Mengapa syarikat gagal mengenakan gandum GM ke atas dunia?

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Pada awal Ogos, majalah Sains menerbitkan manifesto oleh dua ahli bioteknologi bahawa dunia kekurangan gandum yang diubah suai secara genetik - dengan bantuannya, pada pendapat mereka, adalah mungkin untuk melawan penyakit berbahaya yang mengancam sektor pertanian ekonomi negara membangun.

Selepas membaca manifesto, N + 1 memutuskan untuk memikirkan mengapa masih tidak ada satu jenis gandum GM di pasaran dan sama ada kita benar-benar memerlukannya.

Pengarang manifesto, Brande Wulff dan Kanwarpal Dhugga, bekerja di Pusat Bioteknologi John Innes di UK dan Pusat Peningkatan Jagung dan Gandum Antarabangsa di Mexico. Dalam artikel untuk Sains, mereka tidak melaporkan sebarang sokongan daripada pengeluar varieti GM, tetapi organisasi bukan untung yang membiayai kedua-dua pusat itu mempromosikan bioteknologi pertanian.

Menurut saintis, kekurangan minat terhadap gandum GM di kalangan pemaju adalah disebabkan terutamanya oleh tekanan daripada aktivis awam yang menentang GMO. Pada masa yang sama, mereka menulis, pengubahsuaian genetik boleh, sebagai contoh, melindungi gandum daripada letupan, penyakit kulat berbahaya yang pertama kali ditemui di Brazil dan dari sana merebak ke seluruh Amerika Selatan dan benua lain. Pada 2016, penyakit letupan, yang dibawa dengan bijirin yang tercemar, ditemui di Bangladesh, di mana kuarantin masih dikekalkan dan dari mana penyakit itu boleh merebak ke seluruh Asia Tenggara dan memasuki India. Dalam gandum, daya tahan terhadap penyakit ini sangat rendah, tetapi gen yang sepadan telah dijumpai dalam saudara liarnya, Aegilops tauschii bijirin.

Penulis percaya bahawa Bangladesh bersedia untuk memperkenalkan gandum yang diubah suai secara genetik untuk melindungi daripada penyakit letupan, kerana ia baru-baru ini meluluskan terung GM dan sedang bersedia untuk menanam kentang GM yang tahan terhadap penyakit hawar lewat. Tetapi untuk ini adalah perlu bagi seseorang untuk mencipta gandum GM, tulis saintis.

Objek genetik yang kompleks

Apa yang kita panggil gandum dalam kehidupan seharian ialah beberapa jenis tumbuhan, terutamanya gandum lembut (Triticum aestivum) dan gandum durum (Triticum durum). Yang pertama digunakan untuk membuat tepung roti dan malt gandum, manakala yang kedua digunakan untuk membuat couscous, bulgur, pasta Itali tradisional dan produk lain. Gandum durum menyumbang hanya 5-8 peratus daripada semua gandum yang ditanam; mengikut perangkaan rasmi dari Pertubuhan Makanan dan Pertanian Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (FAO), pada 2016, manusia menanam sekurang-kurangnya 823 juta tan gandum pada jumlah kawasan penanaman seluas 221 juta hektar. Ini menjadikan gandum sebagai tanaman kedua terbesar dari segi jumlah pengeluaran tanaman selepas jagung.

Semua gandum yang ditanam dan dijual di dunia bukan kepunyaan GMO: kini di negara tidak ada sebarang jenis gandum GM yang diluluskan untuk penanaman komersial. Dalam asas Konvensyen PBB mengenai Kepelbagaian Biologi, yang mengumpul data mengenai varieti GM tumbuhan yang ditanam, hanya sembilan jenis gandum biasa didaftarkan dengan pelbagai sifat, daripada rintangan herbisida kepada kandungan protein yang tinggi (asasnya jelas tidak meliputi semua projek dan negara, kerana tidak semua negeri - contohnya, Amerika Syarikat atau Rusia - tidak meratifikasi Protokol Cartagena mengenai Biokeselamatan kepada konvensyen ini). Tetapi tiada satu pun daripada varieti ini telah melampaui kelulusan tanaman eksperimen untuk tujuan saintifik. Tiada data tentang GM-varieti gandum durum dalam pangkalan data.

