Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки)

Аналізуються проблеми, які постають сьогодні перед біологічною наукою у галузі рослинництва. Зростаю чий дефіцит природних та антропогенних ресурсів, підвищені вимоги до якості рослинницької продукції спонукають до розвитку біотехнологій та генетичної інженерії, створення нових поколінь сортів...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2006
Автори:	Блюм, Я., Сиволап, Ю., Созінов, О.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2006
Теми:	Статті та огляди
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2129
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки) / Я. Блюм, Ю. Сиволап, О. Созінов // Вісн. НАН України. — 2006. — N 3. — С. 21-31. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-2129
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-21292025-02-09T20:54:15Z Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки) THE NEW WAVE OF «GREEN REVOLUTION» The prospects of molecular biotechnology and genomics achievements application in Ukraine Блюм, Я. Сиволап, Ю. Созінов, О. Статті та огляди Аналізуються проблеми, які постають сьогодні перед біологічною наукою у галузі рослинництва. Зростаю чий дефіцит природних та антропогенних ресурсів, підвищені вимоги до якості рослинницької продукції спонукають до розвитку біотехнологій та генетичної інженерії, створення нових поколінь сортів. Конструю вання нових генотипів із заданими можливостями дало змогу отримати трансгенні рослини, тобто генетично модифіковані організми, які дедалі більше змінюють практику світового сільськогосподарського виробниц тва. Окреслюються напрями для розробки національ ної стратегії розвитку біотехнології рослин, селекції та забезпечення біобезпеки трансгенних сільськогоспо дарських культур. The problems that arise in front of biological science in the field of vegetation are analyzed. Growing deficiency of natural and anthropogenic resources, high requirements to vegetation product quality urge to development of biotechnologies and genetic engineering, creation of new sort generations. New genotypes engineering with predetermined characteristics has given an opportunity to get transgenetic plants that are genetically modified organisms that more and more change the world farming industry practice. The trends for elaboration of the national strategy of plant biotechnology development, selection and provision for biosecurity of transgenetic crops are outlined. 2006 Article Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки) / Я. Блюм, Ю. Сиволап, О. Созінов // Вісн. НАН України. — 2006. — N 3. — С. 21-31. — укр. 0372-6436 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2129 uk application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Статті та огляди Статті та огляди
spellingShingle	Статті та огляди Статті та огляди Блюм, Я. Сиволап, Ю. Созінов, О. Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки)
description	Аналізуються проблеми, які постають сьогодні перед біологічною наукою у галузі рослинництва. Зростаю чий дефіцит природних та антропогенних ресурсів, підвищені вимоги до якості рослинницької продукції спонукають до розвитку біотехнологій та генетичної інженерії, створення нових поколінь сортів. Конструю вання нових генотипів із заданими можливостями дало змогу отримати трансгенні рослини, тобто генетично модифіковані організми, які дедалі більше змінюють практику світового сільськогосподарського виробниц тва. Окреслюються напрями для розробки національ ної стратегії розвитку біотехнології рослин, селекції та забезпечення біобезпеки трансгенних сільськогоспо дарських культур.
format	Article
author	Блюм, Я. Сиволап, Ю. Созінов, О.
author_facet	Блюм, Я. Сиволап, Ю. Созінов, О.
author_sort	Блюм, Я.
title	Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки)
title_short	Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки)
title_full	Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки)
title_fullStr	Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки)
title_full_unstemmed	Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки)
title_sort	нова хвиля "зеленої революції" (перспективи застосування в україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки)
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2006
topic_facet	Статті та огляди
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2129
citation_txt	Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки) / Я. Блюм, Ю. Сиволап, О. Созінов // Вісн. НАН України. — 2006. — N 3. — С. 21-31. — укр.
work_keys_str_mv	AT blûmâ novahvilâzelenoírevolûcííperspektivizastosuvannâvukraínídosâgnenʹmolekulârnoíbíotehnologíítagenomíki AT sivolapû novahvilâzelenoírevolûcííperspektivizastosuvannâvukraínídosâgnenʹmolekulârnoíbíotehnologíítagenomíki AT sozínovo novahvilâzelenoírevolûcííperspektivizastosuvannâvukraínídosâgnenʹmolekulârnoíbíotehnologíítagenomíki AT blûmâ thenewwaveofgreenrevolutiontheprospectsofmolecularbiotechnologyandgenomicsachievementsapplicationinukraine AT sivolapû thenewwaveofgreenrevolutiontheprospectsofmolecularbiotechnologyandgenomicsachievementsapplicationinukraine AT sozínovo thenewwaveofgreenrevolutiontheprospectsofmolecularbiotechnologyandgenomicsachievementsapplicationinukraine
first_indexed	2025-11-30T16:45:10Z
last_indexed	2025-11-30T16:45:10Z
_version_	1850234492640296960
