Miksi yritykset eivät pysty pakottamaan GM-vehnää maailmaan?

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Science-lehti julkaisi elokuun alussa kahden bioteknikon manifestin, että maailmasta puuttuu muuntogeeninen vehnä - sen avulla heidän mielestään voitaisiin taistella kehitysmaiden talouksien maatalousaloja uhkaavia vaarallisia tauteja vastaan.

Manifestin luettuaan N + 1 päätti selvittää, miksi markkinoilla ei edelleenkään ole yhtä GM-vehnälajiketta ja tarvitsemmeko sitä todella.

Manifestin kirjoittajat Brande Wulff ja Kanwarpal Dhugga työskentelevät John Innes Biotechnology Centerissä Isossa-Britanniassa ja kansainvälisessä maissin ja vehnän kehittämiskeskuksessa Meksikossa. Science-lehden artikkelissa he eivät raportoi mitään tukea muuntogeenisten lajikkeiden tuottajilta, mutta voittoa tavoittelemattomat järjestöt, jotka rahoittavat molempia keskuksia, edistävät maatalouden biotekniikkaa.

Tiedemiesten mukaan kehittäjien kiinnostuksen puute GM-vehnää kohtaan johtuu ensisijaisesti GMO:eja vastaan taistelevien julkisten aktivistien painostuksesta. Samaan aikaan he kirjoittavat, että geenimuuntelu voisi esimerkiksi suojata vehnää räjähdysvaaralta, vaaralliselta sienitaudilta, joka löydettiin ensimmäisen kerran Brasiliassa ja levisi sieltä Etelä-Amerikkaan ja muille maanosille. Vuonna 2016 saastuneen viljan mukana kuljetettava räjähdystauti löydettiin Bangladeshista, jossa karanteeni on edelleen voimassa ja josta tauti voi levitä Kaakkois-Aasiaan ja saapua Intiaan. Vehnällä vastustuskyky tälle taudille on hyvin alhainen, mutta vastaavat geenit on jo löydetty sen luonnonvaraisesta sukulaisesta, viljasta Aegilops tauschii.

Kirjoittajat uskovat, että Bangladesh olisi halukas ottamaan käyttöön geneettisesti muunnettua vehnää suojautuakseen räjähdystaudilta, koska se hyväksyi äskettäin muuntogeeniset munakoisot ja valmistautuu kasvattamaan muuntogeenisiä perunoita, jotka kestävät myöhäistä ruttoa. Mutta tätä varten jonkun on luotava GM-vehnää, tutkijat kirjoittavat.

Monimutkainen geneettinen esine

Se, mitä kutsumme jokapäiväisessä elämässä vehnäksi, on useita kasveja, pääasiassa pehmeää vehnää (Triticum aestivum) ja durumvehnää (Triticum durum). Ensin mainitusta valmistetaan leipäjauhoja ja vehnämallasta, kun taas jälkimmäisestä valmistetaan couscous, bulgur, perinteinen italialainen pasta ja muut tuotteet. Durumvehnän osuus kaikesta viljellystä vehnästä on vain 5-8 prosenttia; YK:n elintarvike- ja maatalousjärjestön (FAO) virallisten tilastojen mukaan ihmiskunta kasvatti vuonna 2016 vähintään 823 miljoonaa tonnia vehnää 221 miljoonan hehtaarin viljelyalalla. Tämä tekee vehnästä toiseksi suurimman sadon kokonaistuotannossa maissin jälkeen.

Kaikki maailmassa kasvatettu ja myytävä vehnä ei kuulu GMO:ihin: nyt missään maassa ei ole hyväksytty kaupalliseen viljelyyn mitään muuntogeenistä vehnää. YK:n biologista monimuotoisuutta koskevan yleissopimuksen pohjalta, joka kerää tietoja viljeltyjen kasvien muuntogeenisistä lajikkeista, tavallisesta vehnästä on rekisteröity vain yhdeksän lajiketta, joilla on erilaisia ominaisuuksia rikkakasvien torjunta-aineresistenssistä korkeaan proteiinipitoisuuteen (pohja ei tietenkään kata kaikkia hankkeita ja maita, koska kaikki osavaltiot – esimerkiksi Yhdysvallat tai Venäjä – eivät ole ratifioineet Cartagenan bioturvallisuuspöytäkirjaa tähän yleissopimukseen). Mutta mikään näistä lajikkeista ei ole mennyt pidemmälle kuin kokeellisten viljelykasvien hyväksyminen tieteellisiin tarkoituksiin. Tietokannassa ei ole tietoja durumvehnän GM-lajikkeista.

