Барьер из высокорослой кукурузы предотвращает перенос пыльцы кукурузы в смешанных посевах (2021)
Научно-обоснованная оценка безопасного совместного выращивания нетрансформированных и генетически модифицированных растений и, в частности, кукурузы в России пока отсутствует. В полевых модельных опытах 2020 г. впервые в условиях России (Юго-Восток Европейской части России, Саратовская область) получены экспериментальные данные о влиянии барьера из рослых гибридных растений кукурузы (Каз ЛК 178 и ES Регейн, высотой 2,15–2,90 м) между донором (Пурпурной Саратовской) и реципиентом (кукурузой лопающейся) пыльцы на частоту скрещивания.
Впервые установлено, что наличие барьерной зоны из рослых растений кукурузы полностью исключает переопыление между донором и реципиентом кукурузы с различающимися сроками цветения. При исследовании барьерных растений, как реципиентов, для установления полноценности пыльцы донора, выявлено, что процент скрещиваний на початках у барьерных растений колебался от 0,1 до 7,1 %. Основываясь на результатах модельных экспериментов, можно рекомендовать при совместном выращивании сортов кукурузы использовать сорта с различающимися сроками цветения, в сочетании с барьером для пыльцы из высокорослых гибридов кукурузы.
Идентификаторы и классификаторы
Кукуруза (Zea mays L.) — одно из наиболее значимых для человечества сельскохозяйственных растений, урожай которой за последние 10 лет в мире вырос
в полтора раза [1]. При этом из 185 млн га кукурузы, засеянной во всем мире в 2016 г., почти одну треть составили генетически-модифицированные (ГМ) сорта [2].
Список литературы
- United States Department of Agriculture. World Agricultural Production. Current Report, Circular Series. 2019. WAP 7–19.
- ISAAA. Global Status of Commercialized Biotech / GM Crops: 2016. ISAAA Brief No. 52. New York: ISAAA, Ithaca. 2016.
- Pellegrino E., Bedini S., Nuti M., et al. Impact of genetically engineered maize on agronomic, environmental and toxicological traits: a meta-analysis of 21 years of field data // Sci Rep. 2018. Vol. 8. ID3113. DOI: 10.1038/s41598-018-21284-2
- Чесноков Ю.В. ГМО и генетические ресурсы растений: экологическая и агротехническая безопасность // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2011. Т. 15, № 4. С. 818–827.
- Чумаков М.И., Гусев Ю.С., Богатырева Н.В., Соколов А.Ю. Оценка рисков распространения генетически модифицированной кукурузы с пыльцой при выращивании с нетрансформированными сортами (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54,
№ 3. С. 426–445. DOI: 10.15389/agrobiology.2019.3.426eng - Ramessar K., Capell T., Twyman R.M., et al. Trace and traceability – a call for regulatory harmony // Natural Biotechnology. 2008. Vol. 26. No. 9. P. 975–978. DOI: 10.1038/nbt0908-975
- Baram M. Governance of GM crop and food safety in the United States / M. Baram, M. Bourrier, editors. Governing risk in GM agriculture. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. P. 15–56. DOI: 10.1017/CBO9780511976582.003
- Marceau A., Gustafson D.I., Brants I.O., et al. Updated empirical model of genetically modified maize grain production practices toachieve European Union labeling thresholds // Crop Science.
