Prečo sa korporáciám nedarí presadiť svetu GM pšenicu?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Časopis Science zverejnil začiatkom augusta manifest dvoch biotechnológov, že svetu chýba geneticky modifikovaná pšenica – s jej pomocou by sa podľa nich dalo bojovať s nebezpečnými chorobami, ktoré ohrozujú poľnohospodárske sektory ekonomík rozvojových krajín.

Po prečítaní manifestu sa N + 1 rozhodli zistiť, prečo na trhu stále nie je ani jedna GM odroda pšenice a či ju skutočne potrebujeme.

Autori manifestu, Brande Wulff a Kanwarpal Dhugga, pracujú v Biotechnologickom centre Johna Innesa v Spojenom kráľovstve a Medzinárodnom stredisku na zlepšenie kukurice a pšenice v Mexiku. V článku pre Science neuvádzajú žiadnu podporu od producentov GM odrôd, no neziskové organizácie, ktoré obe centrá financujú, presadzujú poľnohospodársku biotechnológiu.

Podľa vedcov je nezáujem o GM pšenicu medzi developermi spôsobený predovšetkým tlakom verejných aktivistov bojujúcich proti GMO. Zároveň píšu, že genetická modifikácia by mohla napríklad chrániť pšenicu pred výbuchom, nebezpečnou hubovou chorobou, ktorá bola prvýkrát objavená v Brazílii a odtiaľ sa rozšírila do Južnej Ameriky a ďalších kontinentov. V roku 2016 sa v Bangladéši, kde je stále udržiavaná karanténa, a odkiaľ sa choroba môže šíriť po juhovýchodnej Ázii a dostať sa do Indie, zistila epidémia, ktorá sa prenáša s kontaminovaným obilím. U pšenice je odolnosť voči tejto chorobe veľmi nízka, ale zodpovedajúce gény sa našli už aj u jej voľne žijúcej príbuznej, obilniny Aegilops tauschii.

Autori sa domnievajú, že Bangladéš by bol ochotný zaviesť geneticky modifikovanú pšenicu na ochranu pred plesňovou chorobou, keďže nedávno schválil GM baklažán a pripravuje pestovanie GM zemiakov, ktoré sú odolné voči plesni. Ale na to bude potrebné, aby niekto vytvoril GM pšenicu, píšu vedci.

"Komplexný genetický objekt"

To, čo v každodennom živote nazývame pšenicou, je niekoľko druhov rastlín, predovšetkým mäkká pšenica (Triticum aestivum) a tvrdá pšenica (Triticum durum). Prvý sa používa na výrobu chlebovej múky a pšeničného sladu, zatiaľ čo druhý sa používa na výrobu kuskusu, bulguru, tradičných talianskych cestovín a iných produktov. Tvrdá pšenica predstavuje len 5-8 percent všetkej pestovanej pšenice; Podľa oficiálnych štatistík Organizácie Spojených národov pre výživu a poľnohospodárstvo (FAO) ľudstvo v roku 2016 vypestovalo najmenej 823 miliónov ton pšenice na celkovej obrábanej ploche 221 miliónov hektárov. To robí z pšenice druhú najväčšiu plodinu z hľadiska celkovej produkcie plodín po kukurici.

Všetka pšenica, ktorá sa pestuje a predáva na svete, nepatrí medzi GMO: teraz v žiadnej krajine nie je schválená žiadna odroda GM pšenice na komerčné pestovanie. V základe Dohovoru OSN o biologickej diverzite, ktorý zhromažďuje údaje o GM odrodách kultúrnych rastlín, je registrovaných iba deväť odrôd pšenice obyčajnej s rôznymi vlastnosťami, od odolnosti voči herbicídom až po vysoký obsah bielkovín (základ samozrejme nepokrýva všetky projekty a krajiny, keďže nie všetky štáty – napríklad ani Spojené štáty, ani Rusko – neratifikovali Kartagenský protokol o biologickej bezpečnosti k tomuto dohovoru). Žiadna z týchto odrôd však neprekročila schválenie experimentálnych plodín na vedecké účely. V databáze nie sú žiadne údaje o GM odrodách tvrdej pšenice.