Monsanton kehittämä MON71800 oli lähimpänä hyväksyntää: kuten monet muutkin yrityksen tunnetut GM-lajikkeet, MON71800 kestää glyfosaattia (tämä on ns. Roundup Ready -vehnä). Vuonna 2004 yritys jopa sai tarvittavan hyväksynnän Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkeviranomaiselta, mutta ei suorittanut hyväksymisprosessia toiselta virastolta, EPA:lta. Media kirjoitti sitten, että hanke, joka kesti vähintään 5 miljoonaa dollaria ja seitsemän vuotta, rajoittui viljelijöiden vastustuksen vuoksi, koska he pelkäsivät, että muuntogeenisen vehnän leviäminen Yhdysvalloissa eväisi heiltä pääsyn skeptisille Euroopan markkinoille. Monsanto N + 1 ei vastannut erityiseen kysymykseen siitä, kehittääkö yritys tällä hetkellä muuntogeenisiä vehnälajikkeita, mutta sanoi olevansa "sitoutunut jatkuvaan vehnän innovaatioon biotekniikan ja geneettisen muokkauksen avulla".

Ajoittain uutisia muuntogeenisten lajikkeiden kehityksestä ilmestyi vuoden 2004 jälkeen: esimerkiksi yksi Monsanton kumppaneista, intialainen Mahyco, aikoi vuonna 2013 tehdä kenttäkokeita herbisidejä sietävälle vehnälle (kysymykseen N + 1, yritys vastasi, että nyt se ei käsittele GM-vehnää). Syngenta teki myös fusarium-piikille vastustuskykyisen GM-vehnän tutkimuksen, mutta tämä projekti keskeytettiin, kertoo Venäjän Syngentan IVY-maiden kasvien lajikkeiden ja bioteknisten ominaisuuksien sääntelyjohtaja Igor Chumikov. Bayer CropScience sanoi viime vuonna, ettei se näe GM-vehnää globaalina prioriteettinaan vaan hybridejä.

N + 1:n haastattelemien asiantuntijoiden mukaan ainakin 500 muuntogeenistä vehnää on maailmassa testausvaiheessa eri vaiheissa, ja koska Amerikan ja Euroopan markkinoilla ei ollut kiinnostusta siihen, johtajia olivat esimerkiksi Australia ja Kiina. Australiassa kansallinen tutkimusorganisaatio CSIRO haki tänä keväänä lupaa durum- ja pehmeävehnän testaamiseen vehnän ruosteen, viljan sienitaudin, vastustuskyvyn suhteen. Testien suunniteltiin kestävän viisi vuotta; ilmeisesti CSIRO sai luvan niille (organisaatio itse ei kyennyt vastaamaan N + 1 kysymykseen). Vuonna 2017 korkeasatoisen muuntogeenisen vehnän testaus aloitettiin Isossa-Britanniassa, ja se jatkuu siellä vuoden 2019 loppuun asti.

Samaan aikaan hyväksyttyjen lajikkeiden puute ei tarkoita, etteikö GM-vehnää kasvaisi missään päin maailmaa: tarinoita siitä, kuinka jossain pelloilla luvatta ja tuntematonta, mistä geneettisesti muunnettua vehnää löytyy, on tapahtunut ainakin vuodesta 1999 lähtien.. Yksi tällainen tarina tapahtui Kanadassa viime kesänä: tämän vuoden kesäkuussa Kanadan viranomaiset vahvistivat, että rikkakasvien torjunta-ainekäsittelystä selvinnyt vehnä Etelä-Albertan maantien varrella osoittautui geneettisesti muunnetuksi (mikä lajike se oli, ei määritelty; vuonna 2017 maassa Muuntogeeniselle vehnälle ja hybridivehnälle tehtiin 54 rajoitettua kenttäkoetta, joista 39 kohdistettiin erityisesti rikkakasvien torjunta-aineresistenssiin – yhtäkään niistä ei suoritettu Albertassa.) Tämän odottamattoman vehnän vuoksi Japani ja Etelä-Korea keskeyttivät vehnän tuonnin Kanadasta, ja kanadalaisen ministerin piti soittaa EU-kollegalleen ja selittää, että tätä vehnää ei löytynyt muualta kuin yhdeltä pellolta Albertasta.

