Kāpēc korporācijām neizdodas uzspiest ĢM kviešus pasaulei?

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Augusta sākumā žurnāls Science publicēja divu biotehnologu manifestu, ka pasaulē trūkst ģenētiski modificētu kviešu – ar to palīdzību, viņuprāt, būtu iespējams cīnīties ar bīstamām slimībām, kas apdraud attīstības valstu ekonomiku lauksaimniecības nozares.

Pēc manifesta izlasīšanas N + 1 nolēma noskaidrot, kāpēc tirgū joprojām nav nevienas ĢM kviešu šķirnes un vai mums tā patiešām ir vajadzīga.

Manifesta autori Brande Wulff un Kanwarpal Dhugga strādā John Innes Biotehnoloģijas centrā Lielbritānijā un Starptautiskajā kukurūzas un kviešu uzlabošanas centrā Meksikā. Rakstā Zinātnei viņi neziņo par atbalstu no ĢM šķirņu ražotājiem, bet bezpeļņas organizācijas, kas finansē abus centrus, veicina lauksaimniecības biotehnoloģiju.

Pēc zinātnieku domām, izstrādātāju intereses trūkums par ĢM kviešiem galvenokārt ir saistīts ar sabiedrisko aktīvistu spiedienu, kas cīnās pret ĢMO. Tajā pašā laikā viņi raksta, ka ģenētiskā modifikācija varētu, piemēram, aizsargāt kviešus no sprādziena, bīstamas sēnīšu slimības, kas pirmo reizi tika atklāta Brazīlijā un no turienes izplatījās visā Dienvidamerikā un citos kontinentos. 2016. gadā sprādzienbīstamība, ko pārnēsā ar piesārņotiem graudiem, tika konstatēta Bangladešā, kur joprojām tiek uzturēta karantīna un no kurienes slimība var izplatīties visā Dienvidaustrumāzijā un nonākt Indijā. Kviešiem rezistence pret šo slimību ir ļoti zema, bet atbilstošie gēni jau ir atrasti to savvaļas radiniekā graudaugā Aegilops tauschii.

Autori uzskata, ka Bangladeša būtu gatava ieviest ģenētiski modificētus kviešus, lai aizsargātu pret sprādzienbīstamām slimībām, jo tā nesen apstiprināja ĢM baklažānus un gatavojas audzēt ĢM kartupeļus, kas ir izturīgi pret vēlo puvi. Bet tam būs nepieciešams, lai kāds radītu ĢM kviešus, raksta zinātnieki.

Komplekss ģenētiskais objekts

Tas, ko mēs ikdienā saucam par kviešiem, ir vairāku veidu augi, galvenokārt mīkstie kvieši (Triticum aestivum) un cietie kvieši (Triticum durum). Pirmo izmanto maizes miltu un kviešu iesala pagatavošanai, bet otrā – kuskusu, bulguru, tradicionālos itāļu makaronus un citus produktus. Cietie kvieši veido tikai 5–8 procentus no visiem audzētajiem kviešiem; Saskaņā ar Apvienoto Nāciju Organizācijas Pārtikas un lauksaimniecības organizācijas (FAO) oficiālo statistiku 2016. gadā cilvēce izaudzēja vismaz 823 miljonus tonnu kviešu 221 miljona hektāru kopējā kultivētajā platībā. Tas padara kviešus par otro lielāko kultūru kopējās ražas ziņā aiz kukurūzas.

Visi kvieši, kas tiek audzēti un pārdoti pasaulē, nepieder ĢMO: tagad nevienā valstī neviena ĢM kviešu šķirne nav apstiprināta komerciālai audzēšanai. ANO Konvencijas par bioloģisko daudzveidību bāzē, kurā tiek vākti dati par kultivēto augu ĢM šķirnēm, reģistrētas tikai deviņas mīksto kviešu šķirnes ar visdažādākajām īpašībām, sākot no herbicīdu rezistences līdz pat augstam proteīna saturam (bāze acīmredzot neaptver visas projektus un valstis, jo ne visi štati, piemēram, ne ASV, ne Krievija, nav ratificējuši šīs konvencijas Kartahenas protokolu par bioloģisko drošību). Bet neviena no šīm šķirnēm nav pārsniegusi eksperimentālo kultūru apstiprināšanu zinātniskiem nolūkiem. Datu par cieto kviešu ĢM šķirnēm datu bāzē nav.

