делия мутанты европейского винограда, устойчивые к филлоксере. А в 1977 г. селекционер Киреева с соавторами в Крыму тоже создала сорт винограда, устойчивый к филлоксере. Селекционеры В.Н. Фурсов и С.П. Конопля из Туркмении впервые получили новый мутантный сорт хлопчатника с длинным тонким волокном из средневолокнистого исходного материала. Селекционер В.В. Глуховцев вывел на Кинельской опытной станции три сорта остистого ячменя, сбрасывающего ости после созревания. В Кишиневском СХИ О.В. Бляндур и В.Н. Лысиковым были получены под влиянием одного из мутагенов линии кукурузы, которые хорошо инбридируются в течение многих лет и совершенствуются при последующих мутагенных воздействиях без потери этого свойства, хотя кукуруза — прекрасноопыляемое растение.
Свойство химических мутагенов - вступать в прямое взаимодействие с основными генными силами - отличает их от действия физического фактора - радиации, которая не задевает собственно генный материал, а лишь валентные связи внутри него. О важности этого различия можно судить по тому, что практически лишь химические мутагены вызывают в первом поколении обработанных растений гомозиготность (однородность) семян мутантов, а во втором поколении все растения мутантной семьи однородны. Обычно это удается лишь в третьем поколении. При повторной обработке скапливаются желательные признаки за счет нескольких последовательных мутаций, и направление отбора можно круто изменить.
Преимущество химических мутагенов перед радиацией заключается еще и в том, что обнаружены химические мутагенные средства, способные проникнуть в очень чувствительные и стройные системы генного материала и не вызвать при этом перемены разрушения на хромосомном уровне.
Однако химический мутагенез не обещает направленного воздействия, несмотря на определенную чистоту избирательных мутаций у всех химических мутагенов. Наряду с избирательностью мутагенного эффекта всегда необходимо широкое общее разнообразие спектра мутаций, так как запросы организма и продуктивности еще более широки.
Вопрос. Как влияют химические мутагены на качество растений и не вредна ли обработка ими растений для человека?
Ответ. В растениях повышается содержание белков и улучшается их состав за счет возрастания роли незаменимых аминокислот. Повышается сахаристость, масличность и т.п. Выяснено, что химические мутагены вызывают гораздо чаще физиологические изменения внутренних свойств растений, чем морфологические, чисто внешние перемены, хотя и в них нет недостатка. С помощью физиологических механизмов обеспечиваются такие важные признаки, как иммунитет к заболеваниям, вызываемым грибами, актиномицетами, бактериями и вирусами. Физиологические механизмы повышают сопротивляемость и к вредным насекомым, определяют скороспелость, одновременное созревание и многие другие качественные характеристики сортов, вызывая порой радикальные перевороты.
159
Точно установлено, что обработанные семена быстро теряют поглощенные мутагены сразу после посева или раньше. Это происходит как из-за высокой реакционноспособности химических мутагенов, так и из-за нестойкости их в большинстве случаев при температуре выше нулевой. Нет остатков мутагенов ни в растениях в период ранней вегетации, ни в собранном урожае. Обработка мутагенами проводится строго по инструкции, которая обеспечивает безвредность этих веществ.
Вопрос. Наша страна весьма разнообразна по почвенно-климатиче- ским условиям. Сорта же сельскохозяйственных культур обычно выводят для определенной зоны. Сохраняют ли полученные химические мутанты в различных климатических зонах страны свои признаки?
Ответ. Как правило, все сорта выводятся для определенной зоны и в ней же районируются. Химические мутанты в этом отношении не отличаются от сортов, полученных другими селекционными методами. Однако есть основания полагать, что в случае возникновения крупных положительных признаков посевные площади под новыми сортами можно значительно расширить. Так, например, сорт овса Зеленый, выведенный на Кубани, распространился в очень удаленные от нее поч- венно-климатические зоны. Другие сорта занимают более ограниченные пространства. В настоящее время с успехом проводятся экологические испытания группы мутантов с признаками иммунитета.
Вопрос. Говоря о преимуществах нового метода, Вы обычно подчеркиваете оздоровление условий сельскохозяйственного труда при использовании химических мутагенов. О чем здесь идет речь?
