Искусственный отбор. Эксперты пояснили, почему фрукты из магазина не пахнут
Наше здоровье во многом зависит от того, что мы едим. А в основании пирамиды здорового питания сразу после зерновых продуктов находятся, как мы помним, овощи и фрукты. Как обстоит дело с качеством современных плодов, и как отразилось на нем потепление климата? Чем генетики помогают селекционерам, и почему магазинные ягоды и фрукты часто похожи на пластик и почти не пахнут, - об этом aif.ru рассказали кандидаты сельскохозяйственных наук, ведущие научные сотрудники ФНЦ имени И. В. Мичурина Роман Исаев и Александр Лыжин.
Геном яблони сегодня является наиболее изученным среди плодовых деревьев. Поэтому о генетике растений мы решили поговорить именно с учеными из наукограда-Мичуринска, откуда пошло много замечательных сортов яблок, которыми наша страна может по праву гордиться.
Уж, что выросло, то выросло
Разрезав яблоко напополам, можно увидеть 5 семенных камер и до 10 семечек. Все они, как близнецы, похожи, но при этом все они - разные (даже в одной камере мы не найдем одинаковых). Соответственно, и потомство от них будет не похожим друг на друга. Но как угадать, из какого семени вырастет что-то ценное, а из какого - нет?
По словам Романа Исаева, классическая селекция занимает годы - надо посеять, подождать пока выведенные плодовые растения взойдут, заплодоносят в полную силу. Конечно, кое-какие выводы селекционеры делают сразу - например, по форме листьев и побегов сразу отбраковывают заведомо неудачные растения. Но все-таки до тех пор, пока не появятся плоды, можно только предполагать, а пока остается лишь ждать, и надеяться на лучшее. Иногда надежды селекционеров оправдываются, иногда - нет. И тогда - всё надо начинать по новой. Поэтому на выведение нового сорта яблок, например - от опыления до регистрации - в среднем уходит 40 лет. Генетика же позволяет сократить этот срок как минимум в 4 раза.
Время дорого
Оценить, на какой именно урожай можно будет рассчитывать от конкретного растения, каких форм, размеров, вкуса и цвета будут его плоды, и насколько устойчивым будет деревце к болезням, сегодня можно уже на первый год жизни яблони. Для этого используются ДНК-технологии. «Мы анализируем особые маркеры в ДНК, которые связаны с генами, определяющими интересующие нас характеристики растения - в том числе, его устойчивость к болезням (например, для яблони - это парша, для груши - бактериальный ожог), урожайность, зимостойкость, вкусовые качества плодов, - говорит ведущий сотрудник лаборатории физиологии устойчивости и геномных технологий Лыжин. - Проще всего выделить ДНК из листа растения, хотя можно это сделать и из любой другой его части». По результатам такого анализа генетики выбирают самое перспективное растение, а остальные можно забраковать, и не терять на них времени, сил и средств.
ДНК-технологии помогают оценить конкретные качества растения. Например, такое важное для нашего садоводства, как зимостойкость. «Если при классической селекции это можно установить только опытным путем, дождавшись сильных морозов, то генетическими методами, зная, какой именно ген отвечает за этот признак, можно получить ответ очень быстро», - рассказывает эксперт.
Станет вкуснее
Благодаря применению ДНК-технологий в современном садоводстве можно не только ускорить выведение новых сортов, но и минимизировать производственные затраты на их создание, уменьшить необходимость применения пестицидов, а также получать более здоровые и качественные плоды. Ведь полезные свойства у фруктов (как и у овощей и ягод), включая вкус и аромат, контролируются конкретными генами. Поэтому генетика помогает создавать плоды более вкусные, ароматные и богатые полезными веществами (витаминами, антоцианами, антиоксидантами, минералами), чем ранее известные сорта.
Современная генетика сильна, но не всемогуща. Ведь, по словам Лыжина, генетический потенциал растения может реализоваться только в подходящих условиях, а если они не будут созданы, то все его прекрасные задатки пропадут зря. Особенно, если речь идет о высокотехнологичных сортах. Поэтому в сельском хозяйстве важен комплекс усилий: сначала их прикладывают генетики и селекционеры, затем продолжают садоводы, а заканчивают те, кто занимается транспортировкой и хранением плодов.
