«Усули таҳрири геном набояд ба усулҳои анъанавии интихоб мухолиф бошад. "Ин як воситаи нав аст" таъкид мекунад сардори лабораторияи муқовимат ба фишори растанӣ Институти умумироссиягии тадкикоти илмии биотехнологияи хочагии кишлок (ВНИИСБ) Василий Таранов. — Як вактхо чаррохон бо корд чаррохй мекарданд, баъд пайдо шуданд скальпель, баъд лазер. Имкониятҳои комилан гуногун барои ҷарроҳӣ дастрас шуданд. Ҳамин тавр, муҳандисии генетикӣ асбоберо пешниҳод мекунад, ки шумо метавонед чизеро гиред ва такмил диҳед, аммо он ҳама чизеро, ки қаблан истифода мешуд, бекор намекунад ё иваз намекунад."
Дар Институти умумироссиягии тадкикоти илмии биотехнологияи хочагии кишлок (ВНИИСБ) лабораторияи муқовимат ба фишори растанӣ фаъолият мекунад, ки кори он дар ду самти асосӣ сурат мегирад: ҷустуҷӯи генҳо, ки муқовимати растанӣ ба фишори абиотикӣ ва биотикиро муайян мекунанд ва таҳрир кардани геном растаниҳои киштшуда барои баланд бардоштани муқовимат ба фишори онҳо. Майдони тадкикоти олимон картошка ва сабзавоти кушодро дарбар мегирад.
Мо бо сардори лаборатория Василий Таранов ва ходими калони илмй Марина Лебедева дар бораи он сухбат мекунем, ки хусусияту афзалиятхои технологияхои навтарин чй гунаанд, онхо чй гуна натичахо ба даст оварда метавонанд ва олимони лабораторй барои халли кадом проблемахои истехсолкунандагони хочагии кишлоки Россия истифода мебаранд.
— Имруз дар бораи зарурияти тезондани кори интихоб бисьёр сухан меравад. Гумон меравад, ки усули таҳрири геном имкон медиҳад, ки ин кор анҷом дода шавад. Ин дуруст аст?
В.Т.: Гуфтан дурусттар мебуд, ки усулхои биотехнологй на он кадар ба тезондани селекция, балки ба васеъ намудани имкониятхои олимон ёрй мерасонанд. Раванди кор дар навъ то ҳол хеле тӯлонӣ боқӣ мемонад, зеро сухан дар бораи растаниҳое меравад, ки давраи муайяни ҳаёт доранд.
Аммо барои мутахассисон имкон пайдо мекунад, ки бо истифода аз усулҳои анъанавии зотпарварӣ натиҷаҳое ба даст оранд, ки ба даст овардани онҳо ниҳоят душвор (агар ғайриимкон бошад).
Бо ёрии таҳрири геномӣ мо метавонем мутатсияеро, ки бевосита ба як хусусияти мушаххаси навъ таъсир мерасонад, дар айни замон бетағйир нигоҳ доштани боқимондаи маҷмӯи аломатҳои аз ҷиҳати иқтисодӣ пурарзишро ба таври мақсаднок ҷорӣ кунем.
М.Л.: Тасаввур кунед, ки мо мехоҳем гени муқовиматро аз картошкаи ваҳшӣ бо истифода аз усулҳои анъанавии парвариш ба навъҳои парваришкардаамон ворид кунем. Барои ин, селекционер як қатор салибҳои «ваҳшӣ»-ро бо хатҳои муайяни фарҳангӣ мегузаронад. Масъала дар он аст, ки дар баробари генҳои муқовимат, ҳама генҳои дигари "ваҳшӣ" ба навъ интиқол дода мешаванд, ки аксар вақт хеле номатлуб аст. Муҳандисии генетикӣ ба шумо имкон медиҳад, ки танҳо як гени дилхоҳро гиред/тағйир диҳед.
— Чунин акидае вучуд дорад, ки сарфи назар аз он, ки усули тахрири геном кариб 10 сол боз маълум аст, он то хол натичахои ба назар намоёни тичорати надодааст.
В.Т.: Ин комилан дуруст нест. Ширкатҳои пешрафтаи зотпарварии ҷаҳон аз таҳрири геном истифода мебаранд ва онро пинҳон намекунанд. Аммо мо намедонем, ки онҳо маҳз чӣ кор мекунанд ва чӣ натиҷа мегиранд.
Муваффақиятҳо таблиғ карда намешаванд, зеро ба бозор баровардани растание, ки бо усулҳои муҳандисии генетикӣ коркард шудааст, назар ба растание, ки анъанавӣ ба даст оварда шудааст, гаронтар аст. Ва баъзан ин корро кардан ғайриимкон аст.
