University of California „Żywność modyfikowana genetycznie” Alan McHughen, D.Phil., University of California Riverside, Ca USA alanmc@ucr.edu

Uprawy GMO na świecie 2007: 114,3 milionów hektarów (wzrost o 12%) Rośliny genetycznie zmodyfikowane uprawiane są obecnie w 23 krajach świata (12/11) W 2007 r. tego typu uprawy prowadziło 12 milionów rolników (11 milionów w krajach rozwijających się); 90% rolników prowadzących „próbne” uprawy GMO przenosi je na kolejny sezon Ograniczenie stosowania pestycydów i uprawy gleby; wyższe plony i dochody Korzyści społeczne i gospodarcze: opieka medyczna, szkoły. Raport o sytuacji na świecie 2007. ISAAA.Org 2/13/08

Kraje o największym areale upraw biotechnologicznych w 2007 r. # 12 Hiszpania* 0,1 mln ha Kukurydza # 16 Francja <0.05 mln ha Kukurydza # 20 Niemcy <0.05 mln ha Kukurydza # 18 Czechy <0.05 mln ha Kukurydza # 23 Polska <0.05 mln ha Kukurydza # 21 Słowacja <0.05 mln ha Kukurydza # 19 Portugalia <0,05 mln ha Kukurydza # 22 Rumunia 0,05 mln ha Kukurydza # 4 Kanada 7,0 mln ha Canola, Kukurydza Soja # 6 Chiny* 3,8 mln ha Bawełna, pomidory, topola, petunia, papaja, słodka papryka # 1 USA 57,7 ha Soja, kukurydza, Bawełna, canola, Kabaczek, papaja, lucerna # 5 Indie* 6,2 mln ha Bawełna # 13 Meksyk* 0,1mln ha Bawełna, soja # 10 Filipiny* 0,3 mln ha Kukurydza # 17 Honduras <0,05 mln ha Kukurydza # 11 Australia* 0,1 mln ha Bawełna # 14 Kolumbia <0,05 mln ha Bawełna, goździki # 15 Chile <0,05 mln ha Kukurydza, Soja, canola # 2 Argentyna* 19,1 mln ha Soja, Kukurydza, Bawełna # 9 Urugwaj* 0,5 mln ha Soja, Kukurydza # 7 RPA* 1,8 mln ha Kukurydza, soja, bawełna # 7 Paragwaj* 2,6 mln ha Soja # 3 Brazylia* 15,0 mln ha Soja, bawełna * 13 tzw. „mega krajów”, w których areał upraw wynosi 50 tys. ha lub więcej Źródło: Clive James, 2007 Raport o sytuacji na świecie 2007. ISAAA.Org 2/13/08

Historia genetycznie modyfikowanego rzepaku nieskoerukowego (canoli) Rzepak to uprawa historyczna, z której uzyskuje się olej bogaty w kwas erukowy oraz śrutę zawierającą glukozynolany Canola zawiera mniejsze ilości kwasu erukowego (<2%) i <30µm glukozynolanów; jest to wysokojakościowy olej spożywczy. Canola pozyskiwana jest z niektórych odmian uprawnych Brassica napus, B. rapa oraz B. juncea. Po raz pierwszy rzepak niskoerukowy uzyskany został w latach 70. XX wieku przy wykorzystaniu metod hodowli bez użycia modyfikacji genetycznej Pierwsze genetycznie zmodyfikowane odmiany canoli zostały wprowadzone na rynek w 1995 r. Obecnie zajmują one 90% areału upraw canoli w USA i Kanadzie.

Produkcja rzepaku niskoerukowego (canola) w USA Produkcja canoli w USA 1 000 ton metrycznych Dane ze strony www.uscanola.com

Metody modyfikacji genetycznej Rekombinacja DNA (rDNA) ------------------------------------- Mutageneza Zmienność somaklonalna Izolowanie zarodków (ang. embryo rescue) Krzyżowanie lub selekcja w ramach danej populacji Insercja Sukcesja/inwazja.

Charakterystyka oleju Cechy agronomiczne „Ucieczka genów” Porównanie rzepaku niskoerukowego (canola) genetycznie zmodyfikowanego i niemodyfikowanego Charakterystyka oleju Cechy agronomiczne „Ucieczka genów” Koegzystencja Bezpieczeństwo żywności i pasz (informacje ogólne) Bezpieczeństwo środowiska (informacje ogólne).