MON71800, yang dibangunkan oleh Monsanto, hampir mendapat kelulusan: seperti banyak jenis GM terkenal syarikat yang lain, MON71800 tahan kepada glifosat (ini adalah gandum yang dipanggil Roundup Ready). Pada tahun 2004, syarikat itu juga menerima kelulusan yang diperlukan daripada Pentadbiran Makanan dan Ubat-ubatan AS, tetapi tidak menyelesaikan proses kelulusan daripada agensi lain, EPA. Media kemudian menulis bahawa projek itu, yang mengambil masa sekurang-kurangnya $ 5 juta dan tujuh tahun, telah disekat kerana tentangan daripada petani yang bimbang bahawa penyebaran gandum GM di Amerika Syarikat akan menghalang mereka daripada mengakses pasaran Eropah yang ragu-ragu. Monsanto N + 1 tidak menjawab soalan khusus sama ada syarikat itu sedang membangunkan varieti gandum GM, tetapi berkata ia kekal "komited untuk inovasi berterusan dalam gandum melalui bioteknologi dan penyuntingan genetik."

Dari semasa ke semasa, berita tentang perkembangan varieti GM muncul selepas 2004: sebagai contoh, salah seorang rakan kongsi Monsanto, syarikat India Mahyco, pada tahun 2013 akan menjalankan ujian lapangan gandum toleran herbisida (untuk menyoal N + 1, syarikat menjawab bahawa sekarang ia tidak berurusan dengan gandum GM). Penyelidikan mengenai gandum GM yang tahan terhadap spike fusarium juga telah dijalankan oleh Syngenta, tetapi projek ini telah digantung, kata Igor Chumikov, pengarah untuk peraturan varieti dan ciri bioteknologi tumbuhan di CIS Syngenta di Rusia. Bayer CropScience berkata tahun lepas bahawa ia tidak melihat gandum GM sebagai keutamaan globalnya, tetapi hibrid.

Menurut pakar yang ditemu bual oleh N + 1, sekurang-kurangnya 500 jenis gandum GM berada pada tahap ujian yang berbeza di dunia, dan jika tiada minat terhadapnya di pasaran Amerika dan Eropah, pemimpinnya, contohnya, Australia dan China. Di Australia, organisasi penyelidikan kebangsaan CSIRO memohon kelulusan musim bunga ini untuk menguji gandum durum dan lembut dengan ketahanan terhadap karat gandum, penyakit kulat yang menjejaskan bijirin. Ujian itu dirancang untuk mengambil masa lima tahun; nampaknya CSIRO mendapat kebenaran untuk mereka (organisasi itu sendiri tidak dapat menjawab soalan N + 1). Pada 2017, ujian gandum GM dengan hasil yang lebih tinggi bermula di UK dan akan diteruskan di sana sehingga penghujung 2019.

Pada masa yang sama, kekurangan varieti yang diluluskan tidak bermakna gandum GM tidak tumbuh di mana-mana sahaja di dunia: cerita tentang bagaimana, di suatu tempat di ladang, tanpa kebenaran dan tidak diketahui di mana gandum yang diubah suai secara genetik ditemui, telah berlaku sejak sekurang-kurangnya 1999. Satu kisah sedemikian berlaku di Kanada pada musim panas lalu: pada bulan Jun tahun ini, pihak berkuasa Kanada mengesahkan bahawa gandum di sepanjang jalan desa di selatan Alberta, yang terselamat daripada rawatan racun herba, ternyata diubah suai secara genetik (jenis varietinya, tidak dinyatakan; pada tahun 2017, di negara ini Terdapat 54 ujian lapangan terhad bagi GM dan gandum hibrid, 39 daripadanya secara khusus menyasarkan rintangan herbisida - tiada satu pun daripadanya dijalankan di Alberta.) Kerana gandum yang tidak dijangka ini, Jepun dan Korea Selatan menggantung import gandum dari Kanada, dan menteri Kanada terpaksa menghubungi rakan sejawatannya di EU dan menjelaskan bahawa gandum ini tidak ditemui di mana-mana kecuali di satu ladang di Alberta.

