Защо корпорациите не успяват да наложат ГМ пшеница на света?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

В началото на август списание Science публикува манифест на двама биотехнологи, че в света липсва генетично модифицирана пшеница - с негова помощ, според тях, би било възможно да се борим с опасни болести, които застрашават селскостопанските сектори на икономиките на развиващите се страни.

След като прочетоха манифеста, N+1 реши да разбере защо все още няма нито един сорт ГМ пшеница на пазара и дали наистина имаме нужда от него.

Авторите на манифеста, Brande Wulff и Kanwarpal Dhugga, работят в Центъра за биотехнология на Джон Инес във Великобритания и Международния център за подобряване на царевицата и пшеницата в Мексико. В статия за Science те не съобщават за никаква подкрепа от производители на ГМ сортове, но организациите с нестопанска цел, които финансират двата центъра, насърчават селскостопанската биотехнология.

Според учени липсата на интерес към ГМО пшеницата сред разработчиците се дължи преди всичко на натиска на обществени активисти, борещи се срещу ГМО. В същото време, пишат те, генетичната модификация би могла например да предпази пшеницата от взрив, опасно гъбично заболяване, открито за първи път в Бразилия и оттам се разпространило в Южна Америка и други континенти. През 2016 г. взривна болест, която се пренася със заразено зърно, беше открита в Бангладеш, където все още се поддържа карантина и откъдето болестта може да се разпространи в Югоизточна Азия и да навлезе в Индия. При пшеницата устойчивостта към това заболяване е много ниска, но съответните гени вече са открити в нейния див роднина, зърнената култура Aegilops tauschii.

Авторите смятат, че Бангладеш би бил готов да въведе генетично модифицирана пшеница, за да се предпази от взривна болест, тъй като наскоро одобри ГМ патладжан и се готви да отглежда ГМ картофи, които са устойчиви на късна мана. Но за това ще е необходимо някой да създаде ГМ пшеница, пишат учени.

Сложен генетичен обект

Това, което наричаме пшеница в ежедневието, са няколко вида растения, предимно мека пшеница (Triticum aestivum) и твърда пшеница (Triticum durum). Първият се използва за приготвяне на брашно за хляб и пшеничен малц, докато вторият се използва за приготвяне на кус-кус, булгур, традиционна италианска паста и други продукти. Твърдата пшеница представлява само 5-8 процента от цялата отглеждана пшеница; според официалната статистика на Организацията по прехрана и земеделие на ООН (FAO), през 2016 г. човечеството е отглеждало най-малко 823 милиона тона пшеница на обща обработваема площ от 221 милиона хектара. Това прави пшеницата втората най-голяма култура по отношение на общата реколта след царевицата.

Цялата пшеница, която се отглежда и продава в света, не принадлежи към ГМО: сега в нито една страна няма нито един сорт ГМ пшеница, одобрен за търговско отглеждане. В основата на Конвенцията на ООН за биологичното разнообразие, която събира данни за генетично модифицирани сортове културни растения, са регистрирани само девет сорта обикновена пшеница с различни свойства, от устойчивост на хербициди до високо съдържание на протеини (базата очевидно не обхваща всички проекти и държави, тъй като не всички държави – например нито САЩ, нито Русия – не са ратифицирали Картахенския протокол за биологична безопасност към тази конвенция). Но нито един от тези сортове не е надхвърлил одобрението на опитни култури за научни цели. В базата данни няма данни за ГМ сортове твърда пшеница.

MON71800, разработен от Monsanto, се доближи най-много до одобрение: подобно на много други добре познати ГМ разновидности на компанията, MON71800 е устойчив на глифозат (това е така наречената пшеница Roundup Ready). През 2004 г. компанията дори получи необходимото одобрение от Американската администрация по храните и лекарствата, но не завърши процес на одобрение от друга агенция, EPA. Тогава медиите писаха, че проектът, който отне най-малко 5 милиона долара и седем години, е бил съкратен заради съпротивата на фермерите, които се опасяваха, че разпространението на ГМ пшеница в САЩ ще ги лиши от достъп до скептичния европейски пазар. Monsanto N + 1 не отговори на конкретния въпрос дали компанията в момента разработва генетично модифицирани сортове пшеница, но заяви, че остава „отдадена на непрекъснати иновации в пшеницата чрез биотехнология и генетично редактиране“.