Почему земляника не пахнет
Многие замечали, что российские плоды и ягоды более ароматны, чем импортные. Дело в том, что гены существуют не изолированно, а во взаимодействии друг с другом. Например, отдельные гены, отвечающие за аромат, прочно связаны с теми, что отвечают за плотность. Чтобы, например, вывести более плотную, легко транспортируемую землянику, приходится жертвовать ее запахом. А зимостойкость яблок, например, коррелирует со вкусом, - чем выше у яблони устойчивость к морозам, тем хуже ее плоды на вкус. Иногда эти признаки легко разделить, иногда - нет. Кроме того, если один ген усилить, другой может исчезнуть. Так, например, произошло с ароматом. Правда, сегодня ученые за рубежом активно работают над этим вопросом, и селекция ароматов - очень востребованное и перспективное направление, ведь потребители хотят получать не только вкусные, но и ароматные плоды. Но вернуть утраченное нелегко, еще и потому, что некоторые признаки контролируются не одним геном, а сразу несколькими.
Снова про ГМО
Изменить генетические свойства плодов можно самыми разными способами. Например, классическим способом гибридизации - специально подбирая родительские пары деревьев. Но также можно воздействовать на семена или сами растения термическим или световым способом, рентгеновским излучением. Но бывает, что селекционером является и сама природа - новые сорта появляются из-за спонтанных мутаций в генах плодовых растений, так появляются различные клоны сортов (например, у одного сорта яблок Гала таких клонов - 18).
Конечно, речь не идет о геномодифицированных продуктах, поскольку новые сорта яблок создаются по законам классической селекции, только гораздо быстрее, чем раньше. Сегодня в мире нет ни одного сорта геномодифицированной яблони. Больше это касается сои, кукурузы, других продуктов. Поэтому тем, кто боится такой еды, яблоки можно есть без опаски.
Впрочем, по мнению генетика Лыжина, опасность ГМО преувеличена. Вот, например, создан сорт устойчивых к морозам томатов, в который добавлен ген камбалы. Когда люди едят такой продукт, то в их организм поступают, соответственно гены обоих этих продуктов. Но то же самое происходит, и когда люди просто едят камбалу с салатом из помидоров. Другое дело, если у человека - аллергия на рыбу, а он съест такой томат, то тут дело может кончиться плохо. Поэтому огульно отвергать генно-модифицированные продукты я бы не стал, их надо просто продолжать изучать. Ведь такие технологии могут еще больше ускорить создании пищи с заданными свойствами, но, тем не менее, и панацеей эту технологию считать нельзя.
Вредители наступают
Раньше в СССР хорошо работали карантинные службы, и завезти откуда-то растения было невозможно. Сегодня их завозят со всего мира. Допустим, наши яблони не устойчивы к видам заокеанской парши, поскольку не была с ним знакома. Так в свое время был поражен мучнистой росой крыжовник, которого сегодня у нас почти не осталось. Не было в России раньше и бактериального ожога у плодовых, а теперь это большая проблема, ведь бороться с бактериями без применения антибиотиков (запрещенных в промысленном сельском хозяйстве) очень сложно.
Меняется климат, смещается ареал обитания насекомых. Так, в садах Центральной России появились невиданные доселе богомолы. Расплодились и слизни. Появились вредители, о которых раньше ученые читали только в книгах. Так, пришли буйволовидная цикадка (оставляет на побегах плодовых продольные разрезы, будто кошачьи царапины), медяница грушевая, которых раньше в наших краях не было никогда.
Что сегодня в моде
Но какими бы победами ни гордились селекционеры и генетики, конечное слово остается за потребителями, ведь именно они голосуют рублем. Вкус - дело индивидуальное, кому-то нравится кислые плоды, кому-то приторно сладкие, но большинство все же выбирают сочные и кисло-сладкие яблоки. Молодежь предпочитает твердые яблоки, старики - помягче. А вот внешний вид плодов очень сильно подвержен моде. Например, сегодня покупатели более охотно берут плоды круглого размера и обязательно целиком окрашенные. Не полосатые или с красным бочком, а полностью яркого оттенка. А если яблоки будут иметь немного вытянутую форму, то такие точно сразу сметут с прилавка.