“Di antara semua tanaman yang kini ditanam, gandum mungkin salah satu objek yang paling sukar untuk dipilih. Gandum biasa adalah poliploid, ia mempunyai genom heksaploid (nukleus sel mengandungi tiga genom asas A, B dan D, iaitu enam set kromosom, terdapat 42 daripadanya - N + 1). 99 peratus daripada semua jenis yang kini ditanam adalah jenis gandum roti, objek genetik yang sangat kompleks. Di samping itu, gandum tergolong dalam kelas monocotyledonous, jadi semua kerja pada pengubahsuaian genetiknya kurang berjaya berbanding dengan tanaman lain dan dimulakan kemudian, kata Dmitry Miroshnichenko, penyelidik kanan di makmal BIOTRON sistem ekspresi dan pengubahsuaian genom tumbuhan di Institut Kimia Bioorganik RAS.

Penghalang simbolik

Kesukaran bekerja dengan gandum tidak terhad kepada tanaman itu sendiri: Miroshnichenko mengatakan bahawa ketinggalan teknologi dikaitkan dengan masalah metodologi. Untuk pengubahsuaian genetik semua budaya, dua kaedah standard digunakan: transformasi agrobakteria, apabila gen dipindahkan menggunakan bakteria genus Agrobacterium dan plasmidnya, dan kaedah biobalistik, pemindahan urutan genetik menggunakan senjata gen yang dipanggil - a peranti yang "menembak" zarah logam berat daripada DNA ke dalam bentuk plasmid yang sama. Menurut saintis itu, kini di Eropah, Amerika Syarikat, Asia dan negara lain, hanya tumbuhan GM dibenarkan, yang diperoleh menggunakan kaedah agrobakteria, di mana ia boleh disahkan bahawa hanya satu sisipan asing hadir dalam genom yang diubah suai. tumbuhan, dan bukan beberapa, seperti biasa memberikan bioballistics. Untuk gandum transgenik, kaedah agrobakteria telah dibangunkan hanya dalam sepuluh tahun yang lalu, kata Miroshnichenko.

"Dua puluh tahun yang lalu, semua orang menjangkakan penanaman gandum GM secara komersial akan dilakukan esok. Saya mengesyaki ini tidak berlaku atas beberapa sebab, dan kebanyakan sebab ini adalah biasa kepada gandum dan beras. Intinya, tentu saja, bukanlah bahawa terdapat sebarang halangan bioteknologi yang ketara untuk penciptaan varieti ini, "kata pakar genomik tumbuhan Hugh Jones dari Universiti Aberystwyth di Wales. Jones percaya bahawa sikap terhadap gandum dalam masyarakat adalah berbeza daripada, katakan, jagung atau kacang soya: bagi kebanyakan orang "gandum mempunyai simbolisme budaya yang hebat." Oleh itu, dia mengesyaki, sikap negatif terhadap gandum GM adalah lebih mendalam berbanding makanan lain. Miroshnichenko bersetuju: "Dari sudut pandangan sosial, gandum adalah tanaman bijirin utama, ia adalah roti dan sebagainya. Orang ramai melihat pengubahsuaian genetiknya secara negatif."

Terdapat lebih banyak kesukaran pragmatik, kata Jones: gandum adalah tanaman dan komoditi yang paling banyak didagangkan, dan sukar untuk memisahkan gandum GM daripada gandum biasa. Walaupun satu negara membenarkan penanaman gandum yang diubah suai secara genetik, ia akan segera menghadapi larangan eksport ke negara lain, yang akan menjadi sangat ketat kerana ancaman biokeselamatan. Jika gandum GM dibenarkan, maka ia perlu dibenarkan di mana-mana, kata saintis itu.

Kanwarpal Dugga, salah seorang pengarang manifesto dalam Sains, dalam temu bual dengan N + 1 menyatakan bahawa hampir semua jenis tumbuhan GM yang terdapat di pasaran telah dibangunkan, diuji dan ditanam di Amerika Syarikat, dan dari sana mereka pergi ke pasaran lain (dengan pengecualian terung Bt dengan ketahanan terhadap perosak serangga, dicipta di India). "Walaupun semua data keselamatan dikumpul selama dua puluh tahun untuk jagung GM dan kacang soya GM, mereka masih tidak ditanam di luar Amerika," kata Dougga, sambil menambah bahawa petani Amerika mengeksport separuh daripada semua gandum yang mereka tanam. keputusan - untuk menerima atau tidak menerima Gandum GM - pasti akan dipandu oleh negara pengimport.

