Uncategorized

Gēnu inženieri mežā. Mērķis – paātrināt selekciju 16


Par zinātnes ieguldījumu meža nozarē bioloģijas doktors Dainis Edgars Ruņģis šogad saņēma meža nozares gada balvu “Zelta čiekurs”.
Par zinātnes ieguldījumu meža nozarē bioloģijas doktors Dainis Edgars Ruņģis šogad saņēma meža nozares gada balvu “Zelta čiekurs”.
Foto – Anda Krauze

Mežzinātnes institūta “Silava” Molekulārās bioloģijas laboratorijā tiek meklēta atbilde uz jautājumu – vai ģenētika var paātrināt selekciju un vienā rāvienā izdarīt to, kas līdz šim prasa daudzus gadu desmitus?

Kods ar 18 miljardiem ciparu

Uzsverot, ka tas arī ir zinātnieku mērķis, institūta vadošais pētnieks bioloģijas doktors Dainis Edgars Ruņģis nenoliedz, ka bez tradicionālajām zināšanām selekcijā tik un tā nevar iztikt. D. E. Ruņģis: “Selekcionāri koka kvalitāti var vērtēt tikai tad, kad tam jau padsmit vai pat piecdesmit gadu, bet ģenētiski to var noteikt jau stāda vecumā. Tā mēs vērtējam priedes izturību pret skujbiri un sakņu trupi. Skujbire ir liela problēma, īpaši stādaudzētavās. Pētām priedes molekulārā, DNS līmenī – kādā veidā koks reaģē, ja uzbrūk slimību izraisošā sēne, un kā mēģina ar to cīnīties, aktivizējot dažādus gēnus.”

Tiek atlasīti indivīdi, kuriem aizsardzība ir ātrāka un spēcīgāka. Izturīgākos iekļauj selekcijas programmā un sēklu plantācijās dažādos reģionos. Taču viss nav tik vienkārši – grūtākais ir šos pētījumu rezultātus vispārināt, jo liela ietekme ir ne tikai gēniem, bet arī videi. D. E. Ruņģis: “Visgrūtāk ir saprast, cik šī reakcija attiecas uz katru indivīdu atsevišķi un cik uz ekosistēmu kopumā. Ar katru soli, ko ejam uz priekšu – no DNS uz šūnas un audu līmeni –, mijiedarbības palielinās, un atrast vienu pareizu īstenību vēl nav iespējams.”

Taču tehnoloģijas, kas pēta ģenētiku, attīstās ļoti strauji. Vēl pirms kādiem desmit gadiem vispār nebija iedomājams, ka varētu noteikt DNS sekvenci kokiem, jo priedes un egles genoms ir sešas reizes lielāks nekā cilvēka. Cilvēka DNS varētu uzrakstīt ar skaitli, kas sastāv no 3 miljardiem ciparu, bet kokiem šis skaitlis būtu rakstāms ar 18 miljardiem ciparu.

Tomēr bioloģijas zinātņu doktors ir pārliecināts, ka tas ir tikai sākums: “ASV jau noteikts baltegles un terpentīnpriedes genoms, Eiropā noteikts parastās egles genoms un tagad zinātnieki strādā pie parastās priedes genoma izpētes. Tālākais – salīdzināt, kā atšķiras vienas sugas indivīdi. Domāju, jau pēc desmit divdesmit gadiem izmaksas genomu noteikšanā būs tik zemas, ka savu DNS varēs noteikt jebkurš cilvēks. Tad katram indivīdam medicīnā varēs nozīmēt atbilstošu ārstēšanās kursu. Tāda pati pieeja varētu tikt izmantota arī meža selekcijā. Pašreiz mums genoms ir noteikts vienam indivīdam – vienai eglei, bet nākotnē tās atšķirības, kuras šodien redzam vizuāli, varēsim redzēt kā atšķirības DNS.”

Tad arī ģenētiķi varēs atlasīt stādus, kas būs ātraudzīgi, taisni, izturīgi pret slimībām un ne vienmēr labvēlīgo vides ietekmi.

Daudz ko sapratīsim ne tik drīz

D. E. Ruņģis ir dzimis Austrālijā. Doktora disertāciju augu molekulārajā bioloģijā aizstāvējis Kanberas pētniecības institūtā, pēc tam Kanādā strādājis pētījumā par Ziemeļamerikas eglēm. Pirms vienpadsmit gadiem kopā ar ģimeni atgriezies Latvijā un kopš tā laika vada mežzinātnes institūta “Silava” Ģenētisko resursu centru un Molekulārās bioloģijas laboratoriju.

D. E. Ruņģis: “Praktiski sākām tukšā vietā. Sastādīju plānu, kādos virzienos šo pētniecību veicināt. Sākām ar priedi un egli. Šobrīd vairāk uzmanības pievēršam arī lapu kokiem, kas ir būtiski klimata izmaiņu dēļ. Pievēršamies arī stādījumiem plantācijās. Sākumā laboratorijā bijām divi darbinieki, tagad esam trīspadsmit.”

Pēdējos gados LVMI “Silava” molekulārā laboratorija sadarbojas arī ar medību faunas un medniecības zinātnisko virzienu, piedaloties pētījumos par vilku, lūšu, briežu un medņu populāciju ģenētiku. Izmantojot molekulāros marķierus, Latvijā nomedītiem vilkiem tiek noteikta radniecība – ģimenes struktūra. Šāda iespēja zinātniekiem radusies pavisam nesen.

D. E. Ruņģis: “Pētot nomedītos vilkus, secinām, ka ģimenes Latvijas vilkiem un lūšiem ir samērā stabilas un nav tā, ka daudz šo dzīvnieku nāktu pāri robežai no austrumiem. Taču ir gadījumi, kad vilki, kas ir viena metiena brāļi un māsas, nomedīti gan Kurzemē, gan Latgalē.”

Tā kā Latvijas zinātnes sistēmā izveidojies institūtu vērtējums galvenokārt atkarīgs no zinātniskajām publikācijām, laboratorijas kolektīvs katru gadu sagatavo trīs četras augsta ranga publikācijas. Izveidojusies sadarbība ar akciju sabiedrības “Latvijas valsts meži” struktūrvienību “Sēklas un stādi”, kas uz “Silavu” sūta paraugus no visu hibrīdapšu kloniem, no kuriem pavairoti stādi, un laboratorijā pārbauda, vai viss izdarīts pareizi. Tas pats notiek ar cidoniju stādiem, kas tiek pavairoti veģetatīvi – laboratorija apstiprina, ka norādītā šķirne ir bez piejaukumiem “no malas”. Cieša sadarbība notiek arī ar Dārzkopības institūtu, kur lauku kolekcijās tiek uzturētas šķirnes, kuras nav iespējams saglabāt sēklu formā.

Bioloģijas zinātņu doktors ir pārliecināts, ka pasaule attīstījusies evolūcijas ceļā. D. E. Ruņģis: “Priede un egle atdalījās no pirmsācējiem pirms simtiem miljoniem gadu. Cilvēkiem ir grūti iztēloties šo laiku. Ja pasaules pastāvēšanu pielīdzinām vienai diennaktij, tad cilvēces vēsturi varam pielīdzināt vienai minūtei. Tāpēc evolūcija un tās iespaidā radusies daudzveidība mums ir gandrīz neizprotama. Taču ar katru jaunu atklājumu mēs saprotam aizvien vairāk. Vai arī samierināmies, ka daudz ko sapratīsim vēl ne tik drīz.”

LA.lv