3. РОЛЬ СЕЛЕКЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ РАЗВИТИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Разработка наиболее рациональных приемов использования микробов в хозяйственной деятельности человека и сознательная селекция микробов стали возможны только после разработки микроскопических методов изучения и выяснения способов расселения и размножения микроорганизмов.
Основная заслуга в успешном разрешении этих вопросов принадлежит гениальному французскому ученому Луи Пастеру (1822—1895), подлинному создателю научной селекции микробов, основанной на сознательном применении методического искусственного и естественного отборов. Дальнейшее усовершенствование селекции микробов тесно связано с достижениями генетики и использованием этих достижений в селекции.
В настоящее время в селекции микробов существуют три направления:
1) селекция на повышение устойчивости к ядам и антибиотикам и на понижение требований к составу питательной среды;
2) селекция на повышение накопления полезных веществ;
3) селекция на повышение требований к ростовым веществам.
Первое направление связано с выведением таких форм микробов, которые обладают способностью осваивать новые, недоступные для исходных форм экологические ниши. Пути возникновения форм микробов с повышенной устойчивостью или с пониженными требованиями к питательным веществам как в природных условиях — под влиянием естественного отбора, так и в искусственных условиях — в результате деятельности селекционеров, имеют очень важное практическое значение. Человек заинтересован получить как можно быстрее полезные формы микробов. При работе с вредными микробами исследователей интересует вопрос о том, каким образом предотвратить или задержать возникновение таких форм.
Очень большое практическое значение для получения полезных микроорганизмов имеет принцип ступенчатой селекции, вместе с тем предотвращается появление новых форм вредных микроорганизмов, устойчивых к тем веществам (различные лекарственные вещества, яды и антибиотики), которые обычно используются для борьбы с этими вредными микроорганизмами.
При помощи ступенчатой селекции получают новые штаммы продуцентов полезных веществ (антибиотики, аминокислоты, витамины и т. д.), способные расти и давать высокую продуктивность на более дешевых питательных средах. Это значительно уменьшает стоимость промышленного получения таких полезных веществ.
Установление принципа ступенчатого действия естественного отбора позволило разработать рекомендации для предотвращения возникновения лекарственно устойчивых форм патогенных микроорганизмов, устойчивых к новым лекарственным веществам и антибиотикам, которые широко используются для лечения заболеваний, вызываемых этими патогенными микроорганизмами. Так, после введения в широкую медицинскую практику сульфанидамидных препаратов их эффективность, в связи с появлением и широким распространением в природе патогенных бактерий, устойчивых к этим лекарственным веществам, сравнительно скоро начала уменьшаться. Несколько позднее то же самое произошло со стрептомицином и пенициллином, что связано с появлением и распространением в природе штаммов патогенных бактерий, устойчивых к этим антибиотикам.
Возникновение и распространение таких устойчивых штаммов обусловлено лечением, при котором в организме больного накапливается концентрация лекарственного вещества, соответствующая такому уровню устойчивости, который содействует появлению и распространению в природе штаммов, стоящих на этом уровне устойчивости. Последующее повышение доз — до уровня угнетения бактерий к появлению штаммов, стоящих на другом уровне устойчивости, и т. д.
Чтобы предотвратить это крайне нежелательное явление, быстро приводящее к резкому уменьшению эффективности наиболее ценных новых лечебных препаратов, рекомендуется при лечении использовать концентрации, соответствующие более высокому уровню устойчивости.
Второй путь — применение одновременно двух лечебных препаратов, чтобы случайно появляющиеся мутанты, обладающие более низким уровнем устойчивости по отношению к одному из этих препаратов, устранялись воздействием второго, и обратно.
Развитие формы селекции на повышение накопления полезных веществ было стимулировано рядом антибиотиков и налаживанием их промышленного производства. При промышленном производстве антибиотиков стоимость продукции зависит от продуктивности штаммов микробов — продуцентов антибиотиков, используемых в производстве.
Путем селекции она может быть увеличена в сотни раз.
Существуют и другие методы селекции микроорганизмов, при помощи которых получают много практически очень важных результатов.
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Значение селекции растений, животных и микроорганизмов очень велико как для развития сельскохозяйственного производства, так и для отдельных отраслей промышленности.
За последние годы во многих странах резко повысилась продуктивность полевых культур, что во многом обусловлено достижениями селекционеров. Так, в США прибавки урожая для некоторых культур составили более 100 %. Учитывая малые размеры затрат сравнительно с ценностью полученной дополнительной продукции, можно сказать, что никакое другое вложение средств не принесло американцам столь высокой прибыли.
Другим примером может служить увеличение производства пшеницы в Мексике, достигнутое совместными усилиями персонала Рокфеллеровского фонда и мексиканских ученых. В 1943 г., когда была начата программа исследований, Мексика покрывала половину своей потребности в пшенице за счет импорта. Улучшение сортов и прогресс в агрономических знаниях привели к тому, что в 1956 г. Мексика уже не нуждалась в импорте, а в 1965 г. сама экспортировала полмиллиона тонн пшеницы.
Большие успехи селекционеров нашей страны и зарубежных стран связаны с высокой специализацией и концентрацией больших коллективов ученых, работающих в крупных научно-исследовательских учреждениях. Кроме того, во многих странах (США, Мексика, Италия, Нидерланды и др.) созданы международные научно-исследовательские центры по сельскому хозяйству, которые охватывают все сельскохозяйственные регионы мира. Все это способствует решению многих проблем селекции, а затем и развитию определенных отраслей агропромышленного комплекса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бриггс Ф., Ноулз П. Научные основы селекции растений. М.: Колос, 1972.
2. Гужов Ю. Л., Фукс А., Валичек П. Селекция и семеноводство культивируемых растений. М., 1997.
3. Гуляев Г. В., Гужов Ю. Л. Селекция и семеноводство полевых культур. М.: Агропромиздат, 1987.
4. Инге-Вогтомов. Генетика с основами селекции. М.: Высшая школа», 1989.
5. Частная селекция полевых культур, М.: «Колос», 1975.