Ответ. У вновь созданных с помощью химических мутагенов сортов возникает иммунитет к болезням и частично к вредителям растений. Это позволяет надеяться, что с помощью мутаций, привносящих свойства иммунитета и устойчивости, можно будет освободить сельское хозяйство от подавляющего большинства пестицидов, которые пока повсеместно используются. К сожалению, длительное пренебрежение генетикой заставило предпочесть пестицидную защиту вместо безвредных генетических методов. Получив устойчивые к вредителям и болезням сорта, мы резко сократим обработку посевов ядохимикатами, а в недалеком будущем вовсе от них откажемся. Конечно, условия работы в сельском хозяйстве от этого улучшатся.
Вопрос. И последнее: каковы планы Вашего Отдела на ближайшее будущее, каких результатов можно ожидать от исследований по химическому мутагенезу?
Ответ. Наиболее актуальной задачей сейчас является получение высокопродуктивных сортов с комплексным иммунитетом, т.е. с устойчивостью не только к фитопатогенным заболеваниям, но и к ряду вредных насекомых.
Желательно также создать централизованные коллекции мутантного материала определенного типа, который может послужить резервом в борьбе с вредом, наносимым стихийными бедствиями, болезнями, засухами, морозами.
Другая совершенно неотложная задача заключается в том, чтобы помочь всем селекционерам, получившим сорта с ценными и оригинальны-
160
ми новыми признаками, расширить масштабы их работы. Это позволит наряду с созданием новых интенсивных мутантных сортов скрестить уже полученные ими сорта с 10-12 лучшими сортами той же культуры.
Так мутантные признаки станут принадлежностью разных сортов, и дополнительно выявятся некоторые пока еще не отмеченные неизвестные раньше полезные признаки в мутантных сортах.
И конечно, осуществляемая сейчас перестройка селекционной системы ни в коем случае не должна затронуть коллективы, занимающиеся мутационной химической селекцией, а до ИХФ дошло много таких сигналов. Не должны от перестройки пострадать и другие накопленные селекцией богатства исходного материала.
И.А. Рапопорт
ГЕНЕТИКА - СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ
<...> Мне кажется, что сейчас именно генетика, а не молекулярная биология и генная инженерия, имеет рычаги для того, чтобы быстро поднять урожайность сельского хозяйства, с тем чтобы устранить необходимые закупки зерна и фуража за границей. Генетика в состоянии поднять уровень селекции до такой степени, чтобы можно было обойтись без пестицидов. Если посчитать, какое количество миллиардов рублей идет на пестициды и на регуляторы, не менее вредные чем пестициды, то одной десятой хватит на то, чтобы все финансовые и кадровые потребности нашего Отделения удовлетворить. Мне кажется, что мы здесь должны решительно сказать о том, что есть у нас такие крупные возможности. Мы не решим эту задачу в отдельности, а только рука об руку с сельским хозяйством. Но такие разработки есть, и они тормозятся сейчас. Если нас не поддержат, то мы задачу не решим. Как раз в отношении прикладном есть ряд ценных и общих разработок. И мне кажется, что это должно прозвучать более решительно.
Всем известно, какой вред приносят пестициды прежде всего в сельском хозяйстве, какое количество земель выбыло и какое количество людей травится, сколько людей гибнет и т.д., да и сколько промышленность этим занята.
Ведь смысл пестицидов в том, что применяются антиферментативные средства. Они гораздо больше вредят не вредителям сельского хозяйства, а микрофлоре, вредят урожаю каждого года, страдают потребители, сельскохозяйственные животные и, конечно, флора и фауна.
Мне кажется, что в этом отношении мы сейчас просто тащимся в хвосте по сравнению с заграницей, и наши собственные возможности
1Из стенограммы выступления на заседании Бюро Отделения общей биологии АН СССР
19 ноября 1986 г. к записке "О состоянии и развитии фундаментальных исследований по генетическим методам селекции на двенадцатую пятилетку и до 2000 года". Ар. РАН. Ф. 1677. Оп. 1. Д. 232. Л. 14.
6. Иосиф Абрамович Рапопорт... |
161 |
обеспечения более культурной защиты сельского хозяйства не встречают поддержки или это не доходит до кого-то. Есть очень много разработок по части направления их в сельское хозяйство.
<...> Уровень генетики по сравнению с тем, что было в 1948 г., вырос количественно, но качественно стал более рыхлым. <...>
Генетика для биологии, может быть я скажу сейчас немного громко, - это как физика для неживой природы, и если мы это осознаем поздно, то мы многое потеряем.