”Kaikista nykyisin viljellyistä viljelykasveista vehnä on ehkä yksi vaikeimmista valintakohteista. Tavallinen vehnä on polyploidi, sillä on heksaploidinen genomi (solun ydin sisältää kolme alkeisgenomia A, B ja D, eli kuusi sarjaa kromosomeja, niitä on 42 - N + 1). 99 prosenttia kaikista nykyään viljellyistä lajikkeista on juuri leipävehnälajikkeita, jotka ovat geneettisesti hyvin monimutkaisia. Lisäksi vehnä kuuluu yksisirkkaisten luokkaan, joten kaikki sen geenimuuntelutyöt olivat vähemmän onnistuneita verrattuna muihin viljelykasveihin ja aloitettiin myöhemmin , kertoo Dmitri Miroshnichenko, BIOTRONin ilmentämisjärjestelmien ja kasvin genomin modifioinnin laboratorion vanhempi tutkija. Bioorgaanisen kemian instituutissa RAS.

Symbolinen este

Vehnän kanssa työskentelyn vaikeudet eivät rajoitu itse satoon: Miroshnichenko sanoo, että teknologinen viive liittyy metodologisiin ongelmiin. Kaikkien viljelmien geneettiseen muuntamiseen käytetään kahta standardimenetelmää: agrobakteeritransformaatiota, kun geenejä siirretään käyttämällä Agrobacterium-suvun bakteereja ja niiden plasmideja, sekä bioballistista menetelmää, geneettisten sekvenssien siirtoa ns. geenipyssyllä - a. laite, joka "ammuttaa" raskasmetallihiukkasia DNA:sta samojen plasmidien muotoon. Tutkijan mukaan nyt Euroopassa, Yhdysvalloissa, Aasiassa ja muissa maissa sallitaan vain GM-kasvit, jotka on saatu agrobakteerimenetelmällä, jossa voidaan vahvistaa, että muunnetun genomissa on vain yksi vieras insertti. kasvi, eikä useita, kuten tavallista antaa bioballistiikkaa. Siirtogeeniselle vehnälle agrobakteerimenetelmä on kehitetty vasta viimeisen kymmenen vuoden aikana, Miroshnichenko sanoo.

"Kaksikymmentä vuotta sitten kaikki odottivat GM-vehnän kaupallisen viljelyn olevan huomenna. Epäilen, että näin ei tapahtunut useista syistä, ja monet näistä syistä ovat yhteisiä vehnällä ja riisillä. Asia ei tietenkään ole siinä, että näiden lajikkeiden luomiselle olisi merkittäviä bioteknisiä esteitä”, toteaa kasvigenomiikan asiantuntija Hugh Jones Aberystwythin yliopistosta Walesista. Jones uskoo, että suhtautuminen vehnään on yhteiskunnassa erilainen kuin esimerkiksi maissiin tai soijapapuihin: monille kansoille "vehnällä on suuri kulttuurisymboliikka". Siksi hän epäilee, että negatiiviset asenteet GM-vehnää kohtaan ovat syvempiä kuin muita elintarvikkeita. Miroshnichenko on samaa mieltä:”Sosiaalisesta näkökulmasta vehnä on tärkein viljasato, se on leipää ja niin edelleen. Yleisö suhtautuu sen geneettiseen muuntamiseen negatiivisesti."

Jones sanoo, että pragmaattisempia vaikeuksia on: vehnä on myydyin sato ja hyödyke, ja GM-vehnää on vaikea erottaa tavallisesta vehnästä. Vaikka yksi maa sallisi muuntogeenisen vehnän viljelyn, se kohtaa välittömästi vientikiellot muihin maihin, jotka ovat erittäin tiukat bioturvallisuuden uhan vuoksi. Jos muuntogeeninen vehnä on sallittua, se on sallittava kaikkialla, tutkija sanoi.

Kanwarpal Dugga, yksi manifestin kirjoittajista Science-lehdessä, huomauttaa N + 1 -lehden haastattelussa, että lähes kaikki markkinoilla olevat GM-kasvilajikkeet kehitettiin, testattiin ja kasvatettiin Yhdysvalloissa, ja sieltä ne menivät muille markkinoille (lukuun ottamatta Intiassa luotuja Bt-munakoisoja, jotka kestävät tuhohyönteisiä). "Huolimatta kaikista turvallisuustiedoista, jotka on kerätty 20 vuoden aikana GM-maissista ja muuntogeenisistä soijapavuista, niitä ei vieläkään kasvateta Amerikan ulkopuolella", Dougga sanoo ja lisää, että amerikkalaiset viljelijät vievät puolet kaikesta kasvattamastaan vehnästä. GM vehnä - ohjaavat väistämättä tuontimaat.

