УДВОЕНИЕ ЭФФЕКТА
Начало 2008 года для двух лабораторий Института цитологии и генетики СО РАН молекулярной генетики злаков и цитогенетики растений ознаменовалось тем, что два сильных, крепких коллектива объединились.
Л. Юдина, «НВС»
Как шутят сами сотрудники, для повышения конкурентоспособности в условиях рыночной экономики. Ну, а если серьезно, обе лаборатории давно работают в едином русле и над схожими проблемами. Лаборатория цитогенетики, созданная Верой Вениаминовной Хвостовой почти ровесница института. Другая помоложе как самостоятельное образование действует с 1996 г.
Обратите внимание на снимок. Видите, сколько умниц и красавиц в укрупненной лаборатории молекулярной генетики и цитогенетики растений всех возрастов. Да еще студенты и аспиранты, постоянно практикующиеся здесь. Сила! Во главе коллектива доктор биологических наук Е. А. Салина.
Главный объект, к которому приковано внимание исследователей злаковые культуры. А это тебе не просто травинка в чистом поле растет себе и растет. У них, как и у человека, сложная генетическая система, свой непростой характер, они болеют и вообще задают немало проблем, над которыми приходится поломать голову. Тем более, что культуры эти прежде всего пшеница, рожь, ячмень играют далеко не последнюю роль в нашей повседневной жизни.
Вот и нарабатывают генетики материал, чтобы помочь селекционерам вывести сорта, которым не страшны ни болезни, ни капризы природы и причуды погоды. Занимаются созданием различных генетических моделей растений, в основном, злаковых для изучения структуры и функции их генома.
В совместной лаборатории молекулярной генетики и цитогенетики растений представлены все уровни работ от подготовки объекта исследований до секвенирования и анализа последовательностей протяженных участков ДНК, принадлежащих конкретным хромосомам.
Одно из направлений Сектора цитогенетики злаков, который сейчас в объединенной лаборатории возглавляет О. Г. Силкова, состоит в создании новых гибридных форм злаков на основе скрещивания хлебной пшеницы с дикорастущими злаками и другими видами пшеницы. Цель получить новые генотипы пшеницы с рядом хозяйственно ценных признаков, которые при дальнейшем вовлечении в оборот проявят свои лучшие качества, в том числе, устойчивость к различным заболеваниям.
Нет нужды разъяснять, насколько это многотрудное предприятие предложить нечто новое, проверить на прочность, на постоянство. В свое время именно лаборатория цитогенетики, заведовала которой Е. Б. Будашкина, создала коллекцию гибридных линий путем скрещивания хлебной пшеницы с уникальной по своему генетическому составу пшеницей Тимофеева. Основной упор был сделан на линии с устойчивостью к бурой ржавчине и другим заболеваниям.
В настоящий момент коллекция снова в поле зрения исследователей. Но изучается уже современными методами. Они позволяют целенаправленно выделить отдельные генотипы, которые можно с гарантией включать в селекционные программы. Именно благодаря современным методам многократно сокращается время на постижение истины.
Линия создается даже не годами десятилетиями. Затем поддержание, анализ, детальный разбор структуры генотипа. В общем, «система», как говорится, «разбирается» по косточкам определяется область интрогрессии в хромосомах (включение одного вида генетического материала в другой) и то, как осуществляется митоз и мейоз, нет ли нарушений.
А дальше еще множество контрольных этапов, завершаемых проверкой в полевых условиях.
Современная селекция с использованием молекулярных маркеров очень широко распространена на Западе, говорит Е. А. Салина. У нас дело пока не получило должного развития. В настоящий момент в лаборатории изучается один из подходов использования молекулярных методов для более интенсивной селекции.
Елена Артемовна, расскажите об основных направлениях работы коллектива.
Фундаментальная задача изучение организации генома, структуры генов, взаимодействие генов сложных полиплоидных геномов. Та же хлебная пшеница произошла путем объединения трех геномов в один. Однозначно ответить на вопрос: «Как происходят процессы взаимодействия?» пока сложно.
Авторский коллектив ИЦиГ, в который входили двое (из четырех) сотрудников нашей лаборатории, получил за 2006 год премию им. ак. В.А. Коптюга в содружестве с белорусскими коллегами за цикл работ «Реорганизация ядерного и цитоплазматического геномов при создании новых форм злаков методами биотехнологии».
Выполненные исследования важны, помимо всего прочего, в том отношении, что демонстрируют эффективность сочетания традиционных методов (отдаленной гибридизации, генетического анализа) с новейшими методами хромосомной и генной инженерии, культивирования клеток и тканей, молекулярно-генетического картирования. В конечном итоге речь идет о серьезной реорганизации генома растений и генетически новом исходном материале.
Снова подчеркну: мы выполняем фундаментальные работы и одновременно готовим материал, который является ценным генофондом для использования в дальнейшей работе для получения нужных сортов.
Одна из основных задач на данный момент создать коллекцию гибридных линий хлебной пшеницы, содержащих гены дикорастущих злаков, контролирующих устойчивость к серии болезней, на основе того материала, что уже накоплен и в ИЦиГ, и в других коллективах. Требуется его «разлинеивание», т.е. «расщепление на отдельные линии».
Поясню. Когда путем скрещивания получают гибрид, там происходит множественное включение фрагментов хромосом дикорастущего вида в хромосомы пшеницы. Но ответственность за тот или иной признак берет на себя определенный фрагмент. С помощью современных подходов и методов молекулярной генетики создаем линии пшеницы с единичными вкраплениями от дикорастущих видов. Будет коллекция дальнейшая работа специалистов существенно упростится.
Сейчас ищем пути, чтобы включиться в программу по секвенированию хромосомы пшеницы. В мире создан консорциум по секвенированию генома пшеницы. За нами закрепили пока одну хромосому. Работа интереснейшая! Хромосома несет в себе ряд важнейших генов. Вот и ищем возможности и средства, чтобы приступить к работе.
На что я бы особенно обратила внимание. В Сибирском отделении прекрасные возможности для цитогенетических исследований, секвенирования есть центры коллективного пользования, оснащенные самым современным оборудованием. Исследователи имеют возможность выполнять самые тонкие и сложные эксперименты.
На Западе зачастую упускают возможности пользоваться подходами классической цитогенетики. У них на вооружении секвенирование генома, чиповые технологии, анализ экспрессии генов, что для нас тоже актуально. Однако даже в крупных научных образованиях часто нет таких, как у нас, центров по цитогенетике.
И мы, наша лаборатория, в частности, выполняем для иностранных коллег большой объем аналитической работы. И белорусские коллеги присылают свои образцы для анализов. Они смотрят своими методами, мы своими.
В завершение беседы Елена Артемовна подчеркнула, что в конечном итоге задача лаборатории сводится к тому, чтобы, получая все большую отдачу от фундаментальных исследований, направлять ее по конкретному адресу, внося свой вклад в реальное дело получение новых форм пшеницы. Главный акцент на разработку новых методов для селекции. Речь идет не просто о новом исходном материале, поэтапном его создании, а о конструировании геномов. И как следствие, сокращение сроков получения именно такого гибридного материала, какой задуман.
Фото В. Новикова
стр. 4
|