Najviac sa schváleniu priblížil MON71800, vyvinutý spoločnosťou Monsanto: ako mnoho iných známych GM odrôd spoločnosti, aj MON71800 je odolný voči glyfosátu (ide o tzv. Roundup Ready pšenicu). V roku 2004 dokonca spoločnosť dostala potrebný súhlas od amerického Úradu pre kontrolu potravín a liečiv, ale nedokončila schvaľovací proces od inej agentúry, EPA. Médiá potom napísali, že projekt, ktorý trval najmenej 5 miliónov dolárov a sedem rokov, bol obmedzený pre odpor farmárov, ktorí sa obávali, že rozšírenie GM pšenice v Spojených štátoch ich pripraví o prístup na skeptický európsky trh. Monsanto N + 1 neodpovedalo na konkrétnu otázku, či spoločnosť v súčasnosti vyvíja GM odrody pšenice, ale uviedla, že zostáva „zaviazaná neustálej inovácii pšenice prostredníctvom biotechnológií a genetických úprav“.

Z času na čas sa po roku 2004 objavili správy o vývoji GM odrôd: napríklad jeden z partnerov Monsanta, indická spoločnosť Mahyco, sa v roku 2013 chystala vykonať poľné pokusy s pšenicou tolerantnou voči herbicídom (k otázke N + 1 spoločnosť odpovedala, že teraz sa nezaoberá GM pšenicou). Výskum GM pšenice odolnej voči klasovému klasu robila aj spoločnosť Syngenta, ale tento projekt bol pozastavený, hovorí Igor Čumikov, riaditeľ pre reguláciu odrôd a biotechnologické znaky rastlín v SNŠ Syngenta v Rusku. Spoločnosť Bayer CropScience minulý rok uviedla, že za svoju globálnu prioritu nepovažuje GM pšenicu, ale hybridy.

Podľa odborníkov, ktorých oslovil N + 1, je vo svete najmenej 500 odrôd GM pšenice v rôznom štádiu testovania a pri nezáujmu o ňu na americkom a európskom trhu boli lídrami napríklad Austrália, resp. Čína. V Austrálii národná výskumná organizácia CSIRO túto jar požiadala o schválenie na testovanie tvrdej a mäkkej pšenice s odolnosťou voči hrdzi pšenice, plesňovému ochoreniu, ktoré postihuje obilniny. Testy mali trvať päť rokov; zrejme CSIRO na ne dostalo povolenie (samotná organizácia nevedela odpovedať na N + 1 otázok). V roku 2017 sa v Spojenom kráľovstve začalo testovanie GM pšenice s vyššími výnosmi a bude tam pokračovať do konca roka 2019.

Nedostatok schválených odrôd zároveň neznamená, že GM pšenica nerastie nikde na svete: historky o tom, ako niekde na poliach nepovolená a neznáma, kde sa nachádza geneticky modifikovaná pšenica, sa dejú minimálne od roku 1999.. Jeden taký príbeh sa stal minulé leto v Kanade: v júni tohto roku kanadské úrady potvrdili, že pšenica pozdĺž vidieckej cesty v južnej Alberte, ktorá prežila ošetrenie herbicídom, sa ukázala ako geneticky modifikovaná (o aký druh odrody išlo, nebolo špecifikované; v roku 2017 sa v krajine uskutočnilo 54 obmedzených poľných pokusov s GM a hybridnou pšenicou, z ktorých 39 bolo špecificky zameraných na odolnosť voči herbicídom – žiadna z nich sa neuskutočnila v Alberte.) Japonsko a Južná Kórea kvôli tejto nečakanej pšenici pozastavili dovoz pšenice z Kanady a kanadský minister musel zavolať svojmu kolegovi z EÚ a vysvetliť mu, že táto pšenica sa nenašla nikde inde, len na jednom poli v Alberte.

