Применение безвременника и колхицина

Кроме медицинского, колхицин имеет и иное применение, которое основано на его весьма любопытном свойстве вызывать при контакте с делящимися растительными клетками явление полиплоидии. Это явление было впервые открыто русским ученым И. И. Герасимовым в 1890 г. В полиплоидных клетках увеличивается количество хромосом — важнейших элементов аппарата наследственности.

Растениеводы уже давно отмечали случаи возникновения в природе странных форм растений, которые часто были значительно выше своих сородичей, имели более крупные цветки и плоды. Цитологические исследования показали, что растения-великаны — полиплоиды, изредкa возникающие в природе под влиянием некоторых факторов внешней среды.

Многие культурные растения оказались природными полиплоидами. Например, современные сорта твердой пшеницы (28 хромосом) и мягкой (42 хромосомы) являются полиплоидами пшеницы-однозерновки, в клетках которой содержится по 14 хромосом. Современные сорта картофеля, хлопчатника, сахарного тростника и многих других сельскохозяйственных культур имеют увеличенный набор хромосом по сравнению со своими дикими предками. По этому поводу известный советский ботаник П. М. Жуковский справедливо заметил: «Человечество питается в основном продуктами растительной полиплоидии».

С момента открытия явления полиплоидии генетики всех стран стали изыскивать возможность использования его для решения задач по созданию форм растений с более ценными хозяйственными качествами. Однако до 1937 г. ученые не располагали надежными и удобными методами воспроизведения этого интереснейшего явления. Б 1937 г. американские ученые Эйгсти, Блэксли и Айвери обнаружили, что при действии колхицина на семена растений из них развиваются полиплоидные формы. Наконец-то селекционеры получили надежный и весьма простой метод для получения полиплоидных форм растений. Достаточно было обработать семена слабым раствором колхицина и посеять. Конечно, задача создания ценных полиплоидных сортов растений была более сложной, чем это может показаться на первый взгляд. Дело в том, что из обработанных растворов колхицина семян вырастали видоизмененные растения, зачастую уродливые. Нужен был опытный глаз селекционера, чтобы из этой пестрой картины отобрать наиболее ценные формы. Работа по отбору на этом не заканчивалась, а продолжалась еще ряд лет, пока нужный полезный признак не закреплялся прочно за потомством. В числе первых, кто сразу же оценил значение и возможности нового метода, были наши советские ученые академик А. Р. Жебрак, В. В. Сахаров и др. С помощью колхицина Жебрак вывел новые сорта пшеницы, устойчивые к различным грибковым заболеваниям, с неполегаемой соломиной и высоким абсолютным весом зерна. Сахаров получил высокопродуктивные формы полиплоидной гречихи. Другими советскими учеными получены ценные полиплоидные формы кок-сагыза, хлопчатника яровой ржи, проса, льна и др.

Долгое время, 128  лет, колхицин считался единственным алкалоидом безвременника. Это обстоятельство вызывало удивление у исследователей, так как у других растений алкалоидов обычно содержится несколько. Из мака, например, было выделено более 20 различных алкалоидов, из различных видов хинного дерева — около 24 алкалоидов, у других алкалоидоносных растений содержится минимум 3 - 5 различных алкалоидов. Только безвременник и клещевина составляли исключение из общего правила: в них было найдено только по одному алкалоиду.

В 1948 г. чехословацкий химик Шантавый начал углубленное систематическое изучение химического состава безвременника и за сравнительно короткий срок выделил из него около 20 новых алкалоидов. Один из этих алкалоидов, названный Шантавым веществом F, нашел применение в терапии кожного рака, В 1952 г. советский исследователь В. В. Киселев выделил из другого вида этого растения — безвременника великолепного, широко распространенного на высокогорных лугах Кавказа,— алкалоид колхамин, оказавшийся идентичным веществу F Шантавого. Препарат этого алкалоида — колхаиновая мазь — оказался весьма эффективным средством при лечении рака кожи.

Далее >> Гликозиды