Vistuvāk apstiprināšanai bija Monsanto izstrādātais MON71800: tāpat kā daudzas citas labi zināmas uzņēmuma ĢM šķirnes, MON71800 ir izturīgs pret glifosātu (šie ir tā sauktie Roundup Ready kvieši).2004. gadā uzņēmums pat saņēma nepieciešamo apstiprinājumu no ASV Pārtikas un zāļu pārvaldes, bet nepabeidza apstiprināšanas procesu no citas aģentūras, EPA. Pēc tam plašsaziņas līdzekļi rakstīja, ka projekts, kas prasīja vismaz 5 miljonus dolāru un septiņus gadus, tika ierobežots, jo iebilda lauksaimnieki, kuri baidījās, ka ĢM kviešu izplatība Amerikas Savienotajās Valstīs atņems viņiem piekļuvi skeptiskajam Eiropas tirgum. Monsanto N + 1 neatbildēja uz konkrēto jautājumu par to, vai uzņēmums pašlaik izstrādā ĢM kviešu šķirnes, taču teica, ka tas joprojām ir "apņēmies nepārtraukti inovācijas kviešu jomā, izmantojot biotehnoloģiju un ģenētisko rediģēšanu".

Ik pa laikam ziņas par ĢM šķirņu attīstību parādījās pēc 2004. gada: piemēram, viens no Monsanto partneriem, Indijas uzņēmums Mahyco, 2013. gadā gatavojās veikt herbicīdiem izturīgu kviešu lauka izmēģinājumus (uz jautājumu N + 1, uzņēmums atbildēja, ka tagad tas nenodarbojas ar ĢM kviešiem). Izpēti par ĢM kviešiem, kas ir izturīgi pret fuzariozi, veica arī Syngenta, taču šis projekts tika apturēts, stāsta Igors Čumikovs, Krievijas Syngenta NVS augu šķirņu un biotehnoloģisko īpašību regulēšanas direktors. Bayer CropScience pagājušajā gadā paziņoja, ka par savu globālo prioritāti neuzskata ĢM kviešus, bet gan hibrīdus.

Pēc N + 1 aptaujāto ekspertu domām, vismaz 500 ĢM kviešu šķirnes ir dažādās testēšanas stadijās pasaulē, un, tā kā Amerikas un Eiropas tirgos par tiem nebija intereses, līderi bija, piemēram, Austrālija un Ķīna. Austrālijā valsts pētniecības organizācija CSIRO šopavasar iesniedza pieteikumu apstiprināšanai, lai pārbaudītu cietos un mīkstos kviešus ar izturību pret kviešu rūsu, sēnīšu slimību, kas ietekmē labību. Bija plānots, ka pārbaudes ilgs piecus gadus; acīmredzot CSIRO ieguva viņiem atļauju (pati organizācija nevarēja atbildēt uz N + 1 jautājumiem). 2017. gadā Apvienotajā Karalistē sākās ĢM kviešu ar augstāku ražu testēšana, kas turpināsies tur līdz 2019. gada beigām.

Tajā pašā laikā apstiprināto šķirņu trūkums nenozīmē, ka nekur pasaulē neaug ĢM kvieši: stāsti par to, kā kaut kur laukos neatļauti un nezināmi, kur atrasti ģenētiski modificētie kvieši, notiek vismaz kopš 1999. gada.. Viens šāds stāsts notika Kanādā pagājušajā vasarā: šī gada jūnijā Kanādas varas iestādes apstiprināja, ka kvieši gar lauku ceļu Albertas dienvidos, kas pārdzīvoja herbicīdu apstrādi, izrādījās ģenētiski modificēti (kāda šķirne tā bija, nebija). precizēts; 2017. gadā valstī tika veikti 54 ierobežoti ĢM un hibrīdkviešu lauka izmēģinājumi, no kuriem 39 bija īpaši vērsti pret herbicīdu rezistenci – neviens no tiem netika veikts Albertā.) Šo negaidīto kviešu dēļ Japāna un Dienvidkoreja apturēja kviešu importu no Kanādas, un Kanādas ministram nācās piezvanīt savam ES kolēģim un paskaidrot, ka šie kvieši nav atrasti nekur kā tikai vienā laukā Albertā.