fulltext	ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 3 21 СТАТТI ТА ОГЛЯДИ © БЛЮМ Ярослав Борисович. Член�кореспондент НАН України. Заступник директора Інституту клітинної біології та генетичної інженерії НАН України. Заступник академіка�секретаря Відділення загальної біології НАН України (Київ). СИВОЛАП Юрій Михайлович. Академік УААН. Директор Південного біотехнологічного центру в рослинництві УАНН і МОН України (Одеса). РУДИЙ Роман Богданович. Кандидат хімічних наук. Учений секретар Сектору хімічних і біологічних наук Президії НАН України (Київ). СОЗІНОВ Олексій Олексійович. Академік НАН України та УААН. Радник Президії НАН України (Київ). 2006. Кінець ХХ і початок ХХІ ст. ознаменувалися розвитком сучасних біотехнологій, які базуються на досягненнях молекулярної генетики, зокрема генетичної інже� нерії, а тепер уже і геноміки та біоінформатики. Технології рекомбінантних ДНК, запроваджені на перших порах у фармакологічній індустрії, сьогодні широко використовуються у сільському господарстві для створення генетично моди� фікованих рослин. Разом з тим активне застосування молекулярних маркерів, складання молекулярно�генетичних карт геномів найважливіших сільсько� господарських культур, розвиток методів клітинної біології відкрили якісно нові перспективи фактичного конструювання нових сортів, упровадження у рос� линництво інших досягнень генетики, біотехнології, геноміки та генетичної інже� нерії. Чи може Україна стати перспективним ринком для інвестицій іноземних біотехнологічних компаній? Що треба зробити для ефективного використання вітчизняного наукового потенціалу у сфері біотехнології? Розмірковуючи над цими питаннями, автори формулюють конкретні пропозиції для розробки на� ціональної стратегії розвитку біотехнології рослин та біобезпеки. Грунтовний аналіз світового й вітчизняно� го досвіду засвідчує, що серед найваж� ливіших факторів зростання ефективності аг� ропромислового виробництва провідне місце належить створенню і впровадженню нового Я. БЛЮМ, Ю. СИВОЛАП, Р. РУДИЙ, О. СОЗІНОВ НОВА ХВИЛЯ «ЗЕЛЕНОЇ РЕВОЛЮЦІЇ» Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки покоління сортів рослин. Сорт — це концен� трація досягнень біологічної науки у прак� тиці рослинництва. Він являє собою унікаль� ний засіб виробництва, який внаслідок зак� ладених у ньому генетичних властивостей ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 322 протягом тривалого часу забезпечує вищу продуктивність, якість, екологічну безпеч� ність фактично без додаткових витрат енер� гетичних та інших ресурсів. Саме створення нових поколінь сортів ініціювало «зелені ре� волюції», що сприяли значному підвищенню виробництва зерна у світі. Прискорення ство� рення нового покоління сортів набуває особ� ливого значення за умов зростаючого дефіци� ту природних й антропогенних ресурсів, ви� щих вимог до якості продукції, екологічності виробництва, а також через глобальні зміни клімату. Доведено, що витрати зі створення нового сорту відшкодовуються у виробництві у співвідношенні 1:20; 1:50. Наразі перед селекцією відкриваються якісно нові можливості, особливо завдяки бурхливому розвитку в останній чверті сто� ліття біологічної науки та її нових гілок: мо� лекулярної генетики, біотехнології, генетич� ної інженерії, геноміки, біоінформатики, культури ізольованих тканин й органів тощо. За допомогою культури ізольованих клітин, тканин та органів стало можливим розши� рення генетичної бази культурних видів рос� лин, а також скорочення терміну отримання нових сортів шляхом перенесення ідентифі� кованих генів чи їхньої сукупності до ство� рюваних сортів методами генетичної інже� нерії. Фактично стало можливим розпочати кон� струювання нових генотипів із заданими властивостями, впровадження яких може іс� тотно змінити ситуацію у сфері аграрного виробництва, зокрема біоенергетики, реме� діації та утилізації екологічно небезпечних відходів. Головними напрямами у розв’язанні цих завдань є створення трансгенних рослин і застосування у селекції молекулярно�гене� тичних маркерів з метою поєднання у перс� пективі потенціалу структурної та функціо� нальної геноміки з можливостями генетич� ної інженерії. Слід зазначити, що генетична інженерія з низки причин, зокрема спротиву окремих виробників хімічних засобів захисту рослин, а також радикальних «зелених», викликає не� гативну реакцію у населення багатьох країн. Так, в Україні під впливом деяких політиків і журналістів роботи з генетичної інженерії та використання трансгенних рослин були практично згорнуті, розірвано зв’язки з про� відними біотехнологічними компаніями сві� ту, загальмовано прийняття законів і норма� тивних актів з біобезпеки і т. п. Водночас генетична інженерія рослин з та� кою швидкістю змінила практику світового сільськогосподарського виробництва, що з великою упевненістю можна говорити про нову «зелену революцію». За останнє деся� тиліття, яке минуло від часу появи перших генетично модифікованих комерційних рос� лин, ці сорти активно поширювались у 17 країнах світу. Нині площа їхніх посівів пере� вищує 81 млн га, що становить близько 5% усі� єї оброблюваної землі планети (1,5 млрд га). Лише за 2004 р. приріст цих площ досяг 20%, а вартість генетично модифікованої сіль� ськогосподарської продукції — 44 млрд дол. США. Лідерами виробництва трансгенних культур стали основні експортери сільсько� господарської продукції, %: США (59), Ар� гентина (20), Бразилія (6), Канада (6). До цієї групи стрімко наближається Китай (5%). Останніми роками ставлення до генетично модифікованих організмів (ГМО) у Західній і Центральній Європі почало істотно зміню� ватися. Тут ГМО вирощують Іспанія, Швей� царія, Румунія, Болгарія. Росія активно