Pada masa yang sama, Dougga tidak percaya bahawa gandum pada asasnya berbeza daripada tanaman GM lain dari segi penolakan pengguna, kerana di semua negara di mana wujud perasaan anti-GMO, mereka berkaitan terutamanya dengan makanan yang dimakan orang sendiri., dan bukan, untuk contoh, haiwan. "Malah penentang GMO yang paling aktif di Eropah - Austria, Perancis, Jerman - mengimport jagung GM dan kacang soya GM sebagai makanan haiwan," kata saintis itu.

Pengguna tidak nampak apa-apa faedah

“Tidak ada satu pun harta khusus untuk gandum yang sangat penting. Di samping itu, tidak ada konsensus dalam industri tentang sifat mana yang paling berharga, "kata William Wilson, pakar gandum GM dan profesor di North Dakota State University. Dmitry Miroshnichenko mengatakan bahawa ciri-ciri yang diperoleh untuk kebanyakan tanaman GM komersial lain - rintangan herbisida dan rintangan serangga - tidak relevan untuk gandum: "Kedua-dua sifat ini bukanlah yang harus ditangani sejak awal, kerana ia mempunyai nilai komersial yang terhad dalam penanaman gandum. Apabila Monsanto meminta kebenaran di Amerika Syarikat pada tahun 2004 untuk menanam gandum GM yang tahan racun herba, mereka menarik balik permohonan itu dengan tepat kerana sifat GM itu mempunyai sedikit nilai komersial. Sikap negatif terhadap penanaman gandum GM pada masa itu "mengatasi" kemungkinan kejayaan komersial, "- kata saintis itu.

Ciri-ciri yang sangat ingin diperolehi daripada gandum GM adalah sifat yang sama yang dihadapi oleh penternak, kata Miroshnichenko. "Pertama, ia adalah rintangan kepada faktor-faktor yang tidak menguntungkan - bergantung pada tempat gandum ditanam, ia adalah sama ada kemarau dan suhu tinggi, atau, sebaliknya, suhu rendah dan fros, serta rintangan kepada kandungan garam yang meningkat di dalam tanah, dan sebagainya. pada. Kumpulan kedua sifat yang sangat diperlukan adalah ketahanan terhadap fitopatogen, khususnya, kepada beberapa penyakit kulat, ini adalah fusarium, karat, cendawan serbuk, dan sebagainya, "katanya. Di kawasan ini, terdapat banyak penyelidikan tentang gandum GM, walaupun terdapat idea yang lebih eksotik: contohnya, di Australia, CSIRO sedang membangunkan gandum yang menurunkan paras kolesterol darah akibat peningkatan kandungan beta-glukan.

Setakat ini, tiada kejayaan yang jelas dalam bidang ini: Amerika, Eropah dan Cina "telah menumpukan pada budaya yang lebih mudah yang akan memberi kesan lebih cepat," tambah Miroshnichenko. “Bagi gandum, sejak sekian lama, persoalannya ialah tentang sifat yang boleh diubah suai secara genetik sedemikian rupa sehingga ia akan memberikan kesan ketara secara komersial dalam meningkatkan hasil dalam keadaan yang tidak menguntungkan, manakala pada masa yang sama, dalam tahun-tahun yang menggalakkan, hasil tidak berkurangan. Berbanding dengan tanaman lain, terutamanya yang dicotyledonous, pengubahsuaian gen yang kelihatannya sama kadang-kadang tidak membawa kepada kesan yang diharapkan dalam gandum, "kata penyelidik.

Wilson menyatakan bahawa dalam amalan, sebarang sifat yang meningkatkan kualiti tanaman dan mengurangkan kos untuk petani akan sangat bermanfaat. “Petani ingin mendapatkan [gandum GM] … Ini boleh meningkatkan hasil, mengurangkan kos dan risiko, dan meningkatkan kualiti. Tetapi pengguna dalam kes ini adalah minoriti yang sangat kuat, "kata saintis itu.

Pada masa yang sama, Dougga mengambil pandangan yang lebih luas tentang masalah ini: dalam kebanyakan tanaman GM hari ini, sifat berfaedah baharu mereka memberi manfaat kepada penanam, bukan kepada pengguna. "Mungkin jika kita mempunyai jenis gandum GM dengan faedah untuk pengguna, contohnya, dalam bentuk beberapa manfaat kesihatan yang jelas, keadaan dengan penentangan terhadap gandum GM boleh berubah," saintis itu mencadangkan.