„Zo všetkých plodín, ktoré sa teraz pestujú, je pšenica možno jedným z najťažších objektov na výber. Pšenica obyčajná je polyploid, má hexaploidný genóm (bunkové jadro obsahuje tri elementárne genómy A, B a D, teda šesť sád chromozómov, je ich 42 - N + 1). 99 percent všetkých odrôd, ktoré sa teraz pestujú, sú práve odrody chlebovej pšenice, čo je veľmi zložitý genetický objekt. Okrem toho pšenica patrí do jednoklíčnolistovej triedy, takže všetky práce na jej genetickej modifikácii boli v porovnaní s inými plodinami menej úspešné a začali sa neskôr,“hovorí Dmitrij Miroshnichenko, vedúci výskumník laboratória expresných systémov a modifikácie rastlinného genómu BIOTRON. v Ústave bioorganickej chémie RAS.

Symbolická bariéra

Ťažkosti pri práci s pšenicou sa neobmedzujú len na samotnú plodinu: Miroshnichenko hovorí, že technologické zaostávanie je spojené s metodologickými problémami. Na genetickú modifikáciu všetkých kultúr sa používajú dve štandardné metódy: agrobakteriálna transformácia, kedy sa gény prenášajú pomocou baktérií rodu Agrobacterium a ich plazmidov, a biobalistická metóda, prenos genetických sekvencií pomocou tzv. zariadenie, ktoré „vystreľuje“častice ťažkých kovov z DNA do podoby rovnakých plazmidov. Podľa vedca sú teraz v Európe, USA, Ázii a ďalších krajinách povolené len GM rastliny, ktoré boli získané agrobakteriálnou metódou, pri ktorej je možné potvrdiť, že v genóme modifikovaného génu je prítomný iba jeden cudzí inzert. rastlina, a nie niekoľko, ako zvyčajne dáva biobalistiku. Pre transgénnu pšenicu bola agrobakteriálna metóda vyvinutá len v posledných desiatich rokoch, hovorí Miroshnichenko.

„Pred dvadsiatimi rokmi každý očakával, že komerčné pestovanie GM pšenice bude zajtra. Mám podozrenie, že sa to nestalo z niekoľkých dôvodov a mnohé z týchto dôvodov sú spoločné pre pšenicu a ryžu. Ide, samozrejme, nie o to, že by existovali nejaké významné biotechnologické prekážky pri vytváraní týchto odrôd, “poznamenáva špecialista na rastlinnú genomiku Hugh Jones z University of Aberystwyth vo Walese. Jones verí, že postoj k pšenici v spoločnosti je odlišný od, povedzme, kukurice alebo sóje: pre mnohé národy „má pšenica veľkú kultúrnu symboliku“. Preto má podozrenie, že negatívne postoje k GM pšenici sú hlbšie ako k iným potravinám. Miroshničenko súhlasí: „Zo sociálneho hľadiska je pšenica hlavnou plodinou obilia, je to chlieb a podobne. Verejnosť vníma jeho genetickú modifikáciu negatívne.“

Existuje viac pragmatických ťažkostí, hovorí Jones: pšenica je najobchodovanejšou plodinou a komoditou a je ťažké oddeliť GM pšenicu od bežnej pšenice. Aj keby jedna krajina povolila pestovanie geneticky modifikovanej pšenice, okamžite bude čeliť zákazom vývozu do iných krajín, ktoré budú veľmi prísne kvôli hrozbe biologickej bezpečnosti. Ak je GM pšenica povolená, potom bude musieť byť povolená všade, povedal vedec.

Kanwarpal Dugga, jeden z autorov manifestu v časopise Science, v rozhovore pre N + 1 poznamenáva, že takmer všetky odrody GM rastlín dostupné na trhu boli vyvinuté, testované a pestované v USA a odtiaľ išli na iné trhy (s výnimkou Bt baklažánu s odolnosťou voči hmyzím škodcom, vytvorený v Indii). „Napriek všetkým bezpečnostným údajom zhromaždeným za dvadsať rokov pre GM kukuricu a GM sóju sa stále nepestujú mimo Ameriky,“hovorí Dougga a dodáva, že americkí farmári vyvážajú polovicu všetkej pšenice, ktorú vypestujú. rozhodnutia – prijať alebo neprijať GM pšenica – bude sa nevyhnutne riadiť dovážajúcimi krajinami.

