Transgene rastline: proizvodnja in uporaba

Vprašanje gensko spremenjenih rastlin postaja vedno bolj aktualno v zadnjih letih. Transgenske tehnologije imajo svoje nasprotnike in zagovornike, vendar sčasoma situacija ne postane jasnejša. V članku bomo govorili o gensko spremenjenih rastlinskih kulturah, kjer bodo njihovi prednosti in slabosti dobili primerne transgenske rastline.

Pomembnost problema

Prebivalstvo planeta Zemlje v začetku leta 2016 je bilo 7,3 milijarde ljudi in se do danes hitro povečuje. Mnogi ljudje na planetu občutijo stalno pomanjkanje hrane in vode. To je posledica škodljivega učinka človeka na naravo, zaradi česar je plodnost zemlje osiromašena.

V 20. stoletju je bilo izgubljenih vsaj 20% plodnih ozemelj na planetu. Njihovo območje se še vedno zmanjšuje zaradi biološke degradacije, dezertifikacije zemlje, splakovanja uporabne površine, umika mest za druge potrebe.

Prehod na gojenje industrijskih posevkov za proizvodnjo metanola vodi v zmanjšanje površine obdelovalnih zemljišč, kar dodatno še poslabša stanje s prehrano ljudi.

Študije Ministrstva za zdravje Rusije so pokazale, da je za prehrano prebivalstva značilno zmanjšanje količine biološko pomembnih izdelkov. Kot rezultat, primanjkuje beljakovin, vitaminov in drugih uporabnih elementov.

Znanstvene skupnosti napovedujejo povečanje števila človeštva na Zemlji na 9-11 milijard do leta 2050, zato je potrebno podvojiti ali celo povečati obseg kmetijske proizvodnje po vsem svetu. To povečanje ni izvedljivo brez uvedbe transgenih rastlin, ki pomagajo povečati pridelke in znižati ceno izdelkov ter vsebovati lastnosti, ki jih ne najdemo v rastlinah, ki jih pridelujejo tradicionalne tehnologije.

Bistvo tehnologije

Vsak živi organizem ima gene, ki določajo vse njene znake. Kompleksne verige genov oblikujejo lastnosti. Veriga se imenuje genotip (genoma).

Prej so bile pridobljene nove hibridne sorte zaradi povezave matičnih rastlin, ki so med seboj spreminjale gene in dobili nove znake. Ta proces je bil veliko število čas in končni izdelek ni vedno izpolnil pričakovanj.

Zahvaljujoč razvoju novih tehnologij je z gensko spremenljivimi genotipi mogoče spremeniti veliko hitreje. Ta smer znanstvene dejavnosti je prejel ime genskega inženiringa. Rastline z spremenjenimi geni imenujemo transgene ali gensko spremenjene. Genski inženirji ustvarjajo nove genotipe. Zato je hitrejše sprejemanje novih rastlin. Prav tako je prišlo do možnosti preoblikovanja genotipa s konkretnim namenom.

Primeri genskih sprememb

Genetski inženiring pomaga pri uvajanju genov, ki so odporni na različne škodljive dejavnike:

• Herbicidna sredstva.
• Formulacije pesticidov.
• Za fitopatogene mikroorganizme.

Prav tako so uvedeni geni, ki povečujejo čas dušenja zorenja. Možno je izboljšati aminokislinsko beljakovinsko sestavo rastlin.

Razvoj kmetijske industrije in zasaditev istih poljščin na velikih območjih vodi v množenje škodljivcev in prenos bolezni. Za boj proti njim znanstveniki ustvarjajo številne kemične spojine. Škodljivci postopoma prilagodijo strupi in postanejo odporni. Ekološki položaj se poslabša: potrebni žuželke propadejo in v zemljo vstopijo nevarne kemikalije.

Genetski inženiring ponuja nastanek genov, ki razvijajo zaščito pred škodljivci. V paradižniku odstranite gen, ki povzroča hitro razpadanje. Kumara so dodani geni, ki so odgovorni za nastanek sladkorja, zaradi česar je sladka kumara. Teoretično te metode omogočajo gojenje idealne rastline, ki dajejo visok donos, se ne bojijo parazitov in se ne bolijo.

Ta praksa se izvaja od leta 1984. Prva transgenska rastlina je bila registrirana leta 1983. Tobak, katerega celične strukture so uvedli zunanji geni. Testiranje tobaka na terenu je bilo opravljeno leta 1986 v Združenih državah. In leta 1994 so transgene hrane prišle v Združene države za prodajo. To so bili paradižniki z nizko zrelostjo in sojo. Dve leti kasneje se je na trgu pojavil celoten seznam gensko spremenjenih rastlin: koruza, paradižnik, krompir, soja, posilstvo, redkev, bučke, bombaž.

Od takrat so bile za vse pridelke uporabljene genske spremembe, njihovi pridelki se povečujejo. To je posledica gospodarskih koristi. Konec koncev, barvica Colorado uničuje velike krompirjeve pridelke, zato se izgubljajo milijarde dolarjev. Rešitev je transgenski krompir, ki ni dovzeten za koloradskega hrošča. S primeri lahko še naprej imenujete transgene rastline. Do danes je njihov seznam precej obsežen. Praktično vsi pridelki so dobili svoj gen dvakrat.

