В отличие от O.sativa. вопрос о внутривидовой дифференциации O.glabenima полностью не решен. Предложены различные варианты подразделенности вида — от деления на «vulgaris» и «numilis» до затопляемого и суходольного, плавающего и прямостоячего.
У азиатской формы O.perennis дифференциация на уровне подвидов не описана. Кариотип у O.sativa 2n=24, его характеристика у всех видов рода Oryza пока отсутствует из-за небольших размеров хромосом. При исследовании O.sativa установлено, что подвид indica имеет четыре ядрышка и четыре ядрышковые хромосомы, подвид japonica — два ядрышка и две ядрышковые хромосомы.
Предполагается общий геном А у возделываемых видов риса и их ближайших сородичей, так как при скрещивании они дают гибриды с различной фертильностью. На основании скрещивания выделяют группу азиатских видов: sativa, saliva var spontanea (syn. O.nivara) и perennis (syn. O.rufipogan) и африканскую группу glaberrima breviligulata (syn. O.barthii), stapfii (syn. O.longistaminata). Внутри группы гибриды относительно фертильны, а между группами — стерильны.
Рис — самоопылитель, наибольшая изменчивость культурного риса характерна для O.sativa, у O.glaberrina разнообразие сортов не очень велико. При неблагоприятных условиях цветения возможны случаи перекрестного опыления, его частота выше для многолетних форм. Рис — основная возделываемая культура, по суммарному урожаю он опережает пшеницу. Для более чем половины населения Земли рис является основным продуктом питания. По энергетичности, легкой усвояемости и диетическим свойствам он превосходит многие крупы. Пищевые и кулинарные качества его определяются, в основном, наличием белка и амилаз. Содержание белка колеблется от 5,5 до 18% и контролируется многими генами, как и содержание крахмала.
Одной из проблем в ряде регионов мира является недостаток в продуктах питания железа в усваиваемых организмом формах. Особенно остро она стоит в районах Юго-Восточной Азии, где основным продуктом питания является рис. Рис играет большую роль в экономике большинства государств Азии. Его основные производители и потребители — Китай и Индия. На их долю приходится 56% мирового производства риса. С этим связано огромный интерес, проявляемый к рису со стороны многих стран, в том числе и Европы. Сейчас в мире создано всего несколько сортов генетически модифицированного риса, но зато каких... Например, «золотой рис», имеющий золотистый оттенок из-за повышенного содержания бета-каротина. Проходит стадию лабораторных апробаций ГМ рис с повышенным содержанием железа.
Работа по созданию риса, способного в увеличенном количестве накапливать железо, проведена японскими учеными. Ими был изолирован ген ферритина (белок, одна молекула которого накапливает до 4500 атомов железа) с повышенной активностью из проростков сои. Данный ген, поставленный под контроль промотора (регуляторный сегмент в гене, отвечающий за включение синтеза определенного продукта) запасного белка сои — глютенина, был встроен в геном риса. Испытания линий трансформированных растений показали, что накопление ферритина в их зерне в три раза выше, чем в зерне исходных линий. При этом не наблюдалось увеличения накопления железа в других органах трансформированных растений по сравнению с нетрансформированными (Gotoetal., 1999).
Если говорить широко, то основные проблемы недоедания, как известно, связаны не только с дефицитом железа, но и йода, витамина Д у большей части популяции Земли. Этот момент и стал отправной точкой создания «золотого риса». Это самая идеальная человечная работа, которую сделала наука в последнее время. Человечество долго говорило о том, что анемия, обусловленная дефицитом железа, является одним из самых распространенных и серьезных последствий нарушения питания.
Недоеданию подвергаются более двух миллиардов людей, преимущественно женщин и детей. Последствием недоедания беременных женщин являются миллионы смертельных случаев среди матерей и младенцев при родах, а также кровоизлияний и сепсисов в послеродовой период. У детей и подростков даже незначительное недоедание может вызвать нарушения умственного развития. Люди всех возрастов в условиях недоедания страдают ослаблением иммунной системы, ухудшением физического и умственного состояния, снижением работоспособности.
Большую опасность представляет недополучение с продуктами питания адекватного количества железа, что и является основной причиной железодефицитной анемии. По данным ЮНИСЕФ, в мире два миллиарда человек страдают от такой анемии, а количество людей, испытывающих дефицит железа, почти вдвое больше — 3,7 миллиарда человек, подавляющее большинство из которых — женщины. В странах Африки и Азии железодефицитная анемия является причиной 20 процентов смертей среди рожениц.