Dougga zároveň neverí, že pšenica sa zásadne líši od iných GM plodín, pokiaľ ide o odmietnutie spotrebiteľov, pretože vo všetkých krajinách, kde existujú nálady proti GMO, sa týkajú predovšetkým potravín, ktoré jedia sami ľudia. napríklad zvieratá. „Dokonca aj najaktívnejší odporcovia GMO v Európe – Rakúsko, Francúzsko, Nemecko – dovážajú GM kukuricu a GM sóju ako krmivo pre zvieratá,“poznamenáva vedec.

Spotrebiteľ nevidí žiadny prínos

„Pre pšenicu neexistuje jediná špecifická vlastnosť, ktorá by bola veľmi dôležitá. Okrem toho v tomto odvetví neexistuje konsenzus o tom, ktorá vlastnosť by bola najcennejšia, “povedal William Wilson, odborník na GM pšenicu a profesor na Štátnej univerzite v Severnej Dakote. Dmitrij Miroshnichenko hovorí, že vlastnosti získané pre väčšinu ostatných komerčných GM plodín – odolnosť voči herbicídom a odolnosť proti hmyzu – nie sú pre pšenicu relevantné: „Tieto dve vlastnosti nie sú tie, ktoré by sa mali riešiť v prvom rade, pretože majú obmedzenú komerčnú hodnotu. pri pestovaní pšenice. Keď spoločnosť Monsanto v roku 2004 požiadala v Spojených štátoch o povolenie na pestovanie GM pšenice tolerantnej voči herbicídom, žiadosť stiahla práve preto, že vlastnosť GM mala malú komerčnú hodnotu. Negatívny postoj k pestovaniu GM pšenice v tej chvíli „prevalcoval“možný komerčný úspech, “- hovorí vedec.

Znaky, ktoré by človek naozaj chcel získať z GM pšenice, sú rovnaké, s ktorými zápasia chovatelia, poznamenáva Miroshnichenko. „Jednak je to odolnosť voči nepriaznivým faktorom – podľa toho, kde sa pšenica pestuje, je to buď sucho a vysoké teploty, alebo naopak nízke teploty a mrazy, ako aj odolnosť voči zvýšenému obsahu solí v pôde a pod. na. Druhou skupinou znakov, ktorá je veľmi žiadaná, je odolnosť voči fytopatogénom, najmä voči mnohým hubovým chorobám, ako sú fuzárium, hrdza, múčnatka a tak ďalej, “hovorí. V týchto oblastiach sa o GM pšenici veľa skúma, aj keď existujú aj exotickejšie myšlienky: napríklad v Austrálii CSIRO vyvíja pšenicu, ktorá znižuje hladinu cholesterolu v krvi vďaka zvýšenému obsahu beta-glukánov.

V týchto oblastiach zatiaľ nie sú žiadne jednoznačné úspechy: Američania, Európania a Číňania sa „zamerali na jednoduchšie kultúry, ktoré by pôsobili rýchlejšie,“dodáva Mirošničenko. „Pri pšenici je už dlhší čas otázka, ktorú vlastnosť možno geneticky modifikovať tak, aby to malo komerčne hmatateľný efekt pri zvyšovaní úrody v nepriaznivých podmienkach a zároveň v priaznivých rokoch výnos neklesá. V porovnaní s inými plodinami, najmä dvojklíčnolistovými, modifikácia zdanlivo rovnakých génov niekedy nevedie u pšenice k očakávaným účinkom,“hovorí výskumník.

Wilson poznamenáva, že v praxi by bola veľmi prospešná každá vlastnosť, ktorá zlepšuje kvalitu plodín a znižuje náklady pre farmárov. „Poľnohospodári by chceli získať [GM pšenicu]… To by mohlo zvýšiť výnosy, znížiť náklady a riziká a zlepšiť kvalitu. Spotrebitelia sú však v tomto prípade veľmi hlasnou menšinou, “hovorí vedec.

Dougga zároveň berie na problém širší pohľad: u väčšiny GM plodín dnes sú ich nové prospešné vlastnosti prospešné pre pestovateľov, nie pre spotrebiteľov. „Možno keby sme mali GM odrody pšenice s benefitmi pre spotrebiteľov, napríklad v podobe nejakých zjavných zdravotných benefitov, situácia s odporom voči GM pšenici by sa mohla zmeniť,“naznačuje vedec.