“Starp visām kultūrām, kuras tagad audzē, kvieši, iespējams, ir viens no grūtākajiem selekcijas objektiem. Parastie kvieši ir poliploīds, tiem ir heksaploīds genoms (šūnas kodolā ir trīs elementārie genomi A, B un D, tas ir, seši hromosomu komplekti, no tiem ir 42 - N + 1). 99 procenti no visām tagad kultivētajām šķirnēm ir tieši maizes kviešu šķirnes, kas ir ļoti sarežģīts ģenētiskais objekts. Turklāt kvieši pieder viendīgļlapju klasei, tāpēc viss darbs pie to ģenētiskās modifikācijas bija mazāk veiksmīgs salīdzinājumā ar citām kultūrām un tika uzsākts vēlāk,” stāsta Dmitrijs Mirošņičenko, BIOTRON ekspresijas sistēmu un augu genoma modifikācijas laboratorijas vecākais pētnieks. Bioorganiskās ķīmijas institūtā RAS.

Simboliskā barjera

Grūtības darbā ar kviešiem neaprobežojas tikai ar pašu ražu: Mirošņičenko stāsta, ka tehnoloģiskā nobīde saistīta ar metodiskām problēmām. Visu kultūru ģenētiskajai modifikācijai tiek izmantotas divas standarta metodes: agrobaktēriju transformācija, kad gēni tiek pārnesti, izmantojot Agrobacterium ģints baktērijas un to plazmīdas, un bioballistikas metode, ģenētisko secību pārnešana, izmantojot tā saukto gēnu lielgabalu - a. ierīce, kas "izšauj" smago metālu daļiņas no DNS to pašu plazmīdu formā. Pēc zinātnieka domām, šobrīd Eiropā, ASV, Āzijā un citās valstīs ir atļauti tikai ĢM augi, kas iegūti ar agrobaktēriju metodi, kurā var apstiprināt, ka modificēta genomā ir tikai viens svešs ieliktnis. augu, nevis vairākas, kā parasti dod bioballistika. Transgēniem kviešiem agrobaktēriju metode tika izstrādāta tikai pēdējos desmit gados, stāsta Mirošņičenko.

“Pirms divdesmit gadiem visi gaidīja, ka ĢM kviešu komerciālā audzēšana notiks rīt. Man ir aizdomas, ka tas nenotika vairāku iemeslu dēļ, un daudzi no šiem iemesliem ir raksturīgi kviešiem un rīsiem. Lieta, protams, nav tā, ka šo šķirņu radīšanai būtu kādi būtiski biotehnoloģijas šķēršļi,”atzīmē augu genomikas speciālists Hjū Džonss no Aberistvitas universitātes Velsā. Džonss uzskata, ka attieksme pret kviešiem sabiedrībā atšķiras no, teiksim, kukurūzas vai sojas pupiņām: daudzām tautām "kviešiem ir liela kultūras simbolika". Tāpēc viņam ir aizdomas, ka negatīva attieksme pret ĢM kviešiem ir dziļāka nekā pret citiem pārtikas produktiem. Mirošņičenko piekrīt: “No sociālā viedokļa kvieši ir galvenā graudu kultūra, tā ir maize un tā tālāk. Sabiedrība tās ģenētisko modifikāciju uztver negatīvi.

Ir daudz pragmatiskākas grūtības, saka Džonss: kvieši ir visvairāk tirgotā kultūra un prece, un ir grūti nodalīt ĢM kviešus no parastajiem kviešiem. Pat ja viena valsts atļaus audzēt ģenētiski modificētos kviešus, tai nekavējoties draudēs eksporta aizliegumi uz citām valstīm, kas bioloģiskās drošības apdraudējuma dēļ būs ļoti stingri. Ja ĢM kvieši būs atļauti, tad tie būs jāatļauj visur, sacīja zinātnieks.

Kanwarpal Dugga, viens no manifesta autoriem Zinātnē, intervijā N + 1 atzīmē, ka gandrīz visas tirgū pieejamās ĢM augu šķirnes tika izstrādātas, pārbaudītas un audzētas ASV, un no turienes tās devās uz citiem tirgiem (izņemot Indijā radītos Bt baklažānus, kas ir izturīgi pret kukaiņu kaitēkļiem). "Neskatoties uz visiem drošības datiem, kas apkopoti divdesmit gadu laikā par ĢM kukurūzu un ģenētiski modificētām sojas pupiņām, tās joprojām netiek audzētas ārpus Amerikas," saka Duga, piebilstot, ka amerikāņu lauksaimnieki eksportē pusi no visiem izaudzētajiem kviešiem. Lēmumi - pieņemt vai nepieņemt ĢM kvieši - neizbēgami vadīsies no importētājvalstīm.