От време на време се появяваха новини за развитието на ГМ сортове след 2004 г.: например един от партньорите на Монсанто, индийската компания Mahyco, през 2013 г. щеше да проведе полеви опити на пшеница, толерантна към хербициди (на въпрос N + 1, компанията отговори, че сега не се занимава с ГМ пшеница). Изследванията върху ГМ пшеница, устойчива на фузариозен шип, също бяха проведени от Syngenta, но този проект беше спрян, казва Игор Чумиков, директор по регулиране на сортовете и биотехнологичните характеристики на растенията в ОНД на Syngenta в Русия. Миналата година Bayer CropScience заяви, че не вижда ГМО пшеницата като свой глобален приоритет, а хибридите.

Според експерти, интервюирани от N + 1, най-малко 500 сорта ГМ пшеница са на различни етапи на тестване в света и при липса на интерес към нея на американския и европейския пазар лидери са например Австралия и Китай. В Австралия националната изследователска организация CSIRO подаде заявление за одобрение тази пролет за тестване на твърда и мека пшеница с устойчивост на пшенична ръжда, гъбично заболяване, което засяга зърнените култури. Тестовете бяха планирани да продължат пет години; очевидно CSIRO е получил разрешение за тях (самата организация не успя да отговори на N + 1 въпроса). През 2017 г. в Обединеното кралство започнаха тестове на ГМ пшеница с по-високи добиви и ще продължат там до края на 2019 г.

В същото време липсата на одобрени сортове не означава, че ГМ пшеницата не вирее никъде по света: истории за това как някъде в полето, неразрешено и неизвестно къде се намира генетично модифицирана пшеница, се случват поне от 1999 г.. Една такава история се случи в Канада миналото лято: през юни тази година канадските власти потвърдиха, че пшеницата по селски път в Южна Алберта, която е оцеляла след третирането с хербициди, се е оказала генетично модифицирана (какъв сорт е бил, не е уточнено; през 2017 г. в страната са проведени 54 ограничени полски опити на ГМ и хибридна пшеница, 39 от които са специално насочени към резистентност към хербициди – нито едно от тях не е проведено в Алберта.) Заради тази неочаквана пшеница Япония и Южна Корея спряха вноса на пшеница от Канада, а канадският министър трябваше да се обади на колегата си от ЕС и да обясни, че тази пшеница не е открита никъде, освен в едно поле в Алберта.

„Сред всички култури, които сега се отглеждат, пшеницата е може би един от най-трудните обекти за селекция. Обикновената пшеница е полиплоидна, има хексаплоиден геном (клетъчното ядро съдържа три елементарни генома A, B и D, тоест шест комплекта хромозоми, има 42 от тях - N + 1). 99 процента от всички сортове, които сега се култивират, са точно сортове хлебна пшеница, много сложен генетичен обект. Освен това пшеницата принадлежи към класа на едносемеделните, така че цялата работа по нейната генетична модификация беше по-малко успешна в сравнение с други култури и започна по-късно“, казва Дмитрий Мирошниченко, старши научен сътрудник в лабораторията BIOTRON за експресионни системи и модификация на растителния геном. в Института по биоорганична химия на РАН.

Символична бариера

Трудностите при работата с пшеница не се ограничават до самата реколта: Мирошниченко казва, че технологичното изоставане е свързано с методически проблеми. За генетичната модификация на всички култури се използват два стандартни метода: агробактериална трансформация, когато гените се пренасят с помощта на бактерии от рода Agrobacterium и техните плазмиди и биобалистичният метод, прехвърляне на генетични последователности с помощта на така наречения генен пистолет - a устройство, което "изстрелва" частици тежки метали от ДНК под формата на същите плазмиди. Според учения сега в Европа, САЩ, Азия и други страни са разрешени само ГМ растения, получени по агробактериален метод, при който може да се потвърди, че в генома на модифицирана вложка присъства само една чужда вложка. растение, а не няколко, както обикновено дава биобалистика. За трансгенната пшеница агробактериалният метод е разработен едва през последните десет години, казва Мирошниченко.