1 litr oleju canola zawiera: Non-GM Canola Monounsaturated fat 610ml Linoleic acid (pufa) 210 Linolenic Aid (pufa) 110 Saturated fat 70 DNA trace or less Protein trace or less Canola niemodyfikowana genetycznie GM Canola 610ml 210 110 70 trace or less Canola zmodyfikowana genetycznie Tłuszcze jednonienasycone Kwas linoleowy (PUFA) Kwas linolenowy (PUFA) Tłuszcze nasycone Ilości śladowe lub mniejsze Ilości śladowe lub mniejsze Ilości śladowe lub mniejsze Białka Ilości śladowe lub mniejsze Ilości śladowe lub mniejsze

Cechy agronomiczne rzepaku / canoli GMO Cecha Niemodyfikowany genetycznie Zmodyfikowany genetycznie Zawartość oleju 43,5-45,2 42,4-45,8 (% suchej masy) Zawartość białka 46,3-48,9 46,2-49,5 w śrucie (%) Okres dojrzewania (w dniach) 100-102 97-103 Wysokość (cm) 103-110 103-113 Wyleganie (0-5) 2,3- 2,7 2,4- 2,8 Reakcja na choroby 0,8- 2,4 1,08-2,11 wywołane patogenem Leptosphaeria (0-5) Dane odzwierciedlają zakresy wartości zawarte w publikacji Transgenic canola candidate trials, PRRCG, 1995.

„Ucieczka genów” w przypadku genetycznie zmodyfikowanego rzepaku /canoli „Ucieczka genów” związana jest z właściwościami poszczególnych gatunków, a nie z konkretnymi cechami. Odporność na herbicydy jest cechą, która może przetrwać zarówno w odmianach transgenicznych, jak i innych, w zależności jednak od właściwości danego gatunku Obawy dotyczące „ucieczki genów” nie ograniczają się wyłącznie do odmian transgenicznych Genetycznie zmodyfikowana canola została skrzyżowana z innymi odmianami canoli, dając początek hybrydom odpornym na wiele różnych herbicydów. Hybrydy te można jednak w łatwy sposób regulować przy pomocy innych herbicydów (np. 2, 4-D) Genetycznie zmodyfikowana canola i jej hybrydy mogą przetrwać, ale ich potomstwo ma mniejszą przydatność użytkową oraz nie kwitnie Hall et al., 2000; Warwick et al., 2008; Canola Council of Canada, 2008.

Koegzystencja z genetycznie zmodyfikowanym rzepakiem / canolą Koegzystencja (przed modyfikacją genetyczną) Canola koegzystuje z rzepakiem przemysłowym Obie te odmiany w ciągły sposób wzajemnie się „zanieczyszczają”, ale niewielka ilość takich „zanieczyszczonych” roślin nie ma wpływu na jakość Hodowcy nasion na co dzień spotykają się z taką koegzystencją Koegzystencja upraw zmodyfikowanych genetycznie z uprawami ekologicznymi może być normalnym zjawiskiem, wymaga jednak rozsądnych poziomów tolerancji.

Wspólne założenia Natura nie pozwala genom przekraczać granic gatunków Konwencjonalne metody hodowli nie przekraczają granic gatunków Rekombinacja DNA zawsze wiąże się z przekroczeniem granic gatunków.

Naturalny przepływ genów między gatunkami Pszenica Agrobacterium Różne Brassicas, które mogą być rozmnażane między sobą Retrowirusy

Tradycyjne uprawy mieszańców międzygatunkowych Inżynieria chromosomowa pszenicy (oraz żyta) Pomidor posiadający ponad 100 genów L. peruvianum Pszenżyto Hybrydy ziemniaków (np. S. brevidans)

Około 38% amerykańskiej pszenicy posiada DNA żyta Friebe et al., Crop Science 39:1692-1696 (1999)

Bezpieczeństwo genetycznie zmodyfikowanego rzepaku / canoli Bezpieczeństwo żywności i pasz Toksyny, alergeny, substancje przeciwodżywcze Bezpieczeństwo środowiska Niedopuszczenie do przekształcenia się w inwazyjne i trujące chwasty.