Budúcnosť "CRISPR-pšenice"

V novembri 2009 publikoval časopis Nature Biotechnology článok, že vývojári GM rastlín opäť „obrátili tvár“k pšenici: Monsanto sľúbilo prvé GM odrody už v tom desaťročí a Bayer CropScience – tá, ktorá dnes uprednostňuje genetickú modifikáciu pred hybridy - spolu s austrálskym CSIRO plánovali uviesť svoj produkt na trh do roku 2015. O desať rokov neskôr sú vedci, ktorých skúmal N + 1, stále optimistickí, ale z iných dôvodov.

„Myslím si, že biotechnologická pšenica sa aj tak objaví, pretože výskum genómových úprav pomocou systémov CRISPR / Cas podnietil vývoj tohto smeru v posledných piatich rokoch. Myslím si, že sľubné odrody biotechnologickej pšenice sa určite objavia v blízkej budúcnosti, pretože v Číne a Spojených štátoch už existuje pomerne dobrý vývoj, analogicky s ryžou alebo kukuricou, “hovorí Miroshnichenko.

William Wilson tiež vkladá svoje nádeje do CRISPR / Cas a ďalších technológií úpravy bodov genómu: podľa jeho názoru to bude lepšie s "CRISPR-wheat". Dougga súhlasí, citujúc voskovú kukuricu Corteva AgriScience (predtým známa ako DuPont Pioneer), ktorá sa pripravuje na vstup na trh. Miroshnichenko hovorí, že čínski vedci už informovali o možnosti genómovej úpravy jedného z génových lokusov pšenice Mlo, ktorý je nepriamo zodpovedný za odolnosť voči fytopatogénom. "Zatiaľ však nie je známe nič o tom, do akej miery zmena tohto génu ovplyvňuje výnos rastliny a prejav iných vlastností, je to stále v štádiu štúdia," poznamenáva vedec. Podobné štúdie sa objavujú aj v Spojených štátoch. Ďalšia skupina čínskych vedcov ukázala, ako môže CRISPR / Cas pomôcť prekonať ťažkosti s hexaploidnou pšenicou, v ktorej na získanie stabilnej novej vlastnosti musia byť vykonané rovnaké zmeny vo všetkých kópiách génu.

Nakoniec vedci dúfajú, že CRISPR / Cas pomôže vyvinúť hybridnú pšenicu, ktorá v súčasnosti nie je na trhu – je technicky náročné hromadne vyrábať hybridy samoopelivé pšenice. „Myslím si, že tento smer má veľký potenciál. Mnohé moderné plodiny – sója, kukurica, paradajky, paprika a tak ďalej – sú všetky hybridy, ktoré môžu zvýšiť výnosy a odolnosť. Agrotechnickými metódami už teraz môžeme povedať, že sme dosiahli hranicu zvýšenia úrod pšenice. Vznik hybridov pomôže výrazne zvýšiť výnosy v budúcnosti, “hovorí Miroshnichenko. Igor Čumikov zo Syngenty upozorňuje na hybridnú pšenicu získanú tradičnými metódami šľachtenia: hybridná pšenica podľa neho umožňuje „poskytovať kvalitu, ktorá je oveľa vyššia ako kvalita odrodovej pšenice.“Syngenta už niekoľko rokov vyvíja ozimnú hybridnú pšenicu pre EÚ a očakáva, že ju uvedie na trh „v priebehu nasledujúcich troch až piatich rokov,“povedal Čumikov.

Je pravda, že Európsky súdny dvor v júli tohto roku trocha rozčúlil nadšencov CRISPR tým, že skutočne prirovnal takýto vývoj k GMO: to zrejme znamená, že aspoň na jednom veľkom a dôležitom trhu s pšenicou problémy s vnímaním takýchto produktov nezmiznú. Kým svet zisťuje, čo sa považuje za genetickú modifikáciu a čo nie, „vylepšená“pšenica sa možno nikdy nedostane zo začarovaného kruhu, v ktorom ju musí schváliť celé ľudstvo naraz a výzvy vedcov „ne nechať pšenicu sirotou medzi GM plodinami“nezostane počuť.