спів� працює з біотехнологічною індустрією у створенні генетично модифікованих сортів, а також розвиває власний потенціал у цьому напрямі. Розповсюдження генетично модифікова� них культур відбувається здебільшого за ра� хунок ГМО першого покоління, тобто з пе� ренесеними ознаками стійкості проти гербі� цидів, комах та вірусів. Основними ГМ культурами є соя, кукурудза, бавовник, ріпак. Але нині вже створено якісно нові ГМО, ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 3 23 ефективніші та безпечніші. Все це дає підста� ви для кардинальної зміни ставлення до ство� рення, випробування і впровадження транс� генних рослин в Україні на державному рівні. Застосування молекулярних маркерів дає можливість значно прискорити процес ство� рення нових сортів й істотно підвищити його ефективність. Нині у багатьох зарубіжних уні� верситетах і компаніях активно визначають молекулярні маркери важливих господар� сько цінних ознак рослин, зокрема продук� тивності, стійкості проти хвороб, шкідників, несприятливих факторів навколишнього се� редовища та ін. Почали використовувати ці маркери в селекційному процесі і в Україні. Попри всі негаразди, доречно нагадати, що Україна не є новачком у галузі створення трансгенних рослин. Основи генетичної інже� нерії рослин були закладені в установах НАН України та ВАСГНІЛ (Одеському селекцій� но�генетичному інституті) ще в 70�ті роки минулого століття. Власне ці витоки і визна� чили інтенсивний розвиток в Україні гене� тичної інженерії рослин у середині 80�х років, в результаті чого було засновано Інститут клітинної біології та генетичної інженерії (1990). Цей напрям розвивався і в окремих лабораторіях академічних інститутів — фізіо� логії рослин і генетики, молекулярної біоло� гії та генетики, біоорганічної хімії та наф� тохімії. Співробітниками Інституту клітин� ної біології та генетичної інженерії НАН України разом із московськими колегами були створені перші трансгенні рослини в колишньому СРСР (наприклад, картопля, стійка проти вірусних захворювань) з метою реалізації на практиці. І хоча сьогодні практичні роботи з випро� бування та впровадження трансгенних рос� лин в Україні призупинені, а заяви про важ� ливість їх створення для сільського господар� ства часто суто декларативні, слід відзначити, що в наукових установах НАН України та УААН здійснюються фундаментальні та при� кладні дослідження у галузі застосування генетичної інженерії та молекулярних мар� керів, які мають істотне значення для розвит� ку АПК України. Так, в Інституті клітинної біології та гене� тичної інженерії НАН України широко за� стосовують методи опосередкованої транс� формації агробактеріями важливих видів сільськогосподарських рослин, розробляють і впроваджують методи біолістичної транс� формації і трансформації хлоропластів. От� римано мутанти рослин, з яких ізолюють гени, відповідальні за стійкість/чутливість проти гербіцидів та фунгіцидів, на основі чо� го створюють лінії стійких рослин. Розроб� лено нові маркерні системи для селекції транс� формованих ліній рослин, а також основи отримання рекомбінантних білків шляхом транзієнтної експресії в рослинах, упровад� жено методи молекулярно�генетичного ана� лізу рослин та продуктів їхньої переробки на вміст у них чужинної ДНК. Водночас роботи у цих напрямах розвива� ються і в інститутах молекулярної біології і генетики, фізіології рослин та генетики, біо� органічної хімії та нафтохімії НАН України. В Інституті молекулярної біології і генетики розроблено методики отримання клітинних штамів—продуцентів низки біологічно ак� тивних речовин, проведено молекулярно�ге� нетичний аналіз ДНК з ліній кукурудзи, різ� ко відмінних за регенераційними властивос� тями, перевірено стабільність ознак стійкості до комплексу стресових факторів в одержа� них калюсних ліній та рослин�генерантів. В Інституті фізіології рослин та генетики за допомогою методів селекції in vitro отрима� но клітинні лінії та рослини�регенеранти бу� ряків, стійких до комплексу стресових факто� рів навколишнього середовища. В Інституті біоорганічної хімії та нафтохімії практи� кується використання потатинового та світ� лочутливого промоторів для трансформації рослин. Крім того, в установах НАН України вже отримано трансгенні рослини цукрового бу� ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 324 ряку, картоплі, тютюну, ріпаку, капусти, лю� церни, сої, гороху, льону, ячменю, дагуси (Інститут клітинної біології та генетичної ін� женерії), сої, гречки (Інститут фізіології рос� лин і генетики), тютюну, картоплі (Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії) на основі сортів вітчизняної селекції. На нинішньому етапі роботи науковців НАН України коор� динуються у рамках програми фундамен� тальних досліджень «Генетична та клітинна інженерія як основа «зеленої революції» у рослинництві» (2002—2006 ). Методи молекулярно�генетичного аналізу рослин успішно розвиваються також в УААН відповідно до Державної програми «Сіль� ськогосподарська біотехнологія 2001—2005». У Південному біотехнологічному центрі (ПБЦ) у рослинництві УААН та МОН Украї� ни розроблені та впроваджені методи аналі� зу молекулярно�генетичного поліморфізму в генетиці, селекції й насінництві, система іден� тифікації зареєстрованих в Україні сортів, лі� ній, гібридів пшениці, ячменю, кукурудзи за даними мікросателітного аналізу, створені каталоги алельних характеристик за мікро� сателітними локусами сортів, ліній та гіб� ридів найважливіших сільськогосподарських культур. Досліджено молекулярно�генетичні особливості