Из истории новых методов селекции.

Во второй половине XIX в. Немецкий ученый Герман Гельрих 20 сентября 1886 г. сделал в Берлине, в Обществе немецких естествоиспытателей и врачей, доклад «В какой форме азот доступен для растений». Результаты его экспериментов доказывают участие в фиксации азота микроорганизмов.

Правда, это открытие не стало для ученых большой неожиданностью, оно уже было подготовлено ходом науки, – идея, что называется, носилась в воздухе. Гельриху просто посчастливилось первому доказать то, что большинство ученых уже давно предполагали.

Через два года, в 1888 г., знаменитый голландский бактериолог М.Бейеринк, смог выделить и вырастить чистую культуру азотфиксирующих бактерий. Позднее, по предложению Б.Франка, они получили название Rhizobium (1889 г.).

Еще через два года (1890) А. Празмовский показал, что эта культура удовлетворяет постулатам Роберта Коха о паразитических бактериях. Он вырастил растения гороха на стерильной почве, оказалось, что при таком выращивании клубеньков у них не образуется. Потом ученый заразил выросший без клубеньков горох чистой культурой Rhizobium leguminozarum и наблюдал, как после этого на корнях растений развиваются клубеньки. Из этих клубеньков Празмовский повторно выделил бактерии, которые оказались все теми же Rhizobium leguminozarum.

Однако, несмотря на бурное и многообещающее начало, новые идеи в этой области очень скоро перестали появляться

Однако именно этот «застой» вынудил ученых обратить внимание на «менее интересные» факты: а именно, на другие случаи опухолеобразования у растений, например на известные ботаникам корончатые галлы. Многие виды галлов вызываются насекомыми-паразитами, но корончатые галлы возникали явно без их участия. Первыми их исследователями были американский фитопатолог Э.Смит и датский ветеринар К.Енсен. Причем, последний заинтересовался корончатыми галлами, изучая образование опухолей у животных (растения служили ему моделью). Енсен показал, что опухоль у свеклы может возникнуть, если заразить растение чистой культурой Agrobacterium tumefaciens. Смиту и его сотруднику Гаунсенду удалось показать то же самое для хризантемы.

Таким образом, был найден еще один интересный случай заражения растений бактериями, причем эти бактерии относились уже к другому роду, а растения были не бобовыми. И хотя при этом на растении также возникало разрастание тканей, на симбиоз бобовых с Rhizobium это явно не походило. Ученые переключились на эксперименты с бактериями – нужно было понять, чем они отличаются друг от друга.

Ключом к решению проблемы стало обнаружение в 1974 г. у агробактерий плазмид – небольших кольцевых молекул ДНК. Это открытие было сделано Генте в лаборатории Дж.Шелла.

Открытием плазмид у агробактерий заинтересовались многочисленные коллективы молекулярных генетиков, началась настоящая гонка научных исследований – тогда-то и стала обрисовываться перспектива разработки метода получения трансгенных растений. Узкая научная тропинка вывела на широкую дорогу открытий – почти каждое новое исследование шаг за шагом продвигало вперед решение старой проблемы.

В 1978 г. разные группы ученых (под руководством Тампе и Пти во Франции, М. ван Монтегю в Бельгии, Шелла и Холстера в Германии) описали способность Тi-плазмиды (Ti – от tumor-inducing, индуцирующие опухоль) передаваться от одной бактерии к другой путем конъюгации. Причем вызывали эту передачу плазмиды знакомые нам опины.

Выяснилось, что бактерии действительно «заставляют» клетки растений синтезировать опины. Самому растению они, как уже было сказано, не нужны, использовать их они не могут, поскольку у них нет нужных для этого ферментов. Зато такие ферменты имеются у бактерий, заразивших растение, – после этого им уже не надо тратить энергию на добычу пропитания, опухоль больного растения поставляет им пищу в избытке. Это и была разгадка роли опинов.