„Преди двадесет години всички очакваха търговското отглеждане на ГМ пшеница да бъде утре. Подозирам, че това не се е случило по няколко причини и много от тези причини са общи за пшеницата и ориза. Въпросът, разбира се, не е, че има някакви значителни биотехнологични бариери пред създаването на тези сортове “, отбелязва специалистът по геномика на растенията Хю Джоунс от университета в Аберистуит в Уелс. Джоунс смята, че отношението към пшеницата в обществото е различно от, да речем, царевица или соя: за много народи „пшеницата има голям културен символизъм“. Следователно, той подозира, негативното отношение към ГМ пшеницата е по-дълбоко, отколкото към други храни. Мирошниченко е съгласен: „От социална гледна точка пшеницата е основната зърнена култура, това е хляб и т.н. Обществеността възприема нейната генетична модификация негативно."

Има по-прагматични трудности, казва Джоунс: пшеницата е най-търгуваната култура и стока и е трудно да се отдели ГМ пшеница от обикновената пшеница. Дори ако една страна позволи отглеждането на генетично модифицирана пшеница, тя веднага ще се сблъска със забрани за износ за други страни, които ще бъдат много строги поради заплахата от биобезопасност. Ако ГМ пшеницата е разрешена, тогава тя ще трябва да бъде разрешена навсякъде, каза ученият.

Kanwarpal Dugga, един от авторите на манифеста в Science, в интервю за N + 1 отбелязва, че почти всички генетично модифицирани сортове растения, налични на пазара, са разработени, тествани и отгледани в САЩ, а оттам са отишли на други пазари (с изключение на Bt патладжан с устойчивост на насекоми вредители, създаден в Индия). „Въпреки всички данни за безопасност, събрани в продължение на двадесет години за ГМ царевица и ГМ соя, те все още не се отглеждат извън Северна и Южна Америка“, казва Дъгга, добавяйки, че американските фермери изнасят половината от цялата пшеница, която отглеждат. Решения – да приемат или да не приемат ГМ пшеница - неизбежно ще се ръководи от страните вносителки.

В същото време Дъгга не вярва, че пшеницата е коренно различна от другите ГМО култури по отношение на отхвърлянето на потребителите, тъй като във всички страни, където съществуват анти-ГМО настроения, те се отнасят предимно до храната, която хората ядат., а не, т.к. например животни. „Дори най-активните противници на ГМО в Европа – Австрия, Франция, Германия – внасят ГМО царевица и ГМО соя като храна за животни“, отбелязва ученият.

Потребителят не вижда никаква полза

„Няма нито едно специфично свойство за пшеницата, което да е от голямо значение. Освен това в индустрията няма консенсус за това коя черта би била най-ценната “, каза Уилям Уилсън, експерт по ГМ пшеница и професор в Държавния университет в Северна Дакота. Дмитрий Мирошниченко казва, че признаците, получени за повечето други търговски ГМ култури - устойчивост на хербициди и устойчивост на насекоми - не са от значение за пшеницата: „Тези две черти не са тези, с които трябва да се занимаваме на първо място, защото имат ограничена търговска стойност при отглеждането на пшеница. Когато Monsanto потърси разрешение в Съединените щати през 2004 г. за отглеждане на устойчива на хербициди ГМ пшеница, те оттеглиха заявлението именно защото генетично модифицираният признак имаше малка търговска стойност. Отрицателното отношение към отглеждането на ГМ пшеница в този момент „надмина“възможния търговски успех“, казва ученият.

Чертите, които човек наистина би искал да получи от ГМ пшеница, са същите черти, с които се борят животновъдите, отбелязва Мирошниченко. „Първо, това е устойчивост на неблагоприятни фактори - в зависимост от това къде се отглежда пшеницата, това е или суша и високи температури, или, обратно, ниски температури и слани, както и устойчивост на повишено съдържание на сол в почвата и т.н. На. Втората група характеристики, която е много търсена, е устойчивостта към фитопатогени, по-специално към редица гъбични заболявания, това са фузариум, ръжда, брашнеста мана и така нататък “, казва той. В тези области има много изследвания върху ГМ пшеница, въпреки че има и по-екзотични идеи: например в Австралия CSIRO разработва пшеница, която понижава нивата на холестерола в кръвта поради повишеното съдържание на бета-глюкани.

Засега няма ясни успехи в тези области: американците, европейците и китайците „се фокусираха върху по-прости култури, които биха имали ефект по-бързо“, добавя Мирошниченко. „За пшеницата отдавна е въпросът коя характеристика може да бъде генетично модифицирана по такъв начин, че да даде осезаем от търговска гледна точка ефект за увеличаване на добивите при неблагоприятни условия, като в същото време, в благоприятни години, добивът не намалява. В сравнение с други култури, особено двусемеделните, модификацията на привидно същите гени понякога не води до очакваните ефекти при пшеницата “, казва изследователят.

