ცნობილი ამერიკელი გენეტიკოსის ჰერმან მილერის (1946 წლის ნობელის პრემია მიენიჭა ფიზიოლოგიასა და მედიცინაში) ნაშრომმა საფუძველი ჩაუყარა რადიაციული მუტაგენეზის მნიშვნელოვან სამეცნიერო და პრაქტიკულ მიმართულებას.
მან ექსპერიმენტულად დაამტკიცა ხელოვნური მუტაციების წარმოშობის შესაძლებლობა რენტგენის სხივების მოქმედებით (1927წ.), რის შედეგადაც, შემდგომში, მრავალი ქვეყნის მეცნიერთა კვლევები წარიმართა მცენარის გენომზე სხვადასხვა ფიზიკური ფაქტორის ზემოქმედების გზით მუტაციური ცვლილებების გამოწვევის მიმართულებით.
დღეისათვის, რადიაციული მუტაგენეზი წარმოადგენს ერთ-ერთ ეფექტურ მეთოდს გენეტიკური მუტაციების მისაღებად, ახალი ჯიშების გამოყვანის მიზნით. აღნიშნული მეთოდური მიდგომა ისეთი ფორმების მიღების საშუალებას იძლევა, რომლებსაც ექნებათ: მაღალი პროდუქტიულობა, დაავადებებისა და არახელსაყრელი გარემო ფაქტორებისადმი წინააღმდეგობის უნარი, კვებითი ღირებულება და გაზრდილი მოსავლიანობა. მაიონიზებელი გამოსხივების გამოყენებით მსოფლიოში ამ დროისთვის უკვე მოპოვებულია 150-ზე მეტი სახეობის სხვადასხვა სასოფლო-სამეურნეო კულტურა, მათ შორის, ლობიო.
საწყის ეტაპზე მიღებული მუტანტების აბსოლუტურ უმრავლესობაში დომინირებს არასიცოცხლისუნარიანი ინდივიდები. ამიტომ, მეორე ეტაპზე, გაუმჯობესებული სანაშენე თვისებების მქონე შერჩეული ფორმების საფუძველზე, ხორციელდება ახალი ფორმების შემდგომი სრულყოფა და პრაქტიკაში დანერგვა. მცენარეთა მოშენებაში გამოყენებული რადიაციული მუტაგენეზის მნიშვნელობა, აგრეთვე, იმაში გამოიხატება, რომ მუტანტებს შორის ჩნდებიან ახალი თვისებების მატარებელი ფორმები, რომლებიც ბუნებაში არ მოიპოვებიან. ამ შემთხვევაში, მიღებული მუტანტების ბუნება და რაოდენობა დიდწილად განისაზღვრება მასალის მდგომარეობით და, კერძოდ, საწყისი ჯიშით.
ძველ ჯიშებთან შედარებით, ახალგაზრდა ჯიშები და რთული ჰიბრიდული ფორმები მაღალი ცვალებადობით გამოირჩევიან. გარდა ამისა, მუტანტების მოსავლიანობა და ხარისხი დამოკიდებულია გენომის მდგომარეობაზე დასხივების დროს. გენომი გაგებულია, როგორც გენების მთლიანობა, რომელიც შეიცავს მოცემული უჯრედის ქრომოსომების ჰაპლოიდურ კომპლექტს.
რადიაციული გენეტიკა ხშირად იყენებს მოსვენების სტადიაში მყოფი ჰაერმშრალი თესლის დასხივების მეთოდს. ამ შემთხვევაში მუტაციების რაოდენობასა და ხარისხზე გავლენას ახდენს თესლის შენახვისა და აღმოცენების პირობები. როგორც წესი, დაბალი ტენიანობის დროს ცვალებადობა იზრდება. იგივე ხდება უმწიფარი თესლების დასხივებისას. მაგალითად, მოუმწიფებელი ბარდის თესლის დასხივებისას 50 გრეი დოზით, მუტანტების რაოდენობა იზრდება 3-ჯერ, სრულად მომწიფებულ დასხივებულ თესლთან შედარებით.