И.А. Рапопорт
ХИМИЧЕСКИЕ МУТАГЕНЫ В ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ
БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОД ОТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ1
Развернутые Институтом химической физики АН СССР во второй половине 70-х годов работы по внедрению метода химического мутагенеза в системах естественного отбора на базе очистных устройств предприятий химической и нефтехимической промышленности принесли подтверждение основных теоретических ожиданий. В настоящее время имеется около 10 групп исследователей, успешно работающих по этому методу на различных типах загрязнений и самостоятельных образцах активного ила.
Однако не во всех случаях освоение метода, требующего значительных индивидуальных вкладов со стороны работников очистных систем, достигнута достаточная самостоятельность. Это заставляет обратить внимание на 4—5 очистных организаций, в которых накоплен большой опыт и получены весомые собственные вклады в развитие метода.
По отношению к ним вполне оправданы усиленное внимание и помощь, которые позволяют им стать в ближайшее время ведущими ор- ганизациямипопроизводственной,научно-производственнойинаучной разработке метода.
Они же займут положение баз в различных экономических районах страны и будут сотрудничать с предприятиями своей отрасли и экономического региона.
Отдел химической генетики Института химической физики АН
СССР берет на себя научное руководство, консультацию и бесплатное обеспечение различными чистыми препаратами, синтезируемых [отделом] химических мутагенов и супермутагенов. Конечно, это не исклю-
1Докладная записка Председателю Государственного Комитета по науке и технике при Совете Министров СССР академику Г.И. Марчуку. (Из личного архива И.А. Рапопорта.)
162
чает сотрудничество с рядом научных учреждений другого профиля, государственными университетами и институтами.
В ходе решения основных задач радикального усиления очистки естественный отбор впервые становится объектом эксперимента2. Это делает целесообразным сосредоточиться на решении не одних лишь прикладных задач, поскольку это приведет к потере отечественных приоритетных открытий. Вместе с тем практическая сторона опытов остается ведущей, и теоретический анализ параллельно будет работать на нее.
В первую очередь развертывание работ в таких рамках целесообразно осуществить на базе филиала ВНИИПАВ3 в г. Волгодонске (директор В.Г. Правдин) и связанной с ним типичной очистной системы Волгодонского химического завода.
Достигнутый в филиале ВНИИПАВ объем работ включает несколько сот экспериментов, проведенных в лабораторных аэротенках и ряд опытов в системе промышленной очистки. Эта организация получила три авторских свидетельства и подготовила ряд других, касающихся важных аспектов метода, а также опубликовала восемь статей.
Существенно, что она первая представила технологический регламент на проектирование процесса очистки сточных вод методом химического мутагенеза. У нее возник интерес к разработке ряда новых крупных направлений очистки в масштабе новых лабораторий, занятых:
1) дальнейшим развитием метода химического мутагенеза в собственной и отраслевой системах очистки; а также разработкой реагента по быстрому преодолению последствий, вызываемых залповыми сборами;
2)использованием метода применения химического мутагенеза для обеспечения замкнутых промышленных систем водоснабжения;
3)очисткой воздуха, поступающего с промышленных объектов.
Эти коллективы будут также решать задачи сушки ила при условиях, сохраняющих его активность, с целью промышленного испытания на других предприятиях; употребление объемов отработанного активного ила с целью рекультивации пораженных эрозией земель, а также выполнять положение базы, в которой будут осваивать метод работники очистных систем в первую очередь родственных предприятий, а также других предприятий города, области и региона.
Приведенные мотивы заставляют меня обратиться к Вам с предложением о развертывании в системе очистки Волгодонского филиала ВНИИПАВ новых лабораторий, в которых будут решаться прикладные и теоретические задачи очистки; обеспечения замкнутой промышленной системы водоснабжения; очистки промышленных воздушных загрязнений активным илом (который предстоит еще создать) в водной среде.
В отделе очистки ВНИИПАВ имеются исследователи, вполне подготовленные к тому, чтобы возглавить эти лаборатории. Укомплектование лабораторий специалистами, в том числе молодыми микробиоло-
2Рапопорт И.Л. Гены, эволюция, селекция. М.: Наука, 1996. С. 82-149.
3Всесоюзный НИИ поверхностно активных веществ.
6* |
163 |