Лутова Л.А., Ежова Т.А., Додуева И.Е., Осипова М.А. Генетика развития растений /Под ред. С.Г. Инге-Вечтомова. СПб: изд-во Н-Л, 2010, 432 с., с цв. илл.
Генетика развития растений — бурно развивающееся направление современной биологии, которое имеет огромное фундаментальное и прикладное значение. Хотя в настоящее время во многих отечественных вузах биологического и сельскохозяйственного профиля осуществляется подготовка специалистов в областях биологии и генетики развития растений, учебная литература на русском языке по указанным вопросам крайне ограничена. Этот пробел и восполняет рецензируемый учебник, подготовленный коллективом авторов, которые работают в Санкт-Петербургском государственном университете и Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова и имеют большой опыт не только преподавательской и научно-исследовательской работы в биологии и генетике растений, но и подготовки учебной литературы.
Учебник состоит из введения, пятнадцати глав, объединенных в три раздела, а также заключения и предметного указателя. Главы учебника представляют собой компактные, хорошо взаимосвязанные части изложения, которые в совокупности образуют четко продуманную, иерархически организованную систему знаний о генетике развития растений.
Раздел 1 (главы 1 и 2) начинается с представления основных проблем генетики развития растений, к которым авторы относят изучение генетического контроля онтогенеза, сигнальных процессов, дифференциальной экспрессии генов, взаимодействия клеток и тканей, а также генетических основ эволюции онтогенеза. В главе 1 изложены основные подходы, которые используют в генетике развития растений. Главное внимание уделено современным методам молекулярной биологии и генной инженерии, включая методы обратной генетики, изучения экспрессии генов, а также получения химерных растений. В главе 2 рассмотрены общие принципы регуляции развития растений и ее генетического контроля.
Раздел 2 (главы 3-7) посвящен генетическим основам гормональной регуляции развития растений. В нем последовательно рассмотрены метаболизм, транспорт, рецепция и функциональная роль основных фитогормонов — ауксинов, цитокининов, гиббереллинов, этилена и абсцизовой кислоты. Суммированы данные о молекулярной организации и механизмах экспрессии генов, контролирующих эти процессы.
Раздел 3 (главы 8-15) посвящен генетическому контролю онтогенеза растений. Рассмотрены закономерности эмбрионального развития, формирования меристем, морфогенеза листьев, цветков и корней. Суммированы обширные данные о растительных мутантах с нарушениями развития различных органов. Большое внимание уделено развитию цветка как наиболее полно разработанной модели генетики развития растений.
Большой интерес представляет глава 15, в которой рассмотрено использование методологии клонального анализа в изучении морфогенеза растений. Этот подход основан на манипулировании отдельными клеточными клонами и позволяет решать ряд фундаментальных задач, таких как выявление организующих центров морфогенеза и генов, продукты которых могут играть роль индуктивных сигналов; поиск доменов, обусловливающих способность белка к передвижениям; анализ взаимодействия клеток и тканей методами генетически направленного апоптоза.
Особый интерес представляет заключение, в котором авторы подводят общие итоги изложенного в форме пяти основных принципов генетического контроля развития растений: 1 — дифференциальная активность генов; 2 — главенствующая роль ядерно-цитоплазматических отношений в регионализации зародыша; 3 — клеточные взаимодействия (принцип эмбриональной индукции); 4 — единство процессов активации и инактивации генов, контролирующих детерминацию и дифференцировку; 5 — ведущая роль внешних и внутренних факторов в реализации генетической информации в индивидуальном развитии.
Учебник содержит большое число хорошо продуманных цветных иллюстраций, сочетающих наглядность и информативность, что улучшает восприятие предоставленного авторами насыщенного фактического материала. Использование учебника облегчает и то, что к каждому печатному экземпляру приложен CD-диск с полной записью текста и иллюстраций. Учебник может быть с успехом использован не только студентами и преподавателями биологических и сельскохозяйственных вузов, но и научными работниками, изучающими различные аспекты жизни растений (в том числе в качестве справочного пособия), чему способствует удачное сочетание представленных в книге фактов, гипотез и общих концепций.
Создание этого учебника — новый этап разработки авторами генетики развития растений как фундаментальной области биологии, имеющей огромное прикладное значение, и представляет собой знаковое событие для санкт-петербургской-ленинградской генетической школы. Учебник заслуживает переиздания, а развернутые в нем научные концепции — еще более расширенного обсуждения. В частности, вопросом для углубленного рассмотрения может быть соотношение процессов тканевой дифференцировки и органогенеза, которым в книге уделено основное внимание, с процессами клеточной дифференцировки, рассмотренными гораздо менее подробно. Например, важным представляется включение раздела по развитию хлоропластов — ключевых органелл, определяющих специфику растительной формы жизни. Еще одно из возможных направлений — сопоставление индивидуального и исторического развития растений. Отдельные аспекты эволюции соответствующих генных систем затронуты по ходу рассмотрения основного материала. Однако в условиях стремительного нарастания объема экспериментальной информации целесообразно более системное изложение вопросов эволюции растений как основы для упорядочивания и обобщения генетических данных.
Мы полагаем, что представление современного состояния знаний в области генетики развития растений не должно ограничиваться несколькими хорошо разработанными моделями у цветковых растений (арабидопсис, томаты, табак) — необходимо активно привлекать данные по другим, пусть менее изученным группам. Некоторые из альтернативных систем упоминаются в разных разделах учебника, однако им должно быть, на наш взгляд, уделено значительно больше внимания. Существенным дополнением книги может стать и раздел, посвященный растительно-микробным симбиозам: глубокий генетический анализ развития у них доступнее, чем у обязательных органов растений. Обращение к этим вопросам позволит, по нашему мнению, обозначить в рассматриваемой области знаний перспективные «точки роста», которые часто лежат за пределами уже сложившихся общепризнанных теорий и состоявшихся экспериментальных моделей.
Н.А. Проворов