Bezpieczeństwo genetycznie zmodyfikowanej żywności: wnioski Cała żywność jest genetycznie modyfikowana z wykorzystaniem tej lub innej metody. Wszystkie formy hodowli roślin obejmują zmiany DNA rośliny, zwierzęcia lub drobnoustroju. Zagrożenia związane z żywnością genetycznie modyfikowaną zostały porównane z zagrożeniami wynikającymi z innych form hodowli:

Selekcja z jednorodnej populacji Selekcja z niejednorodnej populacji Skrzyżowanie istniejących zatwierdzonych odmian roślin* Rekombinacja DNA za pomocą Agrobacterium, przenoszenie genów z blisko spokrewnionych gatunków Tradycyjne krzyżowanie blisko spokrewnionych gatunków przez pyłki Tradycyjne krzyżowanie daleko spokrewnionych gatunków przez pyłki lub izolacja zarodków Hybrydyzacja somatyczna Zmienność somaklonalna Rekombinacja DNA z zastosowaniem metody biolistycznej, przenoszenie genów między blisko spokrewnionymi gatunkami Rekombinacja DNA za pomocą Agrobacterium, przenoszenie genów z daleko spokrewnionych gatunków Rekombinacja DNA z zastosowaniem metody biolistycznej, przenoszenie gemów z daleko spokrewnionych gatunków Mutageneza, mutageneza chemiczna, promieniowanie jonizacyjne Mniejsze prawdopodobieństwo Większe prawdopodobieństwo * z uwzględnieniem wszystkich metod hodowli Prawdopodobieństwo wystąpienia niepożądanych skutków (skala arbitralna)

Niezamierzone skutki: rośliny niemodyfikowane genetycznie Ziemniak z wysoką zawartością solaniny (kilka odmian) Seler naciowy ze zbyt wysoką zawartością psolarenu Pomidory z wysoką zawartością tomatyny Kiwi zawierające alergeny Kabaczek z wysoką zawartością kukurbitacyny E Prawdopodobnie wiele innych przypadków nie zostało jeszcze poznanych, zauważonych, udokumentowanych.

Wnioski NAS/IOM Inżynieria genetyczna NIE wiąże się nieodłącznie z ryzykiem Żywność zawierająca nową substancję, lub w przypadku której zmieniony został poziom normalnych składników, powinna być poddawana kontroli pod kątem bezpieczeństwa, niezależnie od zastosowanej metody hodowli Nawet jeśli skład nowej zmodyfikowanej żywności, zarówno genetycznie, jak i w inny sposób, jest zbliżony do tradycyjnej wersji, nie może to uzasadniać ograniczenia kontroli lub jej braku

Dalsze wnioski NIE udokumentowano żadnych negatywnych skutków spożywania żywności genetycznie modyfikowanej Zarzuty dotyczące jej szkodliwości są bezpodstawne Modyfikacja genetyczna NIE powinna być przyczyną oceny regulacyjnej Regulacja w oparciu o metodę hodowli jest nieuzasadniona z naukowego punktu widzenia

Szkody wyrządzone środowisku: Źródło Przykład problemu Wcześniejsza kontrola regulacyjna Całe genotypy Inwazje naturalne Zwykłe potomstwo brak Niezamierzona insercja Solanka kolczysta w Ameryce Północnej brak Zamierzona insercja; Krwawnica pospolita; wywłócznik kłosowy niska/brak Zamierzona insercja, Opuncja w Australii niska Niezamierzone przemieszczenie Sorgo w Ameryce Północnej Zamierzona insercja, Zamierzone przemieszczanie Soja w Ameryce Północnej niska Pojedyncze geny Zamierzona insercja, Geny rht w pszenicy niska/umiarkowana Zamierzone przemieszczanie: Canola z rzepaku umiarkowana Organizmy genetycznie zmodyfikowane Nie odnotowano wysoka

Związek szkód wyrządzonych środowisku naturalnemu z: Procesem hodowli – Nie Liczbą zmian genetycznych – Nie Źródłem nowego materiału genetycznego – Zależy Gatunkami i genotypami poddawanymi zmianom – Tak Wprowadzoną cechą – Tak Środowiskiem, do którego wprowadzana jest nowa odmiana – Tak!

Najnowsze oświadczenia z Wielkiej Brytanii Raport podgrupy ACRE z dnia 3 maja 2007 r. “…wpływ zmian sposobu zarządzania w rolnictwie na środowisko może być co najmniej tak istotny, jak w przypadku zmian związanych z uprawami genetycznie modyfikowanymi.” “…różnice… między różnymi uprawami konwencjonalnymi mogą być większe … niż między uprawą genetycznie zmodyfikowaną odporną na herbicydy, a jej niezmodyfikowanym genetycznie odpowiednikiem podatnym na działanie herbicydów.” “Dyrektywa 2001/18 wymaga, aby wpływ danej uprawy genetycznie zmodyfikowanej na środowisko był oceniany wyłącznie w zestawieniu z … jej niezmodyfikowanym odpowiednikiem.”