інтрогресії генетичного матеріалу від Aegilops cylindrica у пшеницю, внаслідок чого до її геному внесені нові гени стійкості проти грибних захворювань. Для використан� ня у селекційному процесі визначено від� повідні молекулярні маркери. За допомогою полімеразної ланцюгової реакції опрацьована детекція алелів генів ріnA та pinB, що конт� ролюють якісний показник зерна м’якої пше� ниці — твердозернистість. Здійснено мікро� сателітний аналіз сортів пшениці завдяки маркерам, зчепленим із QTL, які визначають високий вміст білка. Укладено довгострокову угоду між Півден� ним біотехнологічним центром у рослин� ництві УААН та МОН України й Селекцій� но�генетичним інститутом — Національним центром насіннєзнавства та сортовивчення УААН з упровадження молекулярно�гене� тичних методів для прогнозування гетерози� су, добору за локусами кількісних ознак і створення на їхній основі нових високопро� дуктивних ліній і гібридів кукурудзи та сортів пшениці. В Інституті цукрових буряків УААН отри� мано трансгенні вітчизняні гібридні лінії стійких проти гербіцидів цукрових буряків із використанням вихідних батьківських трансгенних форм буряку компаній KWS (Німеччина) та Syngenta (Швейцарія). За активної участі науковців НАН Украї� ни та УААН розроблена Державна науково� технічна програма «Біотехнологія рослин і біобезпека» (2002–2006). У рамках проектів цієї програми вже здійснено генно�інженер� ну трансформацію і селекцію злаків на основі використання селективних маркерних касет з геном мутантного тубуліну, стійкого до ди� нітроанілінів, та отримано стійкі до цього класу гербіцидів трансгенні рослини, роз� роблено біотехнологічні засади отримання рекомбінантних фармакологічно цінних білків — альфа�інтерферону та соматотропі� ну (гормону росту) людини шляхом транзі� єнтної експресії у рослинах. Завершено також створення робочої методики трансформації картоплі вітчизняних сортів геном стійкості проти колорадського жука, проаналізовано ефективність застосування синтезованих ол� ігонуклеотидних праймерів для тестування ГМ рослин та продуктів харчування на вміст продуктів їхньої переробки тощо. Науковці двох академій розробили десят� ки нових біотехнологій, які вже впроваджені або готові до цього. Так, дослідниками Інсти� туту клітинної біології та генетичної інже� нерії НАН України у співпраці з фахівцями з Інституту картоплярства УААН створено і впроваджено перший біотехнологічний сорт картоплі «Зарево», а у співдії із селекціонера� ми Національного аграрного університету — сорт ріпаку «Клеточный» на основі сомакло� ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 3 25 нальної варіабельності. Нині ж у цьому інсти� туті завдяки використанню безпромоторно� го гена створено трансгенні рослини цукро� вого буряку ліній�запилювачів О�типу зі стійкістю проти гербіцидів. У 2003 р. сорти ярого ячменю Одеський 115 і Прерія, отрима� ні з використанням культури in vitro селек� ціонерами СГІ і фахівцями, які нині працю� ють у ПБЦ, займали в Україні 600 тис. га. Південним біотехнологічним центром роз� роблена технологія і видано науково�мето� дичне керівництво з генетичного поліпшен� ня популяцій кукурудзи шляхом добору за ДНК�маркерами локусів кількісних ознак. Слід зазначити, що ці новаторські розробки виконані за надзвичайно низького рівня фі� нансування. Значна робота здійснюється вченими НАН України та УААН і в галузі безпечного вико� ристання продукції генетичної інженерії. Ро� бочою групою під керівництвом фахівців НАН України запропоновано проект Закону України «Про державну систему біобезпеки при створенні, випробуванні та практично� му використанні генетично модифікованих організмів», прийнятого Верховною Радою України у першому читанні. Вчені НАН Ук� раїни беруть активну участь у розробці за� ходів щодо подальшої імплементації Карта� хенського протоколу на міжнародному рівні. В Інституті клітинної біології та генетичної інженерії НАН України та Інституті цукро� вих буряків УААН упродовж останніх років успішно розвиваються дослідження з про� блеми вертикального перенесення чужинних генів від трансгенних рослин до їхніх диких родичів (ріпак, цукровий буряк, льон). Інсти� тутом клітинної біології та генетичної інже� нерії й Інститутом харчової хімії і технології НАН України розроблено та впроваджено у практику методики детекції ГМ матеріалу у продуктах харчування, на основі яких завер� шується розробка ДСТУ. Установи НАН України та УААН співпра� цюють з вищими навчальними закладами у галузі генетичної інженерії та молекулярних маркерів. Так, на базі Інституту клітинної біо� логії та генетичної інженерії НАН України успішно функціонує міжкафедральна філія клітинної біології та генетичної інженерії при біологічному факультеті Київського націо� нального університету ім. Тараса Шевченка. В Національному аграрному університеті України створено Навчально�науковий ін� ститут охорони природи і біотехнологій, ка� федри молекулярної генетики та біобезпеки, екобіотехнології та біорізноманіття, де ви� кладають фахівці обох академій. У ПБЦ від 1988 р. результативно працює філія кафедри молекулярної біології і генетики Одеського національного університету ім. І.