Samaan aikaan Dougga ei usko, että vehnä eroaisi pohjimmiltaan muista GM-kasveista kuluttajien hylkäämisen suhteen, koska kaikissa maissa, joissa vallitsee GMO-vastainen mieliala, ne liittyvät ensisijaisesti ruokaan, jota ihmiset itse syövät. esimerkiksi eläimet. "Jopa Euroopan aktiivisimmat GMO:ien vastustajat - Itävalta, Ranska, Saksa - tuovat muuntogeenistä maissia ja muuntogeenisiä soijapapuja rehuksi", tutkija toteaa.

Kuluttaja ei näe siitä mitään hyötyä

– Vehnällä ei ole yhtä erityistä ominaisuutta, jolla olisi suuri merkitys. Lisäksi alalla ei ole yksimielisyyttä siitä, mikä ominaisuus olisi arvokkain”, sanoi William Wilson, muuntogeenisen vehnän asiantuntija ja professori North Dakota State Universitystä. Dmitri Miroshnichenko sanoo, että useimmista muista kaupallisista GM-kasveista saadut ominaisuudet - rikkakasvien torjunta-aineresistenssi ja hyönteisresistenssi - eivät ole merkityksellisiä vehnälle: "Nämä kaksi ominaisuutta eivät ole niitä, joita ei pitäisi käsitellä ensiksi, koska niillä on rajoitettu kaupallinen arvo vehnän viljelyssä. Kun Monsanto haki Yhdysvalloista vuonna 2004 lupaa kasvattaa rikkakasvien torjunta-aineita kestävää GM-vehnää, se peruutti hakemuksen juuri siksi, että GM-ominaisuudella oli vähän kaupallista arvoa. Kielteinen asenne GM-vehnän viljelyyn sillä hetkellä "yli" mahdollisen kaupallisen menestyksen", sanoo tutkija.

Ominaisuudet, joita ihminen todella haluaisi saada GM-vehnästä, ovat samoja ominaisuuksia, joiden kanssa kasvattajat kamppailevat, Miroshnichenko huomauttaa. Ensinnäkin se on kestävyyttä epäsuotuisille tekijöille - riippuen siitä, missä vehnää kasvatetaan, se on joko kuivuutta ja korkeita lämpötiloja tai päinvastoin alhaisia lämpötiloja ja pakkasia, samoin kuin kestävyys maaperän lisääntyneelle suolapitoisuudelle jne. päällä. Toinen erittäin kysytty ominaisuusryhmä on vastustuskyky kasvipatogeeneille, erityisesti useille sienitaudeille, joita ovat fusarium, ruoste, härmäsieni ja niin edelleen”, hän sanoo. Näillä alueilla geenimuunneltua vehnää tutkitaan paljon, vaikka eksoottisempiakin ideoita on: esimerkiksi Australiassa CSIRO kehittää vehnää, joka alentaa veren kolesterolitasoa lisääntyneen beetaglukaanipitoisuuden vuoksi.

Toistaiseksi näillä alueilla ei ole saatu selviä menestyksiä: amerikkalaiset, eurooppalaiset ja kiinalaiset "ovat keskittyneet yksinkertaisempiin kulttuureihin, jotka vaikuttaisivat nopeammin", lisää Miroshnichenko. – Vehnällä on pitkään ollut kysymys siitä, mikä ominaisuus voidaan muunnella geneettisesti siten, että sillä olisi kaupallisesti konkreettinen vaikutus sadon kasvuun epäsuotuisissa olosuhteissa, kun taas suotuisina vuosina sato ei laske. Verrattuna muihin kasveihin, erityisesti kaksisirkkaisiin, näennäisesti samojen geenien muuntaminen ei toisinaan johda odotettuihin vaikutuksiin vehnässä”, tutkija sanoo.

Wilson huomauttaa, että käytännössä mikä tahansa ominaisuus, joka parantaa sadon laatua ja alentaa kustannuksia viljelijöille, olisi erittäin hyödyllinen. "Viljelijät haluaisivat saada [GM-vehnää]… Tämä voisi lisätä satoja, vähentää kustannuksia ja riskejä sekä parantaa laatua. Mutta kuluttajat ovat tässä tapauksessa erittäin äänekäs vähemmistö”, tutkija sanoo.

Samalla Dougga näkee ongelman laajemmin: useimmissa nykyään muuntogeenisissä viljelykasveissa niiden uudet hyödylliset ominaisuudet ovat hyödyksi viljelijöille, eivät kuluttajille. "Ehkä jos meillä olisi muuntogeenisiä vehnälajikkeita, joista olisi hyötyä kuluttajille esimerkiksi ilmeisten terveyshyötyjen muodossa, tilanne GM-vehnän vastustuksessa voisi muuttua", tutkija ehdottaa.