Kontrola regulacyjna upraw GMO w Stanach Zjednoczonych Ogólne bezpieczeństwo i wydajność upraw GMO USDA (Ministerstwo rolnictwa Stanów Zjednoczonych) Żywność, pasze, bezpieczeństwo FDA (Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków) Środowisko EPA (Agencja Ochrony Środowiska), USDA

Instytucje naukowe lub medyczne wyrażające opinie na temat żywności genetycznie zmodyfikowanej Opinie zasadniczo negatywne Opinie zasadniczo pozytywne Amerykański Narodowy Komitet Nauki (U.S. National Research Council - NRC) Amerykańska Akademia Nauk (U.S. National Academy of Sciences - NAS) Amerykańskie Stowarzyszenie Medyczne (American Medical Association - AMA) Amerykańskie Ministerstwo Rolnictwa (U.S. Department of Agriculture - USDA) Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (U.S. Environmental Protection Agency - EPA) Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (U.S. Food and Drug Administration - FDA) Amerykańskie Towarzystwo na rzecz Biologii Roślin (American Society for Plant Biology - ASPB) Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) Organizacja ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO) Towarzystwo Królewskie (Royal Society - Londyn) Brazylijska Akademia Nauk, Chińska Akademia Nauk Indyjska Akademia Nauk Meksykańska Akademia Nauk Wspólny Ośrodek Badawczy UE (9/2008)

Odmiany uprawne canoli / rzepaku odporne na działanie herbicydów Canola odporna na herbicydy: Grupa Imidazolinon 2. Inhibitor ALS/AHAS Trifluralina 3. Inhibitor mitozy Bromoksynil 4. PGR Triazyna 5. Inhibitor fotosyntezy Glyfosat 9. Inhibitor syntezy kwasu EPSP Glufozynat 10. Inhibitor syntezy glutaminianu.

Ekonomika rzepaku / canoli odpornych na herbicydy USA Wzrost plonów na przestrzeni wszystkich lat = +6% Zysk netto w $/ha Odporność na glifosat: 1999-2001=$60,75; 2002-2003=$67; Od 2004 r. =$69; Odporność na glufozynat: Wszystkie lata do 2003 r.=$44,89; Od 2004 r. =$44; *na podstawie Carpenter i Gianessi (2001), Sankula i Blumenthal (2003, 2005) Kanada Wzrost plonów na przestrzeni wszystkich lat = +10,7% Zysk netto w $/ha; Wszystkie lata = $39 Inne korzyści: 10-proc. wzrost plonów; Niższe opłaty dokowe dzięki większej czystości ziarna; Mniejszy zakres praktyk uprawy, Mniejsza liczba operacji wykonywanych na polu (wzruszanie gleby, bronowanie, nawożenie i ugorowanie); Stwierdzono również mniejsze zużycie paliwa Mniejsze ilości zastosowanych herbicydów Niższe nakłady na herbicydy (40%) *na podstawie danych Canola Council of Canada (2001) Brookes, P. i G. Barfoot, 2006. AgBioForum 9 (3) 139-151

Udokumentowane korzyści z upraw biotechnologicznych Rolnicy Wyższe plony Niższe koszty substancji chemicznych Czystsze pola Mniejsze zużycie paliwa Mniejszy zakres praktyk uprawy.

90% rolników uprawiających rzepak canola wybiera odmiany GMO 50% -- Łatwiejsze i skuteczniejsze zwalczanie chwastów 19% -- Większe plony, dochód 18% -- Zwalczanie szczególnych chwastów (wiechlinowate) 15% -- Zwalczanie szczególnych chwastów (dwuliścienne) 10% -- Niższe koszty netto 9% -- Badanie genetycznie zmodyfikowanych i niemodyfikowanych odmian uprawnych 7% -- Do uporządkowania „zanieczyszczonych” lub zachwaszczonych pól. Canola Council of Canada, 2001

Canola Council of Canada, 2001 10% rolników uprawiających rzepak canola nie decyduje się na odmiany GMO 19% niezadowoleni z warunków umowy 18% ogólne koszty odmian GMO 16% obawy dotyczące dostępu do rynku 12% zadowoleni z dotychczasowych odmian 11% obawy dotyczące odporności na chwasty 9% niepokój w odniesieniu do kwestii zdrowotnych Canola Council of Canada, 2001

Udokumentowane korzyści z genetycznie modyfikowanych upraw Konsumenci Bezpieczniejsza żywność (mykotoksyny w kukurydzy) Bezpieczniejsze jedzenie (wzmożona kontrola organów regulacyjnych) Mniej pestycydów Korzyści dla środowiska.