Дар айни замон исбот кардан хеле душвор аст, ки таҳрири геном барои эҷоди навъҳои мушаххас бо истифода аз усулҳои мавҷуда истифода шудааст.
Дар рафти санҷиш мутахассисон пайдарпаии маркерро дар геноми организм ҷустуҷӯ мекунанд, агар он мавҷуд бошад, растанӣ аз ҷиҳати генетикӣ тағирёфта эътироф карда мешавад. Аммо бо таҳрири геномӣ, ҳеҷ чиз ба геном ворид карда намешавад, бинобар ин ҳеҷ чиз ёфта намешавад.
Тағйирот аксар вақт на танҳо ба як ген, балки ба ҷои мушаххаси ген, аслан як нуклеотид, як ҳарф таъсир мерасонад. Ва миллиардҳо ҳарфҳои боқимонда ҳамон тавре ки буданд, боқӣ мемонанд. Барои муайян кардани он, ки растанӣ таҳрир шудааст, шумо бояд воқеан тамоми геноми онро бо фарогирии даҳ маротиба зиёдтар аз стандарт мутолиа кунед, то хатогиро бартараф созед. Ҳеҷ кас чунин таҳлили ҳаҷм ва хеле гаронбаҳоро анҷом намедиҳад ва селексионер ҳамеша гуфта метавонад, ки растаниро бо истифодаи мутагенез ё интихоби анъанавӣ ба даст овардааст.
– М.Л.: Дар маҷмӯъ таҳрири геном ва махсусан таҷрибаи истифодаи ин технологияҳо дар растаниҳо, як ҳикояи хеле нав аст.
На камтар аз он аст, ки барои тағир додани хусусият шумо бояд донед, ки чӣ ва чӣ гуна онро таҳрир кунед. Хусусиятҳои растанӣ аз ҷониби генҳо муайян карда мешаванд, аксар вақт маҷмӯи генҳо, ки аз онҳо бояд ҳадафҳои мувофиқ барои таҳрир интихоб карда шаванд. Аммо равшан кардани функсияҳо ва танзими генҳои мушаххас, ки ба хислатҳои таваҷҷӯҳ мусоидат мекунанд, омӯзиши мураккаб ва аксар вақт тӯлониро талаб мекунад. Дар муқоиса бо ҳайвонот ва одамон метавон гуфт, ки мо бисёр механизмҳои молекулавии аломатҳои растаниро (масалан, муқовимат, ҳосилнокӣ ва ғайра) хуб намедонем. Дар баробари ин, геномҳои растанӣ калонтар ва мураккабтаранд, ки ин вазифаро тамоман осон намекунад. Бо вуҷуди ин, тавассути таҳқиқоти бунёдӣ дар биологияи растанӣ аллакай бисёр чиз маълум аст ва ҳар қадаре ки мо инро дарк кунем, имкониятҳои мо барои тағир додан ҳамон қадар зиёд мешаванд.
Илова бар ин, мо дар бораи усуле сухан меронем, ки хусусиятҳои муайянро ислоҳ кардан мумкин аст, аммо ба бозор наовардани навъҳои нав, коре, ки сарфи назар аз баъзе суръатбахшӣ, ҳанӯз солҳо тӯл мекашад.
– Оё биотехнологҳо таҳрири генро анҷом медиҳанд? Самти воқеии корро (мақсади таҳрир) чӣ гуна муайян мекунанд?
В.Т.: Биотехнолог бояд бо як селексионери муваффақи зироати интихобшуда дар ҳамбастагӣ кор кунад ва беҳтарин истеҳсолкунандагони дигарро ҷалб кунад. Селекционер якчоя бо дехконон вазифа мегузорад, селекционер барои интихоби генотипхои мувофик ёрй мерасонад. Мо, дар навбати худ, бо биохимикхо ва генетикхо маслихат карда, фикр мекунем, ки дар ин асос чиро пешниход карда метавонем (хусусиятхои зарурй на хамеша аз нуктаи назари биологй ба кадри кифоя омухта мешаванд). Мо ба он назар мекунем, ки мо воқеан чӣ кор карда метавонем, марҳилаи корро иҷро мекунем, хати ҳосилшударо ба селексионер бармегардонем ва селексионер натиҷаро ба навъ меорад.
- Оё таҳрири геном технологияи гаронбаҳост?
В.Т.: Арзиши ба даст овардани растанӣ аз ҳосил вобаста аст ва оё растании ҳосилшуда таҳрир ё трансгенӣ аст.