მუტანტების რაოდენობრივ მახასიათებელზე ასევე მოქმედებს ვეგეტაციის სეზონი. დადგენილია, რომ პარკოსნების დასხივებისას ყველაზე მეტი ეკონომიკურად ღირებული მუტაცია მიიღება კვირტის ფაზაში. მუტაციების წარმოქმნა დამოკიდებულია თავად დასხივების პირობებზე: დოზაზე, სიმძლავრეზე და მაიონიზებელი გამოსხივების ტიპზე. მუტაგენეზის გამოწვევის ალბათობა იზრდება შთანთქმული დოზის მატებასთან ერთად, თუმცა, ამ შემთხვევაში, მცენარეების უმეტესობა იღუპება, რის გამოც მუტაციების დიდი ნაწილი არ ვლინდება. დასხივების მაღალი დოზის გამოყენებისას შეინიშნება მუტაციების გამოვლენის მაღალი მაჩვენებელი, ხოლო დაბალი დოზით დასხივებისას მცენარეს დრო აქვს, გაიაროს აღდგენითი პროცესები.
პრაქტიკაში უფრო ხშირად გამოიყენება სხვადასხვა სახის გამოსხივება, როგორც დაბალი (რენტგენი და გამა), ასევე მაღალი იონიზაციის სიმკვრივით (ნეიტრონი). ამავდროულად, პირველი ქრომოსომულ აპარატზე ნაკლებად ახდენს გავლენას, ხოლო მეორე იწვევს მასში სერიოზულ დარღვევებს, რომელთა გამოსწორება შეუძლებელია.
დასხივებული თესლიდან მცენარეთა კულტივირების პირობები განაპირობებენ არა მხოლოდ ცვალებადობის დონის გაზრდას, არამედ მიღებული მუტაციების დიაპაზონის გადატანის შესაძლებლობასაც იძლევიან. ამ ფაქტორებს შორის იგულისხმება: ტემპერატურა, დღის ხანგრძლივობა, ფესვთა სისტემის კვების დონე, ნიადაგისა და კლიმატური პირობები და ა.შ. აღნიშნულ ფაქტორთა მკვეთრი მერყეობა ზრდის ცვალებადობის დონეს.
მთლიანობაში, რადიაციული მუტაგენეზის მეთოდს შეუძლია მნიშვნელოვნად შეამციროს კონკრეტული ჯიშის მიღებისა და მოშენების დრო. მხოლოდ ეს შერჩევის ტექნიკა არის თანდაყოლილი ნებისმიერი მახასიათებლის შეცვლის უნარში, რომელსაც კორექტირება სჭირდება დადებითი თვისებებისა და თვისებების მთელი კომპლექსის შეცვლის გარეშე.
რას წარმოადგენს გამა გამოსხივება?
გამა–გამოსხივება წარმოადგენს მოკლეტალღიან ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას, რომელიც ჩნდება რადიოაქტიური გარდაქმნებისა და ბირთვული რეაქციების, დამუხტული ნაწილაკების დამუხრუჭების, მათი დაშლისა და ანიჰილაციის შედეგად. გამოსხივების აღნიშნული ტიპი ხასიათდება მაღალი ენერგიითა და შეღწევის უნარიანობით. კორპუსკულარული გამოსხივებებისგან განსხვავებით, გამა-გამოსხივება დასხივებულ ობიექტში არ ტოვებს რადიოაქტიურობის კვალს! ამ ცნობილი ფენომენის დასტურად დასხივებული ლობიოს ნიმუშების (დასხივება დოზით-100 გრეი) რადიოაქტიურობა გაიზომა სპეციალურ აპარატურაზე, რამაც კიდევ ერთხელ აჩვენა საკვლევი ობიექტის უსაფრთხოება რადიაციასთან მიმართებაში.
საქართველოში რადიაციული მუტაგენეზის გამოყენების მოკლე ისტორია
გასული საუკუნის 70-80-იან წლებში საქართველოში ფუნქციონირებდა მრავალი სამეცნიერო-კვლევითი ინსტიტუტი, რომლებიც კვლევებში აქტიურად იყენებდნენ რადიაციული მუტაგენეზის ხერხს. სამწუხაროდ, 90-იანი წლებიდან დაწყებული მოვლენების გამო, ამ სფეროს მაპროფილებელმა ინსტიტუტებმა შეწყვიტეს ფუნქციონირება. ასე მაგალითად, რადიაციული მუტაგენეზის მეთოდის გამოყენებით, სათავო რადიოლოგიისა და ეკოლოგიის ინსტიტუტის გაუქმების დროს, სატიტულო სპეციალობის მქონე მეცნიერების რაოდენობა არ აღემატებოდა 5%-ს. აღნიშნული მიზეზების გამო ამ მიმართულებით კვლევა პრაქტიკულად შეჩერდა. ამ თვალსაზრისით, აღსანიშნავია 2020 წელს ატომური ენერგიის საერთაშორისო სააგენტოსთან განახლებული ერთობლივი პროექტის დაწყება, რომელსაც ახორციელებს საქართველოს ბუნების დაცვისა და სოფლის მეურნეობის სამინისტროსთან არსებული სსიპ სოფლის მეურნეობის სამეცნიერო კვლევითი ცენტრი.