І. Мечнико� ва. І хоча значна частина фахівців у галузі біо� технології рослин виїхала з України на робо� ту за кордон (зокрема й у біотехнологічних компаніях), у країні ще зберігається критич� ний потенціал для підтримання належного рівня знань і технологій у цій галузі, а також їхньої практичної реалізації. Отож, можна стверджувати, що коли ук� раїнські селекціонери не матимуть безпосе� редньої можливості використовувати зазна� чені високі технології і потенціал нашої фун� даментальної науки, через короткий відрізок часу вітчизняні сорти стануть не конкурен� тоспроможними, і аграрне виробництво буде змушене завозити з�за кордону насін� нєвий матеріал, що, з одного боку, потребу� ватиме значних валютних коштів, а з друго� го — істотно посилиться нестабільність ви� робництва. Таким чином, фахівці НАН України та УААН вважають за доцільне поставити перед урядом питання про необхідність розвитку біотехнології рослин як державного пріори� тету. Цей напрям акумулює багаторічні на� працювання вітчизняних учених і має перс� пективи широкого застосування у майбутньо� му. Однак подальші дослідження у галузі генетичної інженерії та молекулярних мар� керів потребують значного й адекватного за� ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 326 питам сьогодення розширення їх науково� організаційного, матеріального та новітньо� го інфраструктурного забезпечення. Необхідно визнати пріоритетними дослі� дження з молекулярної генетики та молеку� лярної біотехнології рослин з урахуванням передових досягнень цієї дисципліни. По� требують розширення та поглиблення фун� даментальні дослідження у галузі геноміки, протеоміки рослин та біоінформатики, зок� рема розвиток молекулярно�генетичних ме� тодів аналізу геномів рослин, маркування кількісних ознак, ізолювання та клонуван� ня нових генів рослин, створення біоін� формаційних баз даних і генетичних конст� рукцій, картування їхніх хромосом з метою подальшого використання у клітинно� та генно�інженерних розробках і селекційному процесі. Слід докорінно поліпшити створення ме� тодами генетичної інженерії нових форм рослин для потреб сільського господарства України, систему їх випробовувань та впро� вадження, а також використання потенціа� лу біотехнології рослин для збереження біо� різноманіття, запобігання фіторемедіації та біодеградації. Необхідним елементом роз� витку на цьому шляху є створення держав� ної системи підтримки трансферу техно� логій, співпраці державного та приватного секторів. Уже перші кроки у використанні ГМ рос� лин могли б інтенсифікувати економічний розвиток України, насамперед шляхом під� вищення ефективності сільськогосподар� ського виробництва. Хибним вважається твердження, що ми вирощуємо достатньо сільськогосподарської продукції і високої якості. Врожайність основних культур (пшениця, жито, кукурудза, картопля, цук� ровий буряк) в Україні у 2–3,5 раза нижча, ніж у розвинених країнах Європи. В пере� важній більшості наші сорти рослин не кон� курентоспроможні на світовому ринку, ос� кільки не відповідають його вимогам, а на� сіннєвий (посадковий) матеріал не може експортуватися через те, що не сертифіко� ваний за міжнародними стандартами. Використання нових технологій має низ� ку й інших переваг. Захист рослин від комах� шкідників, так само, як і від бур’янів, шляхом створення відповідних трансгенних форм є екологічно більш чистим способом, аніж за� стосування традиційних засобів (пестициди й гербіциди), а також значно збільшує дохо� ди виробників. Наочно це можна проілюст� рувати на прикладі сої, кукурудзи і бавовни у США, рапсу в Канаді, кукурудзи у Франції, Іспанії і Швейцарії, сої та картоплі в Румунії. Вирощування трансгенних олійних культур (рапсу, а згодом і соняшнику) зі зміненим складом жирних кислот збільшує вартість виробленої продукції (олії) у 1,5–2 рази. Зміна складу білків й інших компонентів (соя, у перспективі й горох) поліпшить якість кормового й харчового білка, що особливо важливо в умовах Європи. Використання трансгенних рослин дає змогу також значно подовжити період зберігання овочевої про� дукції. Отже, змінюється технологічний лан� цюжок переробки (знімаєтья проблема тер� міновості), скорочуються обсяги ведення овочівництва у закритому ґрунті (зимовий час), знижуються втрати під час зберігання цієї продукції (завдяки стійкості проти бак� теріальних і грибних захворювань). Варто враховувати й те, що використання біотехнології рослин в остаточному підсумку має докорінно трансформувати процеси одер� жання сировини для багатьох галузей вироб� ництва, де на зміну корисним копалинам прийдуть поновлювані ресурси (включаючи біопаливо і біомасу для водневої енергетики). Сприяти розв’язанню цих питань може створення державної науково�технічної про� грами, яка допомогла б об’єднати зусилля вчених двох академій для: • дослідження молекулярної структури й мінливості геномів сільськогосподарських рослин; ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 3 27 • створення і вдосконалення молекулярно� генетичних карт геномів сільськогоспо� дарських рослин; • створення генетичних конструкцій, що містять агрономічно важливі гени поліп� шеної якості продукції, стійкості проти гербіцидів, шкідників, вірусних та грибних захворювань; • одержання нових сортів сільськогосподар� ських рослин з підвищеною стійкістю до несприятливих умов навколишнього сере� довища (посухо�, морозо�, солестійкість тощо); • розробки і впровадження супутніх методів біотехнології рослин (клітинна селекція генотипів сільськогосподарських культур, стійких проти патогенів та їхніх токсинів); • створення програми збереження природ� них екосистем, а також генофонду вітчиз� няних генотипів найважливіших видів сільськогосподарських рослин та їхніх ди� ких родичів — донорів агрономічно важли� вих ознак при впровадженні у сільськогос� подарське виробництво ГМ рослин. Прикро констатувати, але у багатомільярд� ному потоці світової інвестиційної