Роль генетической инженерии в адаптивной системе селекции растений

3. Каждый вид, организм и даже клетка имеют мощную противоинформационную защиту (системы узнавания и репарации, подавляющие функционирование экзогенной ДНК). Кроме того, у высших эукариот функционирует весьма сложная и многоэшелонированная регуляция экспрессии генома (включающая транскрипционный и посттранскрипционный уровни), причем каждый уровень многократно продублирован. Наличие этого механизма, с одной стороны, предотвращает получение эволюционно неапробированных генетических вариантов, т.е. усиливает биобезопасность трансгеноза, а с другой, – сдерживает получение нетрадиционных генетических вариантов, что является главной задачей самой генетической инженерии и селекции в целом.

5. Всевозрастающие масштабы использования ГМ-растений требуют более тщательного рассмотрения вопроса о связи биологического разнообразия агроэкосистем с их генетической и экологической уязвимостью. Известно, что непрерывное использование лучших сортов в качестве исходного селекционного материала приводит к концентрации в селекционном пуле генов, полученных из ограниченных коммерческих источников. Последние в большинстве случаев не включают представленные на уровне соответствующего вида аллели того или иного признака. Генетическое разнообразие, возможно, будет снижаться также по мере того, как трансгенные сорта начнут занимать всё бoльшие площади. В результате генетическая база некоторых важнейших видов растений может оказаться крайне узкой, что неизбежно повысит опасность массового поражения фитоценозов вредными видами.
Очевидно, что имеющиеся генно-инженерные варианты одного и того же признака пока несопоставимы с соответствующим аллельным полиморфизмом, представленным в коллекциях местных сортов, примитивных форм и т.д. Так, в семенном банке CIMMYT в Мексике хранится и поддерживается 13 000 линий кукурузы. По мере увеличения идентифицированной по ценным признакам части коллекции генетическое разнообразие исходного материала постоянно увеличивается. Однако большинство геноисточников не может быть использовано непосредственно, и необходима большая работа по их предварительной селекции. Это же обстоятельство ограничивает биоразнообразие и трансгенных вариантов.

7. Международные корпорации («Монсанто», «Доу Хемикал», «Новартис» и др.), в которых в настоящее время сосредоточена основная часть работ по генетической инженерии растений, стремятся к монопольному контролю за рынком сортов-семян, а следовательно, и за рынком продовольствия. Так, фирма «Монсанто» владеет 94% всех трансгенных растений, выращиваемых в мире. Известно также, что гербицид раундап был создан на этой фирме в конце 1970-х гг. на основе глифосата. За 5 лет с момента внедрения сортов сои, устойчивых к раундапу (1995), использование этого гербицида возросло с 20 до 62% общей площади, обрабатываемой гербицидами. На 52,6 млн га, занятых ГМ-растениями, преобладают глифосатоустойчивые сорта сои, кукурузы, хлопчатника, масличного рапса, доля которых составляет 85%; остальная часть – Bt-защищенные культуры.
Начиная с 1970–1980-х гг. идет слияние крупных химических, фармацевтических и энергетических компаний с селекционно-семеноводческими фирмами. Между тем сугубо коммерческие интересы транснациональных компаний ограничивают число сортов и гибридов, реализуемых во всем мире, что неизбежно снижает генетическое разнообразие агроэкосистем. Другими словами, монополизация, например, эксклюзивных прав на сою (как культуру, семена и разновидности); создание частных банков генов и т.д., при которой получение прибыли является самодовлеющим фактором, может иметь крайне отрицательные последствия для всего мирового сообщества.

8. Некоторые фирмы начали разрабатывать «терминаторные технологии», которые ограничивают сроки жизнеспособности семян, обеспечивая таким образом защиту своих авторских прав на созданные трансгенные растения. В дальнейшем «по политическим соображениям» эти работы были прекращены, но всегда остается возможность их возобновления.

9. Особую опасность представляет возможное влияние ГМО на аллергические реакции человека. К настоящему времени идентифицированы сотни индукторов аллергии, от которой страдает около 10% населения. Необходима тщательная оценка потенциальной аллергенности трансгенных растений и полученных из них продуктов. Причиной токсичности соответствующего белкового продукта может служить экспрессия маркерных (репортерных) генов. По-скольку аллергенный потенциал белка, привнесенного в растение-реципиент с помощью трансгеноза, обусловлен большим числом факторов, применение даже всех имеющихся на сегодня методов тестирования аллергенности не может дать полную гарантию пищевой безопасности ГМ-продукта, тем более что широко используемые сельскохозяйственные растения содержат более 10 тыс. различных белков, часть из которых является аллергенами.