Znanstveni proces

Ustvarjanje transgenih rastlin se začne z uvedbo določenih genov v rastlinske celice za vključitev v njihove kromosome. Postopek uvajanja tujih genov je poenostavljen, če najprej odstranimo celične stene z encimi: pektinazo ali celulazo, kar vodi v pojav protoplastov. V protoplastne strukture so uvedeni novi geni, po katerih se celice kultivirajo pod pogoji hranil, nato pa se oblikujejo celice, ki se uporabljajo za obnavljanje rastlin.

Glavna naloga genske znanosti je transgene rastline, odporne proti herbicidom in virusom. Da bi to naredili, se uporablja metoda uvajanja transgenov, ki izraža protitelesa proti virusnemu proteinu v celicah. Odprava kultur, ki niso dovzetne za virus, je omogočila ustvarjanje zanesljive zaščite rastlin pred mnogimi vrstami virusnih bolezni rastlin.

Glavne metode za pridobivanje transgenih rastlin so:

1. Uporaba agrobakterija. Vključuje uvedbo posebne bakterije v rastlinski genotip.
2. DNK topovi. V tem primeru znanstveniki dobesedno "ustrelijo" svojo DNK v kletko. Kot rezultat, so takšne "krogle" zgrajene skupaj z njihovo DNK na pravem mestu.

Pozitivna vrednost

Izbira ni dala priložnost za pridobivanje rastlin z veliko količino vitaminov. Razvoj biokemije je prinesel takšno priložnost. Na primer, pridobljen je bil "zlati riž" z zvišano vsebnostjo vitamina A. Dobljena je jagoda z visoko vsebnostjo vitamina C. Sojina je bila proizvedena, pri kateri se je količina vitamina E povečala petkrat.

S pomočjo rastlin izdelujemo različne dragocene proteine, cepiva in protitelesa. S pomočjo rastlinskih sistemov se rekombinantni proteini ustvarjajo v industrijskem obsegu. Prvi človeški rastni hormon je bil izdelan leta 1986. Od takrat so sintetizirane mnoge proteine, med katerimi:

• avidin (uporablja se pri molekularnih bioloških študijah);
• kazein (mlečni beljakovine, ki se uporabljajo kot prehranski dodatek);
• kolagen in elastin (proteini za medicino).

S pomočjo gensko spremenjenih rastlinskih organizmov se obravnavajo vprašanja čiščenja okolja. Na primer, rastline so ustvarjene, ki so biološko razgradljive. Pomagajo razgradnji olja in drugih nevarnih snovi na velikih območjih.

Za čiščenje vode in tal lahko uporabite rastline, ki absorbirajo škodljive snovi iz okolja, zlasti težkih kovin. V takih poskusih je tobak vodja, ki ima vse te sposobnosti.

Za opravljanje nalog čiščenja so rastline zasajene na onesnaženih območjih, nato pa se očistijo in posejajo z novo serijo "čistil". Za čiščenje vode je treba te rastline v vodnih raztopinah potopiti v koreninski sistem.

Industrijski trendi

Postopek pridobivanja transgenih rastlin vključuje več sestavin:

1. Izvedba sort, za katero so značilni visoki donosi.
2. Oblikovanje poljščin, ki lahko letno prinesejo več poljščin. (Na primer, v eni poletni sezoni obstajata jagode, ki se v dveh poletnih mesecih razvijejo.)
3. Proizvodnja transgenih rastlin, odpornih na žuželke. (Obstaja krompir, ki uniči krompirjev list).
4. Izpeljava sort, ki presegajo vremenske razmere.
5. Gojenje rastlin, ki proizvajajo živalske beljakovine. (Blagovna znamka tobak, ki proizvaja človeški laktoferin, je bila uvedena na Kitajskem).

Uporaba transgenih rastlin pomaga rešiti številna vprašanja, med njimi: pomanjkanje hrane, agrotehnične kompleksnosti, razvoj farmakologije in mnogi drugi. Zahvaljujoč gensko spremenjenim rastlinam škodljivi pesticidi, ki škodljivo vplivajo na stanje okolja, segajo v preteklost. Transgene rastline, odporne proti insektom, niso fantazija, ampak zelo resen pojav v kmetijskem sektorju.

Razlike v gensko spremenjenih in naravnih rastlinah

Človeka ni mogoče razlikovati med naravnimi in transgenih rastlin. To določajo laboratorijski testi.

Ministrstvo za zdravje Rusije je leta 2002 proizvajalcem obvezalo, da označijo izdelke, ki vsebujejo več kot pet odstotkov gensko spremenjenega materiala. Toda v resnici skoraj nihče ne postavlja te oznake. Ustrezni pregledi redno odkrivajo takšne kršitve.

Za pridobitev pravice do uvoza, sprejemanja in prodaje gensko spremenjenih izdelkov obstaja državna registracija, ki je plačan postopek. To je za proizvajalce hrane izjemno nedonosno.

