ГМО-картофель (трансгенный): понятие, польза и вред, сорта

Генетически модифицированный картофель

Генетически модифицированная (ГМ) линия сельскохозяйственной культуры создается путем внедрения в ее генотип чужеродного гена, что позволяет придать ей качественно или количественно новое хозяйственно ценное свойство. От сортов, полученных методами традиционной селекции, ГМ линии отличаются тем, что в их генотип добавлены элементы эволюционно очень отдаленных организмов, часто относящихся к царству простейших

Основные направления генетической инженерии картофеля
В последние годы наблюдается потеря позиций картофеля как пищевой культуры на мировом рынке. Одновременно возрастает его роль в качестве сырья для химической промышленности. Методы генетической инженерии в состоянии значительно улучшить качественные показатели технического картофеля при сохранении его урожайности. Крахмал накапливается в клубнях картофеля в двух различных формах: амилопектин и амилозин. Обе они имеют промышленное значение, но в разных производственных процессах. Их разделение является сложной и затратной задачей. Поэтому перед генетиками была поставлена задача – создать сорта картофеля, продуцирующие отдельно амилозин и амилопектин. Несколько лет назад создана ГМ линия картофеля, содержащая в клубнях только амилопектин. Испытания этой линии (Amflora), разработанной BASF, уже завершены, и в прошлом году было получено разрешение на ее возделывание в Европе для непищевых целей.

Другим направлением генетической инженерии картофеля является создание линий, устойчивых к болезням и насекомым-вредителям. Несколько ГМ сортов картофеля с повышенной устойчивостью к вирусу PLRV и колорадскому жуку (NewLeaf и NewLeaf Plus) были разработаны и разрешены к возделыванию в США и Канаде еще в 90-х годах прошлого века. В 1999 году они выращивались на площади почти 25 тысяч гектар. Но вскоре данный показатель упал почти до нуля, так как крупные перерабатывающие компании и рестораны в США отказались принимать ГМ картофель.

На Юге Африки и в Египте начали возделывать ГМ картофель, устойчивый к поражению мотыльком Phthorimaea operculella, наносящим огромный вред картофелеводству в этих странах.

В Евросоюзе основные ставки сделаны на разработку линий картофеля, устойчивых к Phytophthora infestans (фитофторозу). Именно данная болезнь наносит тут основной ущерб картофелеводству в те годы, когда долго держится теплая и влажная погода. В конце октября 2011 года компания BASF получила разрешение на выращивание в Евросоюзе ГМ линии картофеля Фортуна, устойчивой к фитофторозу и предназначенной для пищевых и кормовых целей.

Линии ГМ картофеля, разрешенные в России
В России одобрены к применению четыре линии трансгенного картофеля. Все они обладают одним свойством – высокой устойчивостью к колорадскому жуку. Это достигнуто благодаря внедрению гена Bt, отвечающего за продукцию энтомоцидного белка, токсичного для насекомых. Использование данных сортов резко снижает затраты на обработку пестицидами и нормализует фитосанитарную обстановку на полях.

Две из разрешенных линий – разработки Monsanto, основанные на Североамериканских сортах: Russet Burbank Newleaf и Superior Newleaf. Российскими учеными из широко распространенных отечественных сортов Елизавета и Луговский получены трансгенные по Bt-гену сорта Елизавета 2904/1 kgs и Луговской 1210 amk. Испытания всех четырех сортов не показали возможного негативного влияния на окружающую среду и человека. Сорта допущены для использования в пищевой промышленности и для реализации населению.
Если в стране будет одобрено выращивание ГМ-картофеля, то при выборе сорта с искусственно созданной устойчивостью к колорадскому жуку, следует отдавать предпочтение отечественным разработкам, так как они в большей степени приспособлены к местным почвенным и климатическим условиям. Проявляя одинаковую энтомоцидную активность, Елизавета 2904/1 kgs и Луговской 1210 amk должны показывать более высокую устойчивость к остальным биотическим и абиотическим факторам среды и давать более высокий и устойчивый урожай.
Сорт Елизавета относится к среднеранним, столового назначения. Отличается хорошими вкусовыми качествами и лежкостью. Урожайность составляет до 29—40 т/га. Адаптирован к условиям Дальнего Востока и европейской части России, включая Северный регион.
Сорт Луговской является среднеспелым. Дает стабильно высокие урожаи (до 50 т/га). Обладает хорошими вкусовыми качествами. Рекомендован к выращиванию практически на всей территории Российской Федерации, где практикуется картофелеводство.