Masa depan "CRISPR-wheat"

Pada bulan November 2009, jurnal Nature Biotechnology menerbitkan artikel bahawa pemaju tumbuhan GM sekali lagi "memalingkan muka mereka" kepada gandum: Monsanto menjanjikan varieti GM pertama dalam dekad itu, dan Bayer CropScience - yang hari ini lebih suka pengubahsuaian genetik daripada hibrid - bersama-sama dengan CSIRO Australia merancang untuk membawa produknya ke pasaran menjelang 2015. Sedekad kemudian, saintis yang ditinjau oleh N + 1 masih optimis, tetapi atas sebab yang berbeza.

"Saya fikir gandum bioteknologi akan muncul, kerana penyelidikan mengenai penyuntingan genomik dengan sistem CRISPR / Cas telah merangsang perkembangan arah ini dalam tempoh lima tahun yang lalu. Saya fikir jenis gandum bioteknologi yang menjanjikan pasti akan muncul dalam masa terdekat, kerana sudah ada perkembangan yang agak baik di China dan Amerika Syarikat, dengan analogi dengan beras atau jagung, "kata Miroshnichenko.

William Wilson juga menaruh harapannya pada CRISPR / Cas dan teknologi lain penyuntingan titik genom: pada pendapatnya, keadaan akan menjadi lebih baik dengan "CRISPR-wheat". Dougga bersetuju, memetik jagung berlilin Corteva AgriScience (dahulunya dikenali sebagai DuPont Pioneer), yang sedang bersedia untuk memasuki pasaran. Miroshnichenko mengatakan bahawa saintis Cina telah melaporkan tentang kemungkinan penyuntingan genomik salah satu lokus gen gandum Mlo, yang secara tidak langsung bertanggungjawab terhadap penentangan terhadap fitopatogen. "Tetapi tiada apa yang diketahui tentang berapa banyak perubahan dalam gen ini mempengaruhi hasil tumbuhan dan manifestasi ciri-ciri lain, ini masih di peringkat kajian," kata saintis itu. Kajian serupa sedang muncul di Amerika Syarikat. Satu lagi kumpulan saintis Cina menunjukkan bagaimana CRISPR / Cas boleh membantu mengatasi kesukaran dengan gandum heksaploid, di mana, untuk mendapatkan sifat baru yang stabil, perubahan yang sama mesti dibuat dalam semua salinan gen.

Akhir sekali, saintis berharap bahawa CRISPR / Cas akan membantu membangunkan gandum hibrid, yang pada masa ini tidak berada di pasaran - secara teknikalnya sukar untuk menghasilkan besar-besaran hibrid gandum yang didebungakan sendiri. “Saya rasa hala tuju ini mempunyai potensi besar. Banyak tanaman moden - kacang soya, jagung, tomato, lada, dan sebagainya - semuanya kacukan yang boleh meningkatkan hasil dan daya tahan. Dengan kaedah agroteknik, kita sudah boleh mengatakan bahawa kita telah mencapai ambang untuk meningkatkan hasil gandum. Kemunculan kacukan akan membantu meningkatkan hasil dengan ketara pada masa hadapan, "kata Miroshnichenko. Igor Chumikov dari Syngenta menarik perhatian kepada gandum hibrid yang diperoleh dengan kaedah pembiakan tradisional: menurutnya, gandum hibrid membolehkan "memberikan kualiti yang jauh lebih tinggi daripada kualiti gandum varieti." Syngenta telah membangunkan gandum hibrid musim sejuk untuk EU sejak beberapa tahun lalu dan menjangka akan membawanya ke pasaran "dalam tempoh tiga hingga lima tahun akan datang," kata Chumikov.

Benar, Mahkamah Keadilan Eropah pada bulan Julai tahun ini agak mengecewakan peminat CRISPR dengan sebenarnya menyamakan perkembangan sedemikian dengan GMO: ini nampaknya bermakna bahawa dalam sekurang-kurangnya satu pasaran gandum yang besar dan penting, masalah dengan persepsi produk tersebut tidak akan hilang. Walaupun dunia sedang memikirkan apa yang dianggap sebagai pengubahsuaian genetik dan apa yang tidak, gandum yang "diperbaiki" mungkin tidak akan keluar dari lingkaran setan di mana ia mesti diluluskan oleh semua manusia sekaligus, dan seruan saintis "jangan meninggalkan gandum sebagai anak yatim di antara tanaman GM" tidak akan kekal didengari.