- Vol. 53. No. 4. P. 1712–1721. DOI: 10.2135/cropsci2012.04.0224
- Богатырева Н.В., Соколов А.Ю., Моисеева Е.М., и др. Правовое положение растений, полученных с использованием технологии редактирования генома: перспективы для Рос-
сии // Экологическая генетика. 2021. Т. 19, № 1. С. 89–101. DOI: 10.17816/ecogen42532 - Devos Y., Reheul D., De Schrijver A. The co-existence between transgenic and non-transgenic maize in the European Union: a focus on pollen flow and cross-fertilization // Environmental Biosafety Research. 2005. Vol. 4. No. 2. P. 71–87. DOI: 10.1051/ebr:2005013
- Riesgo L., Areal F.J., Sanvido O., Rodríguez-Cerezo E. Distances needed to limit cross-fertilization between GM and conventional maize in Europe // Nat Biotechnol. 2010. Vol. 28. No. 8. P. 780–782. DOI: 10.1038/nbt0810-780
- Galeano P., Debat C.M., Ruibal F., et al. Cross-fertilization between genetically modified and non-genetically modified maize crops in Uruguay // Environmental Biosafety Research. 2010. Vol. 9. No. 3. P. 147–154. DOI: 10.1051/ebr/2011100
- Nieh S.C., Lin W.S., Hsu Y.H., et al. The effect of flowering time and distance between pollen source and recipient on maize // GM Crops Food. 2014. Vol. 5. No. 4. P. 287–295.
DOI: 10.4161/21645698.2014.947805 - Brunet J., Ziobro R., Osvatic J., Clayton M.K. The effects of time, temperature and plant variety on pollen viability and its implications for gene flow risk // Plant Biol (Stuttg). 2019. Vol. 21. No. 4. P. 715–722. DOI: 10.1111/plb.12959
- Гусев Ю.С., Волохина И.В., Моисеева Е.М., и др. Анализ распространения генетического материала маркированных линий кукурузы с пыльцой при совместном выращивании с обычными сортами // Генетика. 2020. Т. 56, № 10. С. 1196–1199. DOI: 10.1134/S1022795420090082
- Гусев Ю.С., Гуторова О.В., Моисеева Е.М., и др. Оценка рисков переопыления кукурузы при совместном выращивании нескольких линий в условиях Юго-Востока Европейской части России // Сельскохозяйственная Биология. 2021. T. 56, № 1. C. 66–77.
DOI: 10.15389/agrobiology.2020.5.rus - Emberlin J., Adams-Groom B., Tidmarsh J. A report on the dispersal of maize pollen. Report commissioned by and available from the Soil Association National Pollen Research Unit. Bristol, UK: Bristol House, 1999. P. 40–56.
- Du M., Kawashima S., Matsuo Kl, et al. Simulation of the effect of a cornfield on wind and pollen deposition / International Congress on Modelling and Simulation. F. Ghassemi, P. Whetton, R. Little, M. Littleboy, editors. Canberra: Australian National University, 2001. P. 899–903 p.
- Liu Y., Chen F., Guan X., Li J. High crop barrier reduces gene flow from transgenic to conventional maize in large fields // Eur J Agron. 2015. Vol. 71. P. 135–140. DOI: 10.1016/j.eja.2015.09.005
- Патент РФ на изобретение № 9732/ 11.07.2018. Смолькина Ю.В., и др. Кукуруза Пурпурная Саратовская / Государственный реестр охраняемых селекционных достижений. М: ФГБНУ Росинформоагротех, 2019. 392 с.
- Бойко В.Н. Исходный материал для селекции скороспелых гибридов кукурузы на основе гаплоидии: дис. … канд. с.-х. наук. Санкт-Петербург: ВИР, 2006. 200 с.
- Coe E.H. Anthocyanin genetics. In: Freeling M., Walbot V., editors. The maize handbook. New
York: Springer-Verlag, 1994. P. 279–281.DOI: 10.1007/978-1-4612-2694-9_34
Выпуск
Другие статьи выпуска
Агробактериальная трансформация в природе является причиной развития заболеваний: корончатых галлов и косматых корней. Эти новообразования представляют собой трансгенные ткани на нетрансгенном растении.
Однако в природе возникают полноценные генетически модифицированные организмы, содержащие агробактериальные трансгены во всех клетках и передающие их в ряду половых поколений. Эти растения называют природно-трансгенными или природными генетически модифицированными организмами. За последние 3 года список видов при-
родных генетически модифицированных организмов был существенно расширен. Благодаря этому стало возможным сделать определенные обобщения и более предметно обсуждать возможную эволюционную роль данного явления.
Представленный мини-обзор посвящен обобщению данных относительно возможных функций генов агробактериального происхождения в геномах растений.
