Hodowla transgeniczna - tworzenie ulepszonych odmian GM

Hodowla roślin ma na celu – ulepszanie odmian Wynikiem prowadzonych prac powinno być uzyskanie nowej odmiany w wybranym gatunku uprawnym Hodowla roślin zawsze była i jest związana z ingerencją w genotypy roślin (w materiał genetyczny)

Nowa odmiana pomidora – metodą konwencjonalną Lycopersicon peruvianum Lycopersicon esculentum X Aby pozbyć się „cech” gatunku dzikiego trzeba co najmniej kilku pokoleń i lat Krzyżowanie wsteczne kilka lat Nowa odmiana pomidora – metodą konwencjonalną

W wyniku ewolucji niektórych gatunków rośliny uprawne są mieszańcami międzyrodzajowym np. pszenice Takie mieszańce powstały bez ingerencji człowieka, rośliny „czekały” na udomowienie

Ogromnym osiągnięciem hodowlanym ubiegłego wieku było otrzymanie nowego gatunku uprawnego pszenżyta Ten sukces zawdzięczamy wielu polskim naukowcom i hodowcom, a zwłaszcza zespołom prof. Czesława Tarkowskiego i prof. Tadeusza Wolskiego

X Pszenica pszenica twarda chlebowa żyto pszenżyto Pszenżyto nie jest transgeniczną rośliną i nie zostało zaklasyfikowane jak roślina uprawna – GM Pomimo tego, że jest przykładem genetycznej manipulacji we współczesnej hodowli roślin

Dlaczego biotechnologia przyspiesza otrzymanie odmiany gatunku uprawnego? Czas potrzebny na wyhodowanie odmiany trwa około 12-15 lat Metoda transformacji polega na dodaniu lub zmianie tylko jednej cechy, przez wprowadzenie określonego genu do istniejącego tła genetycznego

Wykorzystanie w hodowli roślin nowych technologii umożliwia tworzenie odmian o wysokim plonie, odpornych na stresy biotyczne i abiotyczne Uprawa odmian GM w świecie w 2008 roku wyniosła 125 mln ha a powierzchnia wzrosła 72-krotnie od roku 1996. Producentami roślin GM są w 92% Stany Zjednoczone, Argentyna, Brazylia i Kanada. Dominujące gatunki roślin to: soja, kukurydza, bawełna i rzepak - czyli ekonomicznie ważne rośliny, uprawiane na dużych powierzchniach. Przeważają odmiany z wprowadzoną odpornością na herbicyd (63%), herbicyd i szkodniki (19%), odmiany odporne na szkodniki (18%).

Odporność na herbicydy Odporność na np. herbicyd Roundap o czynnej substancji glifosat pochodzi z wprowadzenia genów kodujących enzym niewrażliwy na glifosat Jeden gen aroA wyizolowany został z Agrobacterium tumefaciens a drugi ze zmutowanych roślin. Innym sposób to wprowadzenie genu gox, który degraduje glifosat. Gen wyizolowano z bakterii glebowych (Achromobacter i Ochrobacterim antropi)

Soja odporna na herbicyd Zalety: Roundup – nowoczesny herbicyd, biodegradowalny, stosowany jest w małych dawkach, Mniejsze zużycie herbicydów, powoduje ograniczenie zanieczyszczenia środowiska (mniej zużytych opakowań), Zmniejszenie liczby zabiegów, mniej spalonego paliwa, mniej robocizny, tańszy produkt, Wysokie plony o dobrej jakości.

Odporność na stresy biotyczne Stresy biotyczne wywołują patogeny Odporność na wirusy, patogeniczne grzyby i bakterie to stałe poszukiwanie nowych rozwiązań także przy wykorzystaniu transformacji. Źródeł odporności poszukuje się wśród dzikich lub prymitywnych gatunków pokrewnych odmianie uprawnej. Genetyczna odporność na szkodniki zabezpiecza przed używaniem zawsze toksycznych i nie zawsze skutecznych pestycydów.

Papaja - odporna na wirus plamistości

Odporność na omacnicę prosowiankę Fot: Jacek Twardowski Podatna na szkodniki Fot: Jacek Twardowski www.BioTechnolog.pl KUKURYDZA Odmiana GM z genem odporności Bt (cry)

www.BioTechnolog.pl BAWEŁNA - odporna na herbicyd i szkodniki – podwójnie modyfikowana uprawiana w Indiach „ZŁOTY RYŻ” – GM posiada dodatkowo wprowadzone dwa geny z żonkila - odpowiedzialne za tworzenie β-karotenu (prekursor witaminy A)

Ulepszanie cech jakościowych Kawa bez kofeiny - kluczowy enzym dla biosyntezy kofeiny został zablokowany poprzez zastosowanie strategii antysens. Modyfikacje węglowodanów prace nad transgenicznymi ziemniakami - do produkcji frytek o podniesionej zawartości skrobi (małe chłonięcie oleju podczas smażenia)

Dalszy postęp w biotechnologii Technologia GURT, technologia terminatora Symbol GURT (Genetic Use Restriction Technologies) wprowadzony konstrukt warunkuje nową cechę użytkową Zawiera on promotor, który posiada „włącznik” umożliwiający zewnętrzną kontrolę aktywności nowej cechy Technologia ta pozwala: Na ochronę własności intelektualnej (patentowej) wprowadzonych transgenów Ochronę środowiska przed przypadkowym wprowadzeniem transgenów do blisko spokrewnionych roślin w naturalnych zbiorowiskach roślinnych

Dalszy postęp Mechanizm T-GURT (T-trait-specific) może albo aktywować albo na stałe usunąć celowy transgen Odmiana GM z takim systemem jest uprawiana przez producenta, np. zawierająca transgen Bt w formie nieaktywnej, jeżeli populacja szkodnika jest niewielka Aktywacja cechy może być wykonana przez rolnika, w razie konieczności ochrony plantacji, za pomocą odpowiedniego indukcyjnego środka chemicznego

Ostrożność w akceptacji odmian GM w Europie ma częściowo podłoże ekonomiczne, gdyż oznacza utratę zysków ze sprzedaży nasion przez europejskie spółki hodowlano-nasienne, które nie dysponują własnymi transgenicznymi odmianami!

Koegzystencja różnych form Współczesna biotechnologia nazywana jest „genową rewolucją” Nowe transgeniczne odmiany roślin mogą przyczynić się do dalszego rozwoju światowego rolnictwa Ma to ogromne znaczenie w związku z rosnącym przyrostem ludności Wszystko jednak będzie zależeć od społecznej akceptacji Ta z kolei będzie zależała od mądrej legislacji a przede wszystkim szerokiej edukacji społecznej Warunkiem harmonijnego rozwoju jest koegzystencja różnych działów rolnictwa, korzystających z bogactwa technologii i koncepcji A. Anioł, S. Pruszyński, T. Twardowski. Artykuł ZIELONA BIOTECHNOLOGIA – KORZYŚCI I OBAWY. Polska Federacja Biotechnologii .