არსებული მდგომარეობა
2014 წელს დაარსდა სსიპ სოფლის მეურნეობის სამეცნიერო კვლევითი ცენტრი, რომელმაც შეძლებისდაგვარად თავი მოუყარა მანამდე არსებული სოფლის მეურნების სამეცნიერო კვლევითი ინსტიტუტების პოტენციალს და ჩამოყალიბდა წარსულის მიღწევების ბაზაზე თანამედროვე ტექნოლოგიების განვითარების შესაძლებლობა, სოფლის მეურნეობის სამეცნიერო კვლევების განვითარების მიმართულებით. იხ. ბმული https://srca.gov.ge .
სსიპ სოფლის მეურნეობის სამეცნიერო კვლევითი ცენტრის, სოფ. წილკანთან არსებულ ერთ-ერთ საკვლევ ბაზაზე 2014 წლიდან დაიწყო და დღესაც გრძელდება ერთწლოვანი კულტურების სამეცნიერო კვლევითი ღონისძიებანი, მათ შორის, სასელექციო მუშაობა და როგორც ახალი ჯიშების, ახალი სასელექციო მასალის მიღება, ისე პირველადი მეთესლეობა, შემოტანილი ჯიშების ადგილობრივ პირობებთან ადაპტიაზე გამოცდა, ადგილოვრივი ჯიშების მოძიება და აღდგენა და მიღწეული შედეგების გავრცელება.
2018 წლიდან კი ერთობლივი შეთანხმების შედეგად, სსიპ სოფლის მეურნეობის სამეცნიერო კვლევითი ცენტრისა და ი. ბერიტაშვილის სახელობის ექპერიმენტული ბიომედიცინის ცენტრის, რადიაციული უსაფრთხოების პრობლემათა ლაბორატორიის თანამშრომლებთან ურთიერთ შეთანხმების ბაზაზე გადაწყდა, რომ განახლებულიყო მაიონირებელი მუტაგენეზის მეთოდის გამოყენება ერწლოვანი კულტურების სელექციური განვითარების საქმეში და დაიწყო სხვადასხვა კულტურების ახალი სასელექციო საწყისი მასალის მისაღებად ადგილობი ჯიშების მაიონირებელი ზემოქმედება.
აღსანიშნავია ისიც, რომ აღნიშნულ პროცესებში ინტენსიურად ჩართულია ტექნიკური უნივერსიტეტის აგრარული მეცნიერებებისა და ბიოსისტემების ინჟინერიგის ფაკულტეტის პროფესორ მასწავლებლები და სტუდენტები.
დასხივების წყაროდ გამოყენებულ იქნა რადიაციული დანადგარების კომპლექტი „გამა-კაპსულა“, სადაც დასხივების იზოტოპს რადიაციული ცეზიუმი წარმოადგენს 137Cs,661,7-კილოელექტრონვოლტის ენერგიით.
გარდა ადგილობრივი რესურსისა, სამეცნიერო კვლევითი ცენტრის, ბოსტნეული და ბაღჩეული კულტურების კვლევის სამსახური 2020 წ.ს ჩაერთო საერთაშორისო პროექტში, სადაც 22 ქვეყანაა წარმოდგენილი, “Enhancing Productivity and Resilience to Climate Change of Major Food Crops in Europe and Central Asia”, (ძირითადი სასურსათე კულტურების პროდუქტიულობისა და მდგრადობის გაზრდა კლიმატის ცვლილების მიმართ, ევროპასა და ცენტრალურ აზიაში“) ფარგლებში, დაფინასებული და მხარდაჭერილი იქნა IAEA-სა (გაეროს ატომური ენერგიის საერთაშორისო სააგენტო) და FAO – ს (გაეროს სოფლის მეურნეობისა და სურსათის ორგანიზაცია) მიერ.
მიმდინარე მიღწევებსა და შემდგომ განვითარებაზე, მასალები გამოქვეყნდება პერიოდულად, ვინაიდან დაინტერესებულ პირებს შესაძლებლობა მიეცეთ თვალი ადევნონ მიმდინარე მაიონირებელი დასხივების გავლენით საქართველოში მიმდინარე სასელექციო პროცესებს.
ს/მ დოქტორი გიორგი ბადრიშვილი
ს/მ დოქტორი, პროფესორი თინა დარსაველიძე