"CRISPR-vehnän" tulevaisuus

Marraskuussa 2009 Nature Biotechnology -lehti julkaisi artikkelin, jossa GM-kasvien kehittäjät "käänsivät kasvonsa" jälleen vehnään: Monsanto lupasi ensimmäiset GM-lajikkeet jo sillä vuosikymmenellä ja Bayer CropScience - joka nykyään suosii geneettistä muuntamista. hybridit - yhdessä australialaisen CSIRO:n kanssa suunnitteli tuovansa tuotteensa markkinoille vuoteen 2015 mennessä. Kymmenen vuotta myöhemmin N + 1:n tutkimat tutkijat ovat edelleen optimistisia, mutta eri syistä.

”Uskon, että bioteknistä vehnää tulee joka tapauksessa näkyviin, sillä CRISPR/Cas-järjestelmillä tehty genomieditointitutkimus on edistänyt tämän suunnan kehitystä viimeisen viiden vuoden aikana. Uskon, että lupaavia bioteknisen vehnän lajikkeita ilmaantuu varmasti lähitulevaisuudessa, koska Kiinassa ja Yhdysvalloissa on jo melko hyvää kehitystä, analogisesti riisin tai maissin kanssa”, Miroshnichenko sanoo.

William Wilson panee toiveensa myös CRISPR / Cas:iin ja muihin genomipisteiden muokkaustekniikoihin: hänen mielestään asiat paranevat "CRISPR-vehnän" kanssa. Dougga on samaa mieltä viitaten Corteva AgriSciencen (aiemmin DuPont Pioneer) vahamaiseen maissiin, joka valmistautuu markkinoille. Miroshnichenko sanoo, että kiinalaiset tutkijat ovat jo raportoineet mahdollisesta genomimuokkauksesta yhdessä Mlo-vehnän geenilokuksesta, joka on epäsuorasti vastuussa fytopatogeenien vastustuskyvystä. "Mutta ei vielä tiedetä, kuinka paljon tämän geenin muutos vaikuttaa kasvin satoon ja muiden ominaisuuksien ilmenemiseen, tämä on vielä tutkimusvaiheessa", tutkija toteaa. Vastaavia tutkimuksia on tekeillä Yhdysvalloissa. Toinen ryhmä kiinalaisia tutkijoita osoitti, kuinka CRISPR / Cas voi auttaa voittamaan heksaploidisen vehnän vaikeudet, joissa vakaan uuden ominaisuuden saamiseksi on tehtävä samat muutokset kaikkiin geenikopioihin.

Lopuksi tutkijat toivovat, että CRISPR / Cas auttaa kehittämään hybridivehnää, jota ei tällä hetkellä ole markkinoilla - itsepölyttävien vehnähybridien massatuotanto on teknisesti vaikeaa.”Mielestäni tällä suunnalla on suuri potentiaali. Monet nykyaikaiset viljelykasvit - soijapavut, maissi, tomaatit, paprikat ja niin edelleen - ovat kaikki hybridejä, jotka voivat lisätä satoa ja sietokykyä. Agroteknisillä menetelmillä voidaan jo sanoa, että olemme saavuttaneet vehnän sadon lisäämisen kynnyksen. Hybridien ilmestyminen auttaa lisäämään merkittävästi satoa tulevaisuudessa”, Miroshnichenko sanoo. Syngentan Igor Chumikov kiinnittää huomiota perinteisillä jalostusmenetelmillä saatuun hybridivehnään: hänen mukaansa hybridivehnällä "saada laatu, joka on paljon korkeampi kuin lajikevehnän laatu". Syngenta on kehittänyt talvihybridivehnää EU:lle viimeisten vuosien ajan ja aikoo tuoda sen markkinoille "seuraavien kolmen-viiden vuoden aikana", Chumikov sanoi.

On totta, että Euroopan yhteisöjen tuomioistuin tämän vuoden heinäkuussa järkytti CRISPR-harrastajia todellisuudessa rinnastamalla tällaisen kehityksen GMO:ihin: tämä tarkoittaa ilmeisesti sitä, että ainakin yhdellä suurella ja tärkeällä vehnämarkkinoilla ongelmat tällaisten tuotteiden käsityksessä eivät katoa. Kun maailma selvittää, mitä pidetään geneettisenä muuntamisena ja mikä ei, "parannettu" vehnä ei ehkä koskaan pääse pois noidankehästä, jossa koko ihmiskunnan on hyväksyttävä se kerralla, ja tiedemiesten kehotukset "ei jättää vehnä orvoksi muuntogeenisten viljelykasvien joukossa" ei jää kuultavaksi.