актив� ності, який супроводжує практичне викори� стання цих технологій, роль України є зовсім незначною. Водночас їхнє застосування — неодмінна умова розвитку нашої держави як потужного самостійного гравця на ринку аг� ропромислової продукції. Більше того, у світі склалась унікальна ситуація, коли Україна змогла б залучити чималі інвестиції у розви� ток рослинних біотехнологій, попри всі про� блеми, що гальмують такі інвестиції в інші галузі народного господарства. Ось аргумен� ти на користь цієї тези. • У світі реально з’явилися настільки якіс� но нові та ефективні розробки в галузі ге� нетичної інженерії рослин, що перші з них уже досягли комерційного успіху за ней� мовірно короткий час. • Нині ці технології активно впроваджують країни Американського континенту, де продукти рослинництва дають великі при� бутки, та Китай, який розв’язує проблему самозабезпечення продовольством. • Хоча в країнах Західної Європи виникла достатньо стійка опозиція (на рівні націо� нальних урядів та громадськості) вирощу� ванню трансгенних рослин, однак ЄС не може відмовитися від імпорту ГМ продук� тів. Так, Європа лише на 27% покриває свої потреби у білку, а іншу частину завозять із США, Аргентини та Бразилії у вигляді трансгенних соєвих бобів. Окрім того, ви� рощування більшості сільськогосподар� ських культур на європейському конти� ненті є дотаційним. Це збільшує обсяг про� дукції, не впливаючи на її якість, а тому така тенденція не може зберігатись у майбут� ньому. • Провідні світові біотехнологічні компанії зацікавлені у вирощуванні в Європі транс� генних рослин на значно більших площах, що, зрештою, має переконати європейців в економічній, екологічній та етичній доціль� ності не лише споживання ГМ продуктів, а й їх створення та вирощування. • Україна поки що не є членом Європейсько� го Союзу, а це — тимчасова перевага з точ� ки зору відсутності обмежень у розвитку сільськогосподарського виробництва, яку слід якнайшвидше використати. • Потенційно Україна — одна з небагатьох європейських держав, де за умови застосу� вання нових високих біотехнологій рос� линництво могло б стати прибутковим, екологічно безпечним і задовольняти по� треби населення у високоякісних харчових продуктах та сировині, зокрема для біо� енергетики, важливість якої в енергозабез� печенні швидко зростає. Крім того, засто� сування трансгенних рослин допомагає протидіяти розповсюдженню бур’янів, яке вже набуває обрисів національної катаст� рофи. Отже, проведення політики активного сприяння вирощуванню генетично модифі� ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 328 кованих сортів рослин в Україні, враховую� чи її високий аграрний потенціал, може ре� ально зацікавити найбільші біотехнологічні компанії світу в інвестиціях у наш аграрний сектор. Ключовим моментом для залучення таких інвестицій є не тільки зростання фінансування на розробку і впровадження біотехнологій, а й затвердження комплексу заходів і публічна декларація на державно� му рівні пріоритету розвитку біотехнології рослин. Це такі заходи: • прийняття і подальше вдосконалення за� конодавства щодо регулювання цієї сфери діяльності; • прозора система реєстрації ГМО і видачі дозволів на польові випробування транс� генних рослин, обмеження випробувань рослин двома–трьома роками (що достат� ньо за нашими нормами для оцінки пере� ваг нового сорту); • розв’язання проблеми захисту інтелекту� альної власності у цій галузі та трансферу технологій. Першочерговим є прийняття Закону Ук� раїни «Про державну систему біобезпеки при створенні, випробуванні та практично� му використанні генетично модифікованих організмів». До речі, зазначимо, що з ко� лишніх республік Радянського Союзу ана� логічний закон уже прийняли Росія, Мол� дова, а в Білорусі підготовлено відповідний проект. В Естонії від 1999 р. діє закон, який регулює сфери обігу ГМО. Внаслідок ско� ординованої державної політики Росії, що базується на неупередженій науковій екс� пертизі й реальній оцінці економічних пріо� ритетів, там уже зареєстровано трансгенну сою, стійку до гербіцидів, і наближається до завершення робота з реєстрації картоплі, стійкої проти колорадського жука (обидва продукти виробництва компанії «Монсан� то», США). З огляду на офіційну реєстра� цію перших трансгенних рослин у Болгарії, й особливо в Румунії, стає очевидним, яке чергове технологічне й економічне відста� вання загрожує Україні у разі невжиття адекватних заходів, хоча перспективи роз� витку аграрного сектору для нашої країни мають бути, безперечно, ще пріоритетні� шими. За офіційними оцінками фахівців сільськогосподарського сектору тільки зав� дяки сприятливим кліматичним і ґрунто� вим умовам Україна могла б стати одним із найпотужніших експортерів елітного, зок� рема трансгенного, насіннєвого матеріалу в Європу, для постачання передусім у Росію, Казахстан, Молдову, Грузію, Узбекистан, які традиційно були ринком збуту украї� нського насіння рослин. За рахунок вико� ристання такого матеріалу можна одержа� ти значні валютні надходження і 10–12% приросту врожайності впродовж перших років. Необхідною умовою також є система захи� сту інтелектуальної власності — розв’язання проблеми патентування ГМО. Все це можна створити на основі вже відпрацьованих схем, які діють у Північній Америці, а тепер впро� ваджуються і в Західній Європі. На відміну від цих країн, у Китаї процвітає піратське створення ГМ рослин, де вони займають знач� ні посівні площі, не підконтрольні зарубіжним експертам і представникам «потерпілих» ком� паній. Цікавим є приклад Бразилії. Тут внаслідок широкого безконтрольного використання фермерами трансгенної сої президент країни був змушений відмовитися від подальшого ігнорування ГМ рослин та офіційно схвали� ти вирощування такої продукції у країні. Це зразу вивело Бразилію на одне з перших місць у світі з культивування ГМ рослин. Слід зауважити, що ситуація в Україні бага� то в чому подібна: за неофіційними оцінка� ми у 2005 р. ми мали значні площі посівів ГМ сої, у гібридних лініях кукурудзи тестується до 4% ГМ�матеріалу і ввозиться велика кількість насіннєвого матеріалу генетично модифікованого ріпаку. ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 3 29 В України поки ще є унікальний шанс — можливість швидко впроваджувати нові під� ходи, які зовсім недавно запропонувала світова наука і які пройшли випробування на полях країн�лідерів, насамперед США й Ка� нади. Досвід країн, що долали економічні кризи і ввійшли до групи розвинених держав, засвідчує правильність такого шляху. Упо� вільнення в промисловому використанні цих технологій у ряді країн Західної Європи дає можливість Україні привернути увагу та за� лучити інвестиції великих біотехнологічних компаній, які внаслідок недалекоглядної віт� чизняної політики сьогодні категорично відмовляються розглядати наш ринок як пер� спективний для впровадження своїх техно� логій і тому не співпрацюють з нашими нау� ковцями. Не торкаючись усіх аспектів безпеки засто� сування трансгенних рослин (це питання за� слуговує на окремий розгляд), слід відзначи� ти, що нині немає фактів і наукових доказів сто� совно потенційної небезпеки або, тим паче — вже виявленої шкідливості ГМО, використовува� них у сільському господарстві. Звичайно, при цьому варто враховувати, що генетична інже� нерія є потужною сучасною технологією, яка дає змогу ввести в рослинний організм будь� які гени, у тому числі й такі, що кодують син� тез токсичних білків (наприклад, нейро� токсини і т.п.). Однак можливості самої тех� нології не можна використати як критерій для оцінки генетично модифікованих рослин, створених з метою поліпшення якості сільсько� господарської продукції і біологічних власти� востей рослин. Будь�яку високу технологію можна використати в діаметрально про� тилежних цілях. Тому в цивілізованій дер� жаві мають вести мову не про заборону тех� нології, що вже сама по собі формує уперед� жену суспільну думку і спричинює огульне паплюження експертів, а про створення ефективної системи державного та громад� ського контролю за впровадженням цієї тех� нології та напрямами її розвитку. Конкретні питання, що виникають під час експертизи, випробувань і розгляду можли� востей подальшого впровадження трансген� них рослин, як й інших ГМО, мають розв’я� зуватися за умов чіткого розподілу відпові� дальності між зацікавленими міністерствами й відомствами за наявності міжвідомчого екс� пертного органу (яким є Комісія з біобезпеки при МОН України). Він формував би науко� во обґрунтовані критерії безпечного викори� стання генетично модифікованих організмів, механізми регуляції цього процесу і здійснював би первинну оцінку їхнього потенційного ризику з біологічної й екологічної точок зору. Все це має передбачати відповідне законодав� ство України, про що йшлося вище, і з вико� ристанням уже створених у країні елементів національної системи біобезпеки в галузі ГМО. Без змішування цього питання з інши� ми аспектами безпечного використання но� вих технологій у медицині та промислових галузях (типовим прикладом такого змішу� вання понять є створена комісія з біобезпе� ки при РНБОУ). У нас ще недостатній рівень координації в опрацюванні питань розвитку біотехно� логії рослин між зацікавленими академічни� ми установами, міністерствами та відомст� вами. Є нагальна потреба в якомога швид� шій розробці національної стратегії розвитку біотехнології рослин з урахуванням науко� вих досягнень та можливостей інфраструк� тури. Об’єднання зусиль учених УААН і НАН України для виконання спільних зав� дань з розвитку генетичної інженерії та мо� лекулярних маркерів сприятиме створенню і впровадженню новітніх біотехнологій у сільське господарство України. Це виведе на якісно новий рівень вітчизняне сільсько� господарське виробництво, причому за оп� тимальних витрат енергії, природних ре� сурсів і збереження довкілля різко зросте його ефективність. Підсумовуючи, сформулюємо основні про� позиції, реалізація яких потребує об’єднан� 30 ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 3 ня зусиль НАН України, УААН, зацікавлених міністерств, відомств та інших організацій. Сподіваємося, що вони знайдуть підтримку на найвищому державному рівні. • Розроблення національної концепції (стратегії) розвитку біотехнології рослин та біобезпеки спільними зусиллями НАНУ, МОН України, Мінагрополітики, Мінекології та УААН. Кардинальні напрями стратегії: фундаментальні дослідження та науково� технічні розробки; створення законодавчо�нормативної бази для захисту здоров’я людей та навколишньо� го середовища; розробка біотехнологї рослин для стало� го розвитку сільського господарства та біо� енергетики, поліпшення здоров’я населення країни; забезпечення прав інтелектуальної влас� ності у цій сфері; комерціалізація біотехнологій; міжнародна співпраця у галузі біотехно� логії рослин та біобезпеки; формування громадської думки, розвиток екологічної освіти. • Внесення на затвердження Верховною Радою України самостійного напряму «Біо� технологія» як державного пріоритету на 2007–2012 рр. та продовження у його межах функціонування ДНТП «Біотехнологія рос� лин