Уилсън отбелязва, че на практика всяка характеристика, която подобрява качеството на реколтата и намалява разходите за фермерите, би била много полезна. „Земеделските производители биха искали да получат [ГМ пшеница]… Това би могло да увеличи добивите, да намали разходите и рисковете и да подобри качеството. Но потребителите в този случай са много шумно малцинство “, казва ученият.

В същото време Дъг гледа по-широко на проблема: в повечето ГМ култури днес новите им полезни свойства са от полза за производителите, а не за потребителите. „Може би, ако имахме сортове ГМ пшеница с ползи за потребителите, например под формата на някои очевидни ползи за здравето, ситуацията с противопоставянето на ГМ пшеница би могла да се промени“, предполага ученият.

Бъдещето на "CRISPR-wheat"

През ноември 2009 г. списанието Nature Biotechnology публикува статия, че разработчиците на ГМ растения отново "обърнаха лицето си" към пшеницата: Monsanto обеща първите ГМ сортове още през това десетилетие, а Bayer CropScience - този, който днес предпочита генетичната модификация пред хибриди - заедно с австралийския CSIRO планират да изведат продукта си на пазара до 2015 г. Десетилетие по-късно учените, анкетирани от N + 1, все още са оптимисти, но по различни причини.

„Мисля, че биотехнологичната пшеница така или иначе ще се появи, защото изследванията върху геномното редактиране със системите CRISPR/Cas стимулират развитието на тази посока през последните пет години. Мисля, че обещаващи сортове биотехнологична пшеница определено ще се появят в близко бъдеще, тъй като вече има доста добри разработки в Китай и Съединените щати, по аналогия с ориза или царевицата “, казва Мирошниченко.

Уилям Уилсън също възлага надеждите си на CRISPR / Cas и други технологии за редактиране на точки на генома: според него нещата ще бъдат по-добре с "CRISPR-wheat". Дъгга се съгласява, цитирайки восъчната царевица на Corteva AgriScience (известна преди като DuPont Pioneer), която се готви да навлезе на пазара. Мирошниченко казва, че китайски учени вече са съобщили за възможността за геномно редактиране на един от локусите на гена на пшеницата Mlo, който е косвено отговорен за резистентността към фитопатогени. „Но все още нищо не се знае за това доколко промяната в този ген влияе върху добива на растението и проявата на други черти, това все още е на етап проучване“, отбелязва ученият. Подобни проучвания се появяват и в Съединените щати. Друга група китайски учени показаха как CRISPR/Cas може да помогне за преодоляване на трудностите с хексаплоидната пшеница, при която, за да се получи стабилен нов признак, трябва да се направят същите промени във всички копия на гена.

И накрая, учените се надяват, че CRISPR/Cas ще помогне за развитието на хибридна пшеница, която в момента не е на пазара – технически е трудно да се произвеждат масово самоопрашващи се хибриди пшеница. „Мисля, че тази посока има голям потенциал. Много съвременни култури - соя, царевица, домати, чушки и т.н. - са хибриди, които могат да увеличат добивите и устойчивостта. По агротехнически методи вече можем да кажем, че сме достигнали прага за повишаване на добива на пшеница. Появата на хибриди ще помогне за значително увеличаване на добивите в бъдеще “, казва Мирошниченко. Игор Чумиков от Синджента обръща внимание на хибридната пшеница, получена чрез традиционни методи на отглеждане: според него хибридната пшеница позволява „да се осигури качество, което е много по-високо от качеството на сортовата пшеница“. „Сингента“разработва зимна хибридна пшеница за ЕС през последните няколко години и очаква да я пусне на пазара „в рамките на следващите три до пет години“, каза Чумиков.

Вярно е, че Европейският съд през юли тази година донякъде разстрои ентусиастите на CRISPR, като всъщност приравни подобни разработки с ГМО: това очевидно означава, че в поне един голям и важен пазар на пшеница проблемите с възприемането на такива продукти няма да изчезнат. Докато светът измисля кое се счита за генетична модификация и кое не, „подобрената“пшеница може никога да не излезе от порочния кръг, в който трябва да бъде одобрена от цялото човечество наведнъж, и призивите на учените „да не остави пшеницата сираче сред ГМ култури“няма да остане чуто.