Tajā pašā laikā Duga neuzskata, ka kvieši būtiski atšķiras no citām ģenētiski modificētām kultūrām patērētāju noraidīšanas ziņā, jo visās valstīs, kur pastāv anti-ĢMO noskaņas, tie galvenokārt attiecas uz pārtiku, ko ēd paši cilvēki., un nevis, jo piemēram, dzīvnieki. "Pat aktīvākie ĢMO pretinieki Eiropā - Austrija, Francija, Vācija - importē ĢM kukurūzu un ĢM sojas pupiņas kā dzīvnieku barību," atzīmē zinātnieks.

Patērētājs nesaskata nekādu labumu

“Kviešiem nav neviena konkrēta īpašuma, kam būtu liela nozīme. Turklāt nozarē nav vienprātības par to, kura īpašība būtu visvērtīgākā,”sacīja Viljams Vilsons, ĢM kviešu eksperts un Ziemeļdakotas štata universitātes profesors. Dmitrijs Mirošņičenko stāsta, ka vairumam citu komerciālo ģenētiski modificēto kultūraugu iegūtās īpašības – herbicīdu izturība un rezistence pret kukaiņiem – kviešiem nav aktuālas: “Šīs divas pazīmes nav tās, ar kurām būtu jārēķinās pirmām kārtām, jo tām ir ierobežota komerciālā vērtība. kviešu audzēšanā. Kad Monsanto 2004. gadā ASV lūdza atļauju audzēt pret herbicīdiem izturīgus ĢM kviešus, viņi pieteikumu atsauca tieši tāpēc, ka ĢM pazīmei bija maza komerciālā vērtība. Negatīvā attieksme pret ĢM kviešu audzēšanu tajā brīdī «pārspēja» iespējamos komerciālos panākumus,» stāsta zinātnieks.

Mirošņičenko atzīmē, ka īpašības, kuras patiešām vēlētos iegūt no ĢM kviešiem, ir tās pašas īpašības, ar kurām cīnās selekcionāri. “Pirmkārt, tā ir izturība pret nelabvēlīgiem faktoriem - atkarībā no tā, kur kvieši tiek audzēti, tas ir vai nu sausums un augsta temperatūra, vai, tieši otrādi, zema temperatūra un sals, kā arī izturība pret paaugstinātu sāls saturu augsnē utt. ieslēgts. Otrā īpašību grupa, kas ir ļoti pieprasīta, ir rezistence pret fitopatogēniem, jo īpaši pret vairākām sēnīšu slimībām, tās ir fuzārijs, rūsa, miltrasa un tā tālāk,”viņš saka. Šajās jomās ir daudz pētījumu par ĢM kviešiem, lai gan ir arī eksotiskākas idejas: piemēram, Austrālijā CSIRO attīsta kviešus, kas pazemina holesterīna līmeni asinīs, jo palielinās beta-glikānu saturs.

Pagaidām šajās jomās nav skaidru panākumu: amerikāņi, eiropieši un ķīnieši "ir koncentrējušies uz vienkāršākām kultūrām, kas iedarbotos ātrāk", piebilst Mirošņičenko. “Kviešiem jau ilgu laiku ir bijis jautājums par to, kuru pazīmi var ģenētiski modificēt tā, lai tas nelabvēlīgos apstākļos dotu komerciāli taustāmu efektu ražas palielināšanā, bet tajā pašā laikā labvēlīgos gados raža nesamazinās. Salīdzinot ar citām kultūrām, īpaši divdīgļlapju kultūrām, šķietami vienādu gēnu modifikācijas kviešos dažkārt nedod gaidīto efektu,” stāsta pētnieks.

Vilsons atzīmē, ka praksē jebkura iezīme, kas uzlabo ražas kvalitāti un samazina izmaksas lauksaimniekiem, būtu ļoti izdevīga. “Lauksaimnieki vēlētos iegūt [ĢM kviešus]… Tas varētu palielināt ražu, samazināt izmaksas un riskus un uzlabot kvalitāti. Bet patērētāji šajā gadījumā ir ļoti skaļš mazākums,”saka zinātnieks.

Tajā pašā laikā Dougga aplūko problēmu plašāk: mūsdienās lielākajā daļā ģenētiski modificēto kultūru to jaunās labvēlīgās īpašības ir labvēlīgas audzētājiem, nevis patērētājiem. "Iespējams, ja mums būtu ĢM kviešu šķirnes ar ieguvumiem patērētājiem, piemēram, kādu acīmredzamu ieguvumu veselībai, situācija ar opozīciju ĢM kviešiem varētu mainīties," ierosina zinātnieks.