Označevanje izdelka ne pomeni, da hrana škoduje osebi. Medtem mnogi kupci menijo, da je to nevaren signal.

Gensko spremenjene rastline - kaj so oni?

V Rusiji so vse 10 vrst transgenih rastlin registrirane in so predmet preverjanja. Te vključujejo:

• sojina dveh vrst;
• koruza petih sort;
• krompir dveh sort;
• pesa;
• sladkor iz te pese.

Na zahodu imajo genetsko spremenjeni izdelki nalepke, polni so skladišča. Tudi v Rusiji je veliko podobnih izdelkov, čeprav na njih ni ustreznih oznak. Vse to blago je uvoženo iz drugih držav. V Rusiji se genetsko spremenjene kulture še vedno pojavljajo le v znanstvenih eksperimentih. Pravi ponos za znanstvenike je krompir, iz katerega umrejo krompirjevci.

Okoljevarstveniki so proti takemu krompirju. Študije so pokazale, da prehranjevanje krompirja pri podganah spreminja formulo krvi, povezuje organe telesa, se pojavijo različne patologije. Vendar po mnenju znanstvenikov to ni izgovor za zavrnitev industrije kot celote.

Transgenski razvoj je veliko lažji od metod gojenja, včasih pa tudi varnejši. Transgeni proizvodi so veliko cenejši od naravnih proizvodov, zato jih povprašujejo v nerazvitih državah. V prihodnosti bodo naravna zelenjava in meso postala blago majhnih trgovin z visokimi cenami.

Prednosti in slabosti gensko spremenjenih rastlin

Obstajajo dva nasprotujoča si mnenja o vrednosti transgenskih tehnologij. Nekateri znanstveniki menijo, da je preoblikovanje genotipskih podatkov povsem varno za človeško telo in zelo koristno za razvoj kmetijstva. Drugi verjamejo, da se bo rezultat teh transformacij izkazal šele po več letih.

Na videz transgenih rastlin je svet razdeljen na polovico. Med tistimi, ki so za, so ZDA, Kanada, Avstralija, Argentina in mnogi drugi. Proti Evropi in mnogim državam z nazaj sistem kmetijstva.

Argument proti transgenim rastlinam je prepričanje, da se bodo takšne kulture sčasoma spremenile v neizogibne plevel ali se bodo združile z drugimi nasadi, ki onesnažujejo okolje. Seveda je to povsem možno.

Razmere na svetu in v Rusiji

Na evropskih policah so genetsko spremenjeni izdelki zelo redki. Državni organi sprejmejo stroge zakone, ki zahtevajo označevanje takih izdelkov. Obstajajo tudi norme o DNK. Ta položaj Evrope je politične in gospodarske narave.

V Rusiji takih zakonov še ni. Vendar pa ni zakonov, ki omogočajo sajenje gensko spremenjenih pridelkov. Razviti je mogoče nove sorte, dovoljeno pa je tudi uvoz gensko spremenjenih izdelkov iz tujih držav. V Rusiji se uvažajo transgena sojina in koruza.

Javno mnenje o položaju z gensko spremenjenim blagom oblikujejo predstavniki medijev. Napihnejo škandale in vzamejo stran sovražnikov izdelkov, preoblikovanih z genom. Znanstveni dokazi o njeni varnosti ostajajo v ozadju.

Ali obstaja razlog za skrb?

Vsaka rastlina, ki je predmet genetskega preoblikovanja, opravi obvezne varnostne preglede pred pridobitvijo dovoljenja za množično uporabo. Državne agencije preučujejo okoljska in toksikološka tveganja pri gojenju teh pridelkov. Do sedaj ni bilo zabeleženih nobenih resnih nevarnih posledic po uporabi gensko spremenjenih proizvodov.

Genetski inženiring ponuja precej svetlo perspektivo: transgene rastline se ne razbolijo in ne gube. Ampak ne pozabite starodavnega reka: "Narava ne prenaša praznine." Kje iti na bolezni in škodljivce? Ali bo zajedavec ostal brez hrane in umrl? Kakšen bo takšen pojav, je nejasen.

Po mnenju nasprotnikov transgenskih tehnologij genski inženirji napadajo naravo. V nasprotju z rejci premikajo gene v kateri koli smeri, kar bo neizogibno povzročilo nesrečne posledice. Vendar pa so bili hkrati kirurgi obtoženi, da so naleteli na poseganje v človeško telo, danes pa se je zdravilo preselilo daleč naprej in dejanja zdravnikov ne povzročajo polemike.

Kakor koli že, je ustavitev napredka nemogoča. Verjetno je uporaba transgenih rastlin bližnja prihodnost kmetijske industrije. In razvoj genskega inženiringa bo pomagal kmetijstvu premagati številne težke situacije. In nove biotehnologije bodo zagotovile rešitve za druge probleme (hrana, tehnološki in politični).

Zdaj postane jasno, da bo takšna transgena rastlina (GMR), da bi zgledala in odgovorila na to vprašanje, sposobna vsakemu bralcu članka.