Агар дар бораи тачхизот сухан ронем, пас барои ширкате, ки аллакай ба гирифтани маводи бевирус ва микроклонизатсия машғул аст, харидани таҷҳизот ва реагентҳо барои таҳрири геном маблағи нисбатан камро талаб мекунад. Монеа барои оғози чунин кор метавонад на ҳаҷми зиёди сармоягузорӣ, балки нарасидани кадрҳои соҳибихтисос бошад. Кам одамоне ҳастанд, ки чунин вазифаи махсусро ба ӯҳда гирифта метавонанд.
Ва бозгашт ба хароҷот: пешрафти технологӣ дар ин соҳа хеле босуръат аст. Усулҳои таҳрири геном, масалан, дар соли 2012, вақте ки CRISPR/Cas9 кашф шуд (технология барои таҳрири геномҳои организмҳои олӣ, дар асоси системаи иммунии бактерияҳо) ва он чизе, ки мо ҳоло дорем, хеле фарқ мекунанд. Самаранокии кор сол то сол меафзояд ва харочот кам мешавад.
М.Л.: Инро метавон бо лоиҳаи пайдарпайии геноми инсон муқоиса кард. Аввалин геноми инсон аз ҷониби як консорсиуми байналмилалӣ дар тӯли 10 сол ба маблағи 2.7 миллиард доллар танҳо аз он сабаб тартиб дода шуд, ки чунин технологияҳо дар солҳои 90-ум мавҷуд буданд. Дар айни замон, пайдарпайии геноми мукаммали инсон камтар аз 1000 доллар арзиш дорад ва якчанд рӯзро мегирад.
- Биёед ба сӯҳбат дар бораи лабораторияи шумо мегузарем, оё он ба илми фундаменталӣ нигаронида шудааст ё тадқиқоти амалӣ?
В.Т.: Мо кӯшиш мекунем, ки ҳардуро иҷро кунем. Дар аввал ба чизҳои бунёдӣ афзалият дода мешуд, аммо ҳоло мо кӯшиш мекунем, ки пешрафтҳои худро дар амал татбиқ кунем.
Дар айни замой, масалан, мо механизмхои тобоварии картошкаро ба вируси Y меомузем, Ин кори бисьёри фундаменталист, вале дар сурати муваф-фак шудан натица барои интихоби навъхои тобовар хеле шавковар хохад шуд.
М.Л.: Илми бунёдӣ ва амалӣ бо ҳам зич алоқаманданд, яке бе дигаре вуҷуд дошта наметавонад. Агар мо намедонем, ки вирус бо растанӣ чӣ гуна муносибат мекунад ва бо кадом сафедаҳои мушаххас, мо онҳоро иваз карда наметавонем, то растанӣ тобовар шавад.
Мо аз соли 2018 дар бораи вируси Y тадқиқот мегузаронем ва ҳоло ба он наздик шуда истодаем, ки дар ду соли оянда мо формулаи муқовимат ба даст меорем ва дар оянда натиҷаи зарурии амалӣ ба даст меорем: растании картошка сафедаҳои вирусиро синтез намекунад, он ба вирус тобовар мешавад.
– Оё шумо бо ширкатҳои зотпарварии Русия ҳамкорӣ доред?
В.Т.: Оид ба картошка мо бо селекционери чавон Мария Полякова кор карда, бо мутахассисони Иттифоки Картошка фаъолона муошират мекунем ва бо Маркази Федералии Тадкикотии Картошка ба номи ба номи Картошка робита дорем. А.Г. Лоржа. Дар хусуси карам бошад, мо бо селекционерону тухмипарварони Университети давлатии аграрии Россия — Академияи хочагии кишлоки Москва ба номи . К.А. Тимирязев Григорий ва Сократ Монахос. Ва дар он коре, ки мо дар ин соха мекунем, моро комилан ба онхо рохбарй мекунанд.
– Ва боз дар бораи вирусҳо. Марина Валерьевна, доираи манфиатҳои илмии шумо на танҳо вирусро дар бар мегирад Y. Шумо соли 2023 гранти Бунёди илмии Русияро барои гузаронидани тадқиқот дар лоиҳаи «Омӯзиши виромҳои картошкаи кишт (Solanum tuberosum L.) бо истифода аз усулҳои секвенсияи баландсуръат» дарёфт кардаед. Чаро ин мавзӯъ ҷолиб аст?
М.Л.: Картошка назар ба бисёр растаниҳои дигар бештар аз бемориҳои вирусӣ азоб мекашад, зеро онҳо ба таври вегетативӣ паҳн мешаванд. Вирусҳо дар лўндаҳо ҷамъ мешаванд ва ба наслҳои оянда мегузаранд, бинобар ин, сарбории вирусӣ мунтазам меафзояд. Вакте ки мегуянд, ки картошка таназзул карда истодааст, айнан хамин аст.