Korzyści dla środowiska z genetycznie zmodyfikowanych upraw Mniejsze obciążenie pestycydami Bezpieczniejsze pestycydy (pozostałości, toksyczność itp.) Lepsza gleba dzięki rzadszej uprawie Mniejsze zużycie paliwa Większa różnorodność Źródła: NCFAP, Plant Biotechnology, czerwiec 2002; listopad 2004 Canola Council of Canada, An agronomic and economic assessment of transgenic canola, 2001 Munkvold, G.P., Hellmich, R.L., i Rice, L.G. 1999. Comparison of fumonisin concentrations in kernels of transgenic Bt maize hybrids and non-transgenic hybrids. Plant Dis. 83:130-138. Wu, F. 2008. http://www.isb.vt.edu/news/2008/news08.Feb.htm

Odmiany GMO w innych krajach Hiszpania: genetycznie zmodyfikowana kukurydza typu Bt, wzrost plonów do 11.8% (JRC UE) Republika Czeska, genetycznie zmodyfikowane nasiona rzepaku odpornego na herbicydy Zysk netto: 20-30 Euro/ha* Australia: genetycznie zmodyfikowane nasiona rzepaku odpornego na herbicydy/Canola Filipiny: genetycznie zmodyfikowana kukurydza typu Bt RPA: genetycznie zmodyfikowana bawełna typu Bt *Marie Čeřovská, www.gate2biotech.com/economy-of-transgenic-crops-evaluated

Australia 10 września 2008 r. Australijska gazeta The Age donosi, że po raz pierwszy w historii w Australii uprawiana jest genetycznie zmodyfikowana odmiana rzepaku canola. “Pan Weidemann zauważa wyraźne zalety genetycznie zmodyfikowanej odmiany rzepaku canola. Wcześniej kiełkuje i z większą energią rośnie niż rzepak canola niezmodyfikowany genetycznie, dzięki swoim szerokim, zdrowym liściom zwycięża nad chwastami. Wymaga jednego spryskania herbicydem w porównaniu z trzema w przypadku niezmodyfikowanej genetycznie odmiany…”.

Genetycznie zmodyfikowana kukurydza typu Bt na Filipinach Kukurydza niemodyfikowana genetycznie 3610 324 pesos filipińskich Genetycznie zmodyfikowana kukurydza typu Bt 4849 34.3% *** 156 pesos filipińskich Plony (kg/ha) Różnica w % Koszty środków owadobójczych Ogólny zysk 14,849 PHP/ha, = 316 USD/ha = 222 EUR/ha Dane z Yorobe, JM i CB Quicoy, 2006.

Genetycznie zmodyfikowana kukurydza typu Bt: odmiana mieszańcowa D

Niemodyfikowana genetycznie kukurydza plus pestycydy

Niemodyfikowana genetycznie kukurydza, bez pestycydów

Bawełna typu Bt w RPA Wpływ ekonomiczny genetycznie zmodyfikowanej bawełny na właścicieli małych gospodarstw rolnych w RPA: plony, zysk i skutki dla zdrowia Richard Bennett,  Stephen Morse, Yousouf Ismael; University of Reading, Berkshire, Zjednoczone Królestwo Journal of Development Studies, 42, wydanie 4 maj 2006 , strony 662 - 677 Abstrakt Wyniki prowadzonego na szeroką skalę badania wśród właścicieli małych gospodarstw rolnych w RPA przez trzy lata niezbicie pokazują, że ci, którzy zdecydowali się na bawełnę typu Bt skorzystali na tym, biorąc pod uwagę większe plony, mniejsze wykorzystanie pestycydów, mniejsze zapotrzebowanie na siłę roboczą w celu wprowadzenia pestycydów i znacznie wyższą nadwyżkę bezpośrednią na hektar. Korzyści te były wyraźnie związane z technologią, a nie z preferencyjnym doborem rolników, którzy już wcześniej byli wysoko wydajni. Sprawdzono, że najmniejsi producenci skorzystali na przyjęciu odmiany typu Bt w takim samym stopniu, jeśli nie bardziej niż więksi producenci. Ponadto dowody z rejestrów szpitali wskazują na związek między zmniejszającą się ilością przypadków zatruć pestycydami a przyjęciem odmiany Bt.

Wnioski Biotechnologia jest narzędziem, które nie stanowi większego ryzyka niż inne metody uprawy Daje natomiast duże możliwości zysków Każde zastosowanie biotechnologii należy oddzielnie i właściwie ocenić. Biotechnologia może służyć zrównoważonemu rozwojowi w wymiarze ekologicznym, agronomicznym i ekonomicznym Biotechnologia to nie panaceum, ale nie można je również kategorycznie odrzucić czy lekceważyć.