"CRISPR-kviešu" nākotne

2009. gada novembrī žurnālā Nature Biotechnology tika publicēts raksts, ka ĢM augu izstrādātāji kārtējo reizi "pievērsās" kviešiem: Monsanto solīja pirmās ģenētiski modificētās šķirnes jau tajā desmitgadē, bet Bayer CropScience - to, kas šodien dod priekšroku ģenētiskai modifikācijai. hibrīdi - kopā ar Austrālijas CSIRO plānoja savu produktu laist tirgū līdz 2015. gadam. Desmit gadus vēlāk N + 1 aptaujātie zinātnieki joprojām ir optimistiski, taču dažādu iemeslu dēļ.

“Domāju, ka biotehnoloģijas kvieši parādīsies tik un tā, jo pētījumi par genoma rediģēšanu ar CRISPR/Cas sistēmām pēdējos piecos gados ir stimulējuši šī virziena attīstību. Es domāju, ka tuvākajā nākotnē noteikti parādīsies daudzsološas biotehnoloģisko kviešu šķirnes, jo Ķīnā un ASV jau ir diezgan laba attīstība, pēc analoģijas ar rīsiem vai kukurūzu,”saka Mirošņičenko.

Viljams Vilsons cer arī uz CRISPR / Cas un citām genoma punktu rediģēšanas tehnoloģijām: viņaprāt, ar "CRISPR-wheat" viss būs labāk. Dougga piekrīt, atsaucoties uz Corteva AgriScience (agrāk pazīstama kā DuPont Pioneer) vaska kukurūzu, kas gatavojas ienākt tirgū. Mirošņičenko stāsta, ka Ķīnas zinātnieki jau ziņojuši par iespējamu genoma rediģēšanu vienam no Mlo kviešu gēna lokusiem, kas ir netieši atbildīgs par rezistenci pret fitopatogēniem. "Taču vēl nekas nav zināms par to, cik ļoti šī gēna izmaiņas ietekmē auga ražu un citu īpašību izpausmes, tas vēl ir izpētes stadijā," atzīmē zinātnieks. Līdzīgi pētījumi tiek veikti arī ASV. Cita ķīniešu zinātnieku grupa parādīja, kā CRISPR / Cas var palīdzēt pārvarēt grūtības ar heksaploīdiem kviešiem, kuros, lai iegūtu stabilu jaunu īpašību, ir jāveic vienādas izmaiņas visās gēna kopijās.

Visbeidzot, zinātnieki cer, ka CRISPR / Cas palīdzēs izstrādāt hibrīdkviešus, kas šobrīd tirgū nav pieejami – masveidā ražot pašapputes kviešu hibrīdus ir tehniski sarežģīti. "Es domāju, ka šim virzienam ir liels potenciāls. Daudzas mūsdienu kultūras - sojas pupas, kukurūza, tomāti, paprika un tā tālāk - ir hibrīdi, kas var palielināt ražu un noturību. Ar agrotehniskajām metodēm jau var teikt, ka esam sasnieguši kviešu ražas palielināšanas slieksni. Hibrīdu parādīšanās palīdzēs ievērojami palielināt ražu nākotnē,”saka Mirošņičenko. Igors Čumikovs no Syngenta vērš uzmanību uz hibrīdkviešiem, kas iegūti ar tradicionālām selekcijas metodēm: pēc viņa teiktā, hibrīdkvieši ļauj "nodrošināt kvalitāti, kas ir daudz augstāka par šķirnes kviešu kvalitāti". Syngenta ir izstrādājusi ziemas hibrīdu kviešus ES vajadzībām jau vairākus gadus un plāno tos laist tirgū "nākamo trīs līdz piecu gadu laikā," sacīja Čumikovs.

Tiesa, Eiropas Tiesa šā gada jūlijā CRISPR entuziastus nedaudz apbēdināja, faktiski pielīdzinot šādu izstrādni ĢMO: tas acīmredzot nozīmē, ka vismaz vienā lielā un nozīmīgā kviešu tirgū problēmas ar šādu produktu uztveri nepazudīs. Kamēr pasaule izdomā, kas tiek uzskatīts par ģenētisko modifikāciju un kas nē, "uzlabotie" kvieši, iespējams, nekad neizkļūs no apburtā loka, kurā tie uzreiz jāapstiprina visai cilvēcei, un zinātnieku aicinājumi "neveikt atstāt kviešus kā bāreņus starp ĢM kultūrām” nepaliks dzirdēts.