она оправдана. «Чтобы генетически модифицированные формы не распространялись, они должны быть стерильными, — подчеркивает руководитель группы лесной биотехнологии. — Методы их стерилизации есть, и при промышленном использовании трансгенов необходимо применять стерильную форму. Процесс надо контролировать, тогда опасных последствий удастся избежать».
Муравьева М. И поросла Россия трансгенными березками... — Электронный журнал З'ТЯГ, 2009
Материал подготовил Сергей МАКАРОВ
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.