В обзоре рассмотрены представления о роли активных форм кислорода в жизни растительной клетки. При этом уделяется внимание как отрицательным аспектам их воздействия на клеточные компоненты (перекисное окисление липидов, карбонилирование белков и повреждение ДНК), так и положительным функциям (участие в трансдукции сигналов, ответе на стрессорное воздействие и метаболизме). Рассмотрены также основные типы активных форм кислорода и места их генерации в растительной клетке. Сделано заключение, что активные формы кислорода, неизбежно возникающие у любых аэробных организмов, следует рассматривать как важнейший регулятор большого числа процессов у растений, таких как рост, развитие, метаболизм, старение и стрессовые реакции. При этом если роль активных форм кислорода при стрессе и в трансдукции сигналов изучена достаточно подробно, то их прямая метаболическая роль исследована относительно слабо, за исключением полимеризации лигнина и размягчения клеточной
стенки, что указывает на необходимость проведения дальнейших исследований в этой области.
Пищевые добавки и, в частности, пищевые красители получают все большее распространение во всех странах.
Работа посвящена наименее изученной проблеме оценки безопасности разрешенных к применению в Российской Федерации синтетических пищевых красителей — анализу их генотоксического действия (механизмам, способам определения и результатам исследований на различных живых объектах). Приведенные в обзоре результаты полувекового изучения генотоксичности синтетических пищевых красителей показали, что среди изученных красителей нет ни одного, для которого были бы получены однозначные результаты исследований на генотоксичность, что создает уверенность в возможности их реальной мутагенной и/или канцерогенной опасности. Показано, что проблема выбора
диапазона доз при тестировании на генотоксичность, связанная с ней проблема контроля примесей, а также подходы к выбору тест-систем и тест-объектов являются ключевыми для обеспечения генетической/канцерогенной безопасности ПК. Поскольку в Российской Федерации нет единой системы оценки генетической безопасности пищевых красителей, основную задачу настоящей публикации мы видим в доказательстве насущной необходимости ее создания и очерчиванию группы основных проблем, с этим связанных.
Цель — сравнение генетического разнообразия двух природных популяций лося из охотхозяйств пограничных областей — Костромской и Ярославской, с искусственно созданной популяцией лосефермы.
Материалы и методы. Генетическое разнообразие изучалось с помощью ДНК-маркеров, представленных девятью микросателлитным локусами, обследовано 169 особей.
Результаты. Выявлено достоверно большее генетическое разнообразие естественных популяций по сравнению с популяцией лосефермы: среднее число аллелей на локус (NA) в них составляет 9,0 и 8,6, в популяции лосефермы — 5,9. Все популяции не отличаются по уровню средней гетерозиготности. Тест на гетерогенность аллельных частот показал,
что все популяции достоверно различаются по 6 локусам и по сумме 9 локусов, природные популяции достоверно отличаются по 5 локусам, популяция лосефермы от каждой природной — по 3 одинаковым локусам. Коэффициент инбридинга значительно выше в ярославской популяции (0,167), по сравнению с костромской (0,053), в популяции лосефермы — 0,165. При выявленном потоке генов (Nm = 16,7) сохраняется генетическое своеобразие двух природных популяций, что позволяет предположить, что они не являются генетически единой популяцией.
Выводы. Выявленное резкое уменьшение генетического разнообразия популяции лосефермы указывает на необходимость обогащения ее генофонда, а обнаружение инбридинга в природных популяциях — на контроль состояния генофонда.
Издательство
- Издательство
- ЭКО-ВЕКТОР
- Регион
- Россия, Санкт-Петербург
- Почтовый адрес
- 191186, г Санкт-Петербург, Центральный р-н, Аптекарский пер, д 3 литера а, помещ 1Н
- Юр. адрес
- 191186, г Санкт-Петербург, Центральный р-н, Аптекарский пер, д 3 литера а, помещ 1Н
- ФИО
- Щепин Евгений Валентинович (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- e.schepin@eco-vector.com
- Контактный телефон
- +7 (812) 6488366