та біобезпека». • Затвердження окремого середньостро� кового інноваційного пріоритетного напря� му загальнодержавного рівня з біотехнології, передбачення його наповнення підрозділами, спрямованими на залучення досягнень біо� технології та молекулярної генетики рослин для розв’язання проблем агропромислового комплексу України. • Якнайшвидше прийняття Закону Украї� ни «Про державну систему біобезпеки при створенні, випробуванні та практичному ви� користанні генетично модифікованих організ� мів», який давно очікує розгляду Верховною Радою України. • Забезпечення координації відомчих інтересів при імплементації Картахенського протоколу з біобезпеки з одночасним збере� женням і розблокуванням уже створеної нор� мативно�правової бази, продовження випро� бування та реєстрації рослин до набуття чин� ності зазначеного Закону України. • Проведення зустрічі на урядовому рівні з представниками біотехнологічних компаній з метою створення умов для залу� чення їхніх інвестицій та продукції на вітчизняний ринок і сприяння розвиткові практичної генетичної інженерії, молеку� лярної генетики та геноміки в НАН Украї� ни та УААН. Обговорення питання про ство� рення цим компаніям середовища для про� зорого та ефективного входження на наш ринок нової продукції з урахуванням ре� зультатів її тестування на біологічну без� печність, харчову придатність і частково — екологічність у тих країнах, чиї стандарти прийнятні для України з погляду рекомен� дацій міжнародних організацій або з якими будуть укладені відповідні двосторонні уго� ди (за умов збереження особливостей націо� нальних екологічних вимог і польових ви� пробувань). • Розробка МОН України пропозицій щодо гармонізації національного законодав� ства з міжнародними нормами і підписання двосторонніх угод (США, Канада, ЄС, Росія тощо) у галузі біобезпеки, зокрема про тех� нічну допомогу та взаємне визнання норм і правил випробувань генетично модифікова� них рослин. • Розгляд фахівцями НАНУ та УААН питання про створення Об’єднаного центру геноміки та біотехнології рослин із закріплен� ням за ним у подальшому статусу технопарку з правом організації спільних венчурних структур, залучення вітчизняного й іноземно� го капіталу для впровадження конкретних розробок та одержання прибутку. • Стимулювання інвестицій зарубіжних компаній у розвиток біотехнологічних роз� ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 3 31 робок за участю українських науковців шляхом підтримки діяльності такого центру. Передача останньому ексклюзивних прав на створення нових ГМ рослин на основі сортів вітчизняної селекції. Законодавче забезпечення відраху� вань (так званого роялті) цьому центру від ви� користання як одержаних у ньому нових рос� лин, так і створених іноземними компаніями трансгенних рослин на базі вітчизняного ма� теріалу для розвитку технологій. • Розробка пропозицій щодо матеріаль� но�технічного забезпечення біоінформатики (доступ до ефективних інструментів для ке� рування масивами геномних даних та їхньої інтерпретації, грід�технології тощо) з метою розвитку біотехнології та геноміки рослин. • Прийняття державної науково�техніч� ної програми «Використання методів гене� тичної інженерії та молекулярної генетики для створення нових продуктів рослинницт� ва та їх безпечного використання». • Підтримка на державному рівні ідеї проведення в Україні у 2006 р. Міжнародної конференції з питань геноміки та біотехно� логії рослин за активної участі фахівців НАНУ та УААН. • Забезпечення Міністерством закордон� них справ України підтримки ініціативи НАНУ щодо створення кафедри геноміки та біотехнології ЮНЕСКО при Інституті клі� тинної біології та генетичної інженерії НАН України. Я. Блюм, Ю. Сиволап, Р. Рудий, О. Созінов НОВА ХВИЛЯ «ЗЕЛЕНОЇ РЕВОЛЮЦІЇ» Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки Р е з ю м е Аналізуються проблеми, які постають сьогодні перед біологічною наукою у галузі рослинництва. Зростаю� чий дефіцит природних та антропогенних ресурсів, підвищені вимоги до якості рослинницької продукції спонукають до розвитку біотехнологій та генетичної інженерії, створення нових поколінь сортів. Конструю� вання нових генотипів із заданими можливостями дало змогу отримати трансгенні рослини, тобто генетично модифіковані організми, які дедалі більше змінюють практику світового сільськогосподарського виробниц� тва. Окреслюються напрями для розробки національ� ної стратегії розвитку біотехнології рослин, селекції та забезпечення біобезпеки трансгенних сільськогоспо� дарських культур. Ya. Blyum, Yu. Syvolap, R. Rudyi, O. Sozinov THE NEW WAVE OF «GREEN REVOLUTION» The prospects of molecular biotechnology and genomics achievements application in Ukraine S u m m a r y The problems that arise in front of biological science in the field of vegetation are analyzed. Growing deficiency of natural and anthropogenic resources, high requirements to vegetation product quality urge to development of biotechnologies and genetic engineering, creation of new sort generations. New genotypes engineering with predetermined characteristics has given an opportunity to get transgenetic plants that are genetically modified organisms that more and more change the world farming industry practice. The trends for elaboration of the national strategy of plant biotechnology development, selection and provision for biosecurity of transgenetic crops are outlined.

Нова хвиля "зеленої революції" (Перспективи застосування в Україні досягнень молекулярної біотехнології та геноміки)

Репозитарії

Схожі ресурси