Розділ 3 З ясування ролі вірусів у біотехнології

У біотехнології віруси і бактеріофаги высупают як одні з головних об'єктів. В даний час існує такий спосіб лікування захворювань, як генна терапія. Для цього в клітини хворого треба доставити певні гени, які виправляють генетичні порушення. При цьому виникає питання – як подолати імунологічний бар'єр клітини. Було вирішено використати для цього віруси. Адже саме вони можуть проникати в клітку і впроваджувати в неї чужорідний генетичний матеріал. Такі корисні віруси називаються векторами, тобто переносниками [63].

Біотехнологія дозволяє отримувати сорти, захищені від певних різновидів вірусів. Шляхом перенесення маленької частки ДНК від вірусу до генетичної структури рослини, дослідники отримують сорти, у яких є імунітет до певних хвороб.

Захищені від хвороб сорти надають сільськогосподарські, економічні переваги фермерам, та не забруднюють навколишнє середовище. Фермери зможуть боротися з комахами, які розповсюджують вірусні хвороби, та, таким чином, захистити свої врожаї. Фермери вирощувати високі врожаї на тій же площі, та зменшувати витрати ресурсів, таких як: робоча сила, добрива, пестициди, насіння та обладнання. Ці переваги дозволяють фермерам обробяты додаткові площі, або збільшувати врожай на одиницю площі і, як наслідок, дозволяє їм збільшити законсервовані площі [61].

Використовуючи біотехнологію, дослідники сьогодні працюють, щоб захистити люцерну, диню мускусний, кукурудзу, огірки, виноград, картоплю, сою, гарбузи і томати від вірусних хвороб, а також перець та томати від грибкових захворювань.

До 80-х рр ХХ сторіччя вчені вже спробували (і дуже вдало) переміщати частинки генетичної інформації, які отримали назву "гени", від одного організму до іншого. Ця можливість переміщати генетичну інформацію відома як генна інженерія, єдиний процес, який використовували у біотехнології. Залишаючись все ще відносно молодою наукою, біотехнологія подає великі надії. Вона надає дослідникам можливість покращувати якісні та кількісні показники сільськогосподарських культур, які захищені природним шляхом від хвороб та комах [61].

Біотехнологія поєднує два напрямки: клітинну і генетичну інженерію. Зі сказаного вище зрозуміло, що в процесі культивування можна здійснювати різні маніпуляції з клітинами і отримувати рослини з новими спадковими властивостями. Тому цей напрямок отримав назву «клітинна інженерія». Генетична інженерія - наука більш молода, датою її народження вважають 1972 рік, коли була створена перша химерна молекула ДНК. Зародження генетичної інженерії йде корінням в розвиток молекулярної генетики, біохімії [61].

Стосовно до сільськогосподарської біотехнології за допомогою методів генетичної інженерії може і повинна бути вирішена задача по створенню нових і поліпшених генотипів рослин і тварин з комплексною стійкістю до найбільш небезпечних патогенів та іншим шкідливим організмам, до абіотичних факторів середовища.

Швидкими темпами відбувається розвиток сільськогосподарської біотехнології в США. Проведено 400 польових випробувань трансгенних вирусоустойчивых рослин. При цьому були відсутні повідомлення про їх негативному впливі на навколишнє середовище. Наведено дані з польових випробувань вирусоустойчивых генотипів буряків, огірків, винограду, дині, вівса, папайї, гороху, перцю солодкого, картоплі, малини, сої, тютюну, томату, кавуна, пшениці із зазначенням генів донора і стійкості до вірусів. Отримано дозвіл федеральної влади США на вирощування у виробничих умовах ряду трансгенних фенотипів цих культур [61].

У статті R. Gotz розглядається стан з генною інженерією у виноградарстві та її перспективи на майбутнє. Відзначається, що противірусної стійкістю винограду займаються робочі групи у Німеччині, Франції, Австрії, Швейцарії, Італії та США. Перевага генної інженерії над класичною селекцією полягає в більшої цілеспрямованості і швидкості, а також меншою витратності і великому наборі генів для маніпулювання. Ведуться також роботи по противогрибной стійкості винограду із застосуванням генної інженерії.

Загальновідомо, що боротьба із вірусними хворобами багатьох сільськогосподарських культур - одна з найбільш актуальних проблем рослинництва у всьому світі, так як з виробництва можуть випадати цінні сорти рослин. Особливо гостро ця проблема стоїть для вегетативно що розмножуються культур [61].

Вірусні хвороби винограду постійно знижують кількість і якість врожаю і є однією з причин ранньої изреженности виноградників. Часто зустрічається на виноградниках і завдає їм значний збиток бактеріальний рак.

Вірусні і бактеріальні хвороби винограду є хронічними і системними, тому вегетативне потомство больны4 кущів виявляється зараженим. Найбільш небезпечна для розмноження - можливість латентного періоду розвитку цих захворювань, коли рослини несуть збудників без зовнішніх симптомів прояви хвороби. Заготівля лози для розмноження від таких кущів призводить до вирощування хворих саджанців.

Основний спосіб захисту від вірусів - використання привентивных заходів. Це отримання здорового посадкового матеріалу і оберігання його від вторинного зараження [61].

Висновок

За результатами проведеного огляду літературних джерел можна зробити наступні висновки:

– одними із найнадійні­ших, найчутливіших і найспецифічніших методів діагностики А-вірусу винограду є серологічні і молекулярно-біологічні. Використання імуноферментного аналізу (ІФА) та полімеразної ланцюгової реакції зі зворотною транскрипцією (ЗТ-ПЛР) уможливлює за короткий термін проведення скринінгу великої кіль­кості зразків та вивчення поширення збудника вірусного захворювань на вино­градниках

– полімеразно-ланцюгова реакція дозволяє не просто ідентифікувати А-вірус винограду, а й оцінити суворість штаму;

– дані методи є більш надійними порівняно з іншими методами, включаючи біотест, метод включень та ін;

– при проведенні філогенетичного аналізу нуклеотидних та амінокислотних послідовностей з використанням методів максимальної парсимонії; попарного внутрішньовидового невиваженого середнього (Unweighted Pair-Group Method Using Arithmetic Averages, UPGMA) – модель Кімури і модель Джукса-Кантората методумаксимальної подібності, нами показано, що канадський ізолят А-вірусу винограду найбільш подібний до ізолятів із США, і найбільш віддалений від ізолятів, які походять з Греції.