Вирусҳо системаҳои ғайрифаъол нестанд; онҳо ҳам бо растаниҳои мизбон ва ҳам бо ҳамдигар фаъолона ҳамкорӣ мекунанд. Ҳолатҳое ҳастанд, ки растание, ки аллакай бо як вируси мушаххас бемор аст, наметавонад ба дигараш сироят кунад. Ва вирусҳое ҳастанд, ки танҳо ба растанӣ сироят карда наметавонанд, онҳо танҳо дар ҳамкорӣ бо вирусҳои дигар амал мекунанд. Ба наздикӣ асаре нашр шуд, ки дар он шаклҳои вирусҳо тавсиф карда шудаанд, ки ба растанӣ дар хушксолӣ тоб оварда метавонанд. Чунин гузариши ғайричашмдошт аз паразитизм ба мутаализм.
Барои мубориза бо бемориҳои вирусӣ дар картошка маводи кимиёвии муассир вуҷуд надорад. Барои беҳтар кардани саломатии он усулҳои хеле мураккаб ва муҳимтар аз ҳама гаронбаҳо таҳия карда шудаанд: тавассути фарҳанги in vitro, ба даст овардани микротуберҳо. Аммо натиҷа танҳо барои чанд насл боқӣ мемонад. Барои дарёфти роҳҳои дигари ҳалли онҳо, шумо бояд хусусиятҳои вирусҳоро муфассалтар омӯзед, бинобар ин тадқиқот хеле ва хеле муҳим аст.
– ГОСТ 33996-2016 «Тухмии картошка. Шароитҳои техникӣ ва усулҳои муайян кардани сифат» панҷ вирус номбар шудаанд (ПВК - вируси картошкаи X; SBK - вируси картошкаи S; MVK - вируси картошка; YBK - Y вируси картошка; VSLK - вируси curl барг. картошка) ва як вироид (PSTV - viroid tuber шпиндели картошка). Оё шумо ба онҳо диққат медиҳед?
М.Л.: Ҳадафи лоиҳаи ман истифодаи усулҳои баландсифат барои омӯзиши он вирусҳо (ҷамъоварии вирусҳо), ки дар картошка дар Русия мавҷуд аст. Ин хам аз нуктаи на-зари он, ки дар як растанй кадом комплексхои вирусхои гуногун мавчуданд ва хам аз нуктаи назари пахншавии ин вирусхо шавковар аст.
Дар маҷмӯъ, дар ҷаҳон зиёда аз 50 вируси дар картошка мавҷудбуда маълум аст. Онҳое, ки дар ГОСТ номбар шудаанд, аз ҳама хатарноканд ва илова бар ин, онҳо аломатҳои равшани беруна доранд. Ҳамин тариқ, некрозии мозаикӣ зуҳуроти маъмули сирояти вируси Y мебошад ва мавҷудияти вируси curl баргро бо деформатсияи хоси баргҳои барг муайян кардан мумкин аст.
Аммо вирусҳои зиёде мавҷуданд, ки худро фенотипӣ зоҳир намекунанд, гарчанде ки онҳо метавонанд ба ҳосил таъсир расонанд. Онҳо хеле кам кашф карда мешаванд, аммо танҳо барои он ки онҳоро ҷустуҷӯ намекунанд.
Ба сифати мисол кори хамкасбони Институти умумироссиягии мухофизати растанй (ВИЗР)-ро мисол оварда метавонам. Дар соли 2019 онҳо дар бораи кашфи вируси картошкаи P дар Русия мақолае нашр карданд.Пештар гумон мешуд, ки он танҳо дар Амрикои Ҷанубӣ паҳн шудааст.
Савол ин аст, ки агар мо на дар зери чароғи кӯча нигоҳ кунем, ки он нур аст, балки ба куҷое, ки ҳанӯз надидаем.
- Таҳқиқоти худро дар куҷо анҷом медиҳед?
М.Л.: Тибқи шартҳои грант, лоиҳа ду солро дар бар мегирад. Соли гузашта мо бо хочагии картошкапарварии вилояти Тула хамкорй карда, материал чамъ кардем, бо навъу репродукцияхои гуногун кор кардем. Имсол мо ба дигар минтақаҳо меравем ва мебинем, ки дар онҷо чӣ вирусҳо пайдо шудаанд.
Натоиҷи таҳқиқот соли 2025 ҷамъбаст мешавад ва мо ҳатман дар бораи онҳо ба картошкапарварони рус хабар хоҳем дод.