По причине недостаточности витамина А в мире ежегодно умирает один миллион детей. А еще 230 миллионов детей (по данным ВОЗ) живут под угрозой клинической или субклинической недостаточности витамина А — состояния, которое в большинстве случаев может быть предотвращено. Дефицит этого витамина делает детей особенно уязвимыми к любым инфекциям и осложняет протекание многих заболеваний, является также причиной слепоты среди детей, которая в развивающихся странах ежегодно поражает 500 тысяч детей. Обогащение пищи витамином А, по данным ЮНИСЕФ, на 23% снижает детскую смертность. Мы все это знали, но даже «зеленая революция», которая прошла во всем мире, не решила этой проблемы.
Известно, что каротиноиды, используемые организмом человека для получения витамина А, в зернах риса отсутствуют. Именно поэтому его недостаточность часто встречается там, где рис служит основной пищей.
Количество железа в организме зависит как от его наличия в продуктах питания, так и от способности к его усвоению и процессе пищеварения.
Лучше всего усваивается железо, содержащееся в мясе. Однако из-за дороговизны и труднодоступное мяса в бедных странах основным источником железа в пище человека являются овощи, а усвояемость этого железа гораздо ниже, чем железа, содержащегося в мясопродуктах. Более того, в растительной пище и в зерновых, включая рис, содержится фитиновая кислота, потенциальный ингибитор всасывания железа.
Аскорбиновая кислота, которой богаты фрукты и некоторые овощи, стимулирует абсорбцию железа растительного происхождения. Однако диета населения развивающихся стран обычно также очень бедна фруктами и полноценными овощами. Именно поэтому профилактика железодефицитной анемии и недостаточности витамина А до недавнего времени велась в трех направлениях: распространением пищевых добавок (прежде всего витамина А в капсулах), повышением качества пищевых продуктов (например, добавлением соединений железа в пшеничную муку) и путем повышения диетологической грамотности населения. Генные инженеры решили эту проблему, восполнив отсутствие ключевых компонентов в повседневных продуктах питания методами ДНК-технологии.
Как отмечал Инго Потрикус, один из авторов «золотого риса», эта разработка была создана для человека. Кроме того, «золотой рис» не был создан ни индустрией, ни в интересах индустрии. Его применение решает жизненно важную проблему путем совершенствования традиционного образа питания. Решение проблемы — долговременное, бесплатное, не требует дополнительных ресурсов, не имеет побочных эффектов, характерных для «зеленой революции». Индустрия не получает выгоды от его применения, выгоду получают социально незащищенные слои.
Местным фермерам технология предоставляется бесплатно и без ограничений, не создает их зависимости от большой индустрии, не дает преимуществ богатым землевладельцам. До сих пор не выявлено никакого существенного негативного воздействия на окружающую среду; не выявлено также никакого существенного риска для здоровья потребителей; традиционными методами получить такой сорт невозможно и тд.
Генетически модифицированная кукуруза
Кукуруза — однодомное, раздельнополое растение, относится к классу однодольных, семейству Роасеа, трибе Andropogoneae, подтрибе Trisacinae, род Zea. Включает следующие виды: Zea mays L. (2n=20) — кукуруза; Z.mexicana (2n=20) — однолетнее теосинте из Мексики и Западной Гватемалы; Z.luxurians (2n=20) — однолетнее теосинте из Южной Гватемалы, Гондураса и Юго-восточных районов Мексики; Z.diploperennls (2n=20) — многолетнее диплоидное теосинте из Мексики; Z.perennis (2n=20) — многолетнее тетраплоидное теосинте из Мексики (Дорофеев и др., 1988). Генетические и биохимические исследования показали, что теосинте — ближайший родственник кукурузы. Результаты гибридизации показали идентичность геномов этих видов, хотя выделены гены, уникальные для теосинте (двухрядный колос, одиночные колоски, выраженная реакция на продолжительность дня и тд.).
Кукуруза — одно из древнейших культурных растений. Америка является первичным и вторичным центром ее происхождения и одомашнивания, здесь наблюдается наибольшее разнообразие форм этой культуры и здесь она довольно широко распространена. Найденные археологами образцы примитивной кукурузы датируются приблизительно 6-м тысячелетием до н.э. В результате селекции эта культура имеет множество морфотипов, приспособленных к различным экологическим условиям от тропиков до высокогорных районов.