Сложность контроля последствий широкого использования трансгенных организмов хорошо известна. Так, в Германии проверка на безвредность генетически измененных растений, животных и микроорганизмов продолжается 5–6 лет. В то же время реальная ценность многих оценок (аналогичных испытаниям пестицидов) остается весьма сомнительной. Обусловлено это несовершенством методов определения безопасности (риска) использования ГМ-растений, связанным со слабой пока научной базой экологических, медико-биологических и токсико-гигиенических оценок последствий широкого распространения трансгенных растений и Bt-защищенных культур. В этой связи практически невозможно как доказать полную безопасность использования трансгенных растений, так и проверить возможные негативные последствия.

11. Целенаправленное изменение содержания какого-либо одного белка в ГМ-растении может негативно повлиять на содержание других. Так, например, устойчивая к глифосату трансгенная соя в полевых условиях неожиданно оказалась чувствительной к действию высоких температур.
Широкое использование трансгенных растений, устойчивых к вредным насекомым за счет синтеза специфических белковых токсинов (эндотоксины Bt) и протеолитических ферментов, осложняется крайне низкой эффективностью экспрессии интродуцированных генов из-за нестабильности матричной ДНК. Синтезированного Cry-протеина (0,0002–0,002% от общего количества растворимых протеинов) оказывается недостаточно для защиты растения от вредителей. Поэтому в соответствии с требованиями Агентства по охране окружающей среды США в Bt-сортах должно содержаться достаточно высокое количество токсинов для уничтожения большей части растительноядных насекомых. И все же, если учесть, что к настоящему времени известно более 500 видов, устойчивых к инсектицидам, вероятность преодоления Bt-токсиноустойчивости сортов и гибридов также достаточно велика. Кстати, использование Bt-устойчивых сортов не освобождает фермеров от необходимости проведения всех остальных мероприятий по борьбе с вредителями.
Бесспорно, пока нет веских оснований сдерживать исследования в области получения трансгенных растений и животных. Ошибочно было бы рубить яблоню только из-за того, что на ней могут появиться червивые плоды. В то же время нельзя и отрицать наличие определенного биологического и экологического рисков при широком использовании трансгенных организмов. Показано, например, что растительные остатки трансгенных культур могут оказывать влияние как на генетичеcкую структуру и динамику численности популяций почвенной биоты, так и на функционирование различных структур и механизмов биоценотической саморегуляции агроценозов. Очевидна также связь между «здоровой пищей», «экологической устойчивостью» агроэкосистем и их «биологическим разнообразием». Само же использование трансгенных растений требует не только модифицированных технологий возделывания культур, но и значительно более высокого уровня экологического мониторинга, маркировки соответствующей продукции и т.д.
В целом степень риска при использовании трансгенных организмов следует оценивать с учетом долговременных интересов жизнеобеспечения всего общества. Бесспорно, произвольная изменчивость высших растений ограничивается «системой саморегуляции» и в этом одна из эволюционных гарантий безопасности использования методов трансгеноза в селекции растений. Многие опасности в научно-техническом прогрессе обусловлены, как известно, неопределенностью тех или иных знаний, а нередко и ошибочностью отдельных положений. Утверждается, например, что биобезопасность генной инженерии якобы обусловлена использованием «природных генов», присутствующих в растениях на протяжении всей их эволюции. Между тем еще из работ Четверикова (1924) известно, что характер проявления любого экспрессируемого гена и даже нейтральной мутации зависит от места ее расположения в геноме и генотипической среды.
Следует также учитывать, что ДНК-технологии представляют собой активное вмешательство человека в эволюционное развитие биосферы, последствия которого во многом пока остаются неясными. Не случайно в соответствии с Национальной стратегией сохранения биологического разнообразия России, принятой на Национальном форуме в 2001 г., важнейшей задачей является «предотвращение распространения генетически измененных форм живых организмов, используемых в биотехнологиях, в открытые агроэкосистемы и природные экосистемы». Бесспорно, методы генетической инженерии значительно расширяют возможности управления наследственностью и изменчивостью сельскохозяйственных культур. Однако при этом они всегда будут оставаться лишь дополнительным, но не замещающим фактором в арсенале адаптивной системы селекции растений.