Особенности выращивания картофеля с внедренным геном Bt
К линиям картофеля, трансгенным по Bt-гену, следует относиться так же, как и к любым другим инсектицидным средствам. По сути, они и являются инсектицидами, только токсин не наносится на поверхность растений, а синтезируется в их листьях. Специалисты не рекомендуют полагаться только на способность картофеля подавлять развитие насекомых-вредителей. Лишь комплексный подход позволяет предупредить появление устойчивых к Bt-токсину насекомых. В первую очередь, необходимо соблюдать правильный севооборот. Также не следует отказываться от других средств борьбы с колорадским жуком, в том числе и от химических.
Химические инсектициды могут дополнять эффект токсичного для насекомых картофеля. С другой стороны, тактику борьбы с вредителями можно построить на дополнении инсектицидной обработки генетически модифицированным картофелем. Оба варианта сохраняют меньше шансов на выживание особям, которые приобретают устойчивость к одному из методов борьбы.
Крайне не рекомендуется многолетнее выращивание на одном и том же поле ГМ картофеля, устойчивого к колорадскому жуку. Это существенно увеличивает вероятность вспышек численности других видов насекомых, нечувствительных к Bt-токсину. В США отмечены случаи ущерба, наносимого совкой, а иногда и тлей, на тех полях, где картофель с Bt-геном выращивался продолжительное время.
Кроме того, в подобной ситуации резко повышается риск появления устойчивости к токсину у колорадского жука и быстрого распространения устойчивой популяции. Поэтому, на первый взгляд, парадоксальная рекомендация, обеспечить возможность сохранения и относительного процветания популяции колорадского жука, имеет под собой научную основу. Сильное разбавление устойчивых особей неустойчивыми предупреждает массовую вспышку численности этих вредителей на полях занятых ГМ картофелем.
С этой целью рекомендованы следующие приемы: посадка смеси ГМ и не ГМ линий картофеля, создание лент, блоков и отдельных полей, специально для поддержания популяции колорадского жука. Наиболее предпочтительным считается последний вариант. При смешанной посадке особи колорадского жука могут питаться на различных растениях и получить низкую дозу токсина, что повышает вероятность появления устойчивости.
Участки с не ГМ линиями должны располагаться в непосредственной близости с генетически модифицированными растениями. Рекомендуется обрабатывать участки с не ГМ картофелем инсектицидами в умеренных дозах. Начинать уборку урожая следует с участков, где высажен ГМ картофель. В результате особи, которые приобрели устойчивость, мигрируют к остальным, и ген устойчивости сильно растворяется в общей популяции. Площадь, занятая под картофелем, не содержащим Bt-ген, должна составлять не менее 20% от общей площади, занятой под картофелем.
Следует также иметь в виду, что Bt-токсин опасен для многих видов полезных насекомых – опылителей и медосборов. Не следует высевать данные линии картофеля рядом с пасеками и местами сезонного вывоза пчел.

Таким образом, выращивание генетически модифицированного картофеля, устойчивого к колорадскому жуку, не должно быть самоцелью. К этой мере следует относиться с той же осторожностью, что и к другим средствам борьбы с вредителями:
• применять только в том случае, если в этом действительно возникла необходимость;
• сочетать с другими методами борьбы, агротехническими, химическими и другими;
• правильно дозировать, т.е. чередовать посевы ГМ картофеля в пространстве и времени с традиционными сортами и другими культурами.
В остальном, агротехника Bt-линий картофеля отличается от выращивания традиционных сортов только резким снижением потребность в химических инсектицидах.

ГМО – вред или польза?

Проблема поиска новых источников пищевых продуктов для человека в современном мире стоит как нельзя более остро. Людей становится всё больше, и все нуждаются в свежей, качественной и полноценной пищей. Одно из решений этой проблемы – ГМО, продукты, полученные с помощью генной инженерии. Но полезны ли они для человека?

ГМО – расшифровка и понятие

Определение генно-модифицированных организмов (именно так звучит расшифровка ГМО) гораздо шире, чем пищевые продукты с новыми свойствами. Под этим термином в науке понимают любой организм, генетический код которого был искусственно изменён с целью получения этим организмом заданных свойств.

Изменения генетического кода в живых организмах в природе происходит постоянно и носит название мутации, т.е. спонтанного изменения генотипа. Мутации могут быть полезными, нейтральными или вредными для организма в зависимости от того, помогают ли они выживанию организма.

Большинство мутаций по своему влиянию нейтральны и никак не проявляются или их проявления незначительны. Полезные мутации ложатся в основу будущей эволюции вида. Носители вредных мутаций чаще всего нежизнеспособны или не могут иметь потомства, что позволяет снизить влияние вредных мутаций на вид в целом. Считается, что примерно один из миллиона генов на планете содержит мутацию.

Учитывая, что генетический код человека включает более двух миллионов генов, то можно сказать, что каждый человек является носителем одной или нескольких мутаций, как правило, нейтральных и протекающих бессимптомно.

Человек издавна вмешивался в ход эволюции, чтоб получить организмы с необходимыми ему свойствами. Искусственный отбор позволил вывести огромное количество пород домашних животных и сортов сельскохозяйственных и декоративных растений. По сути, селекция является методом опосредованного вмешательства человека в генетический код живых организмов. В результате такого отбора появляются животные и растения с теми свойствами, которые необходимы человеку.

ГМО являются следующим этапом искусственного отбора. Генная инженерия позволяет получить организмы с заданными свойствами уже в первом поколении, избежать появления особей с нежелательными признаками и их выбраковки. Процессы, происходящие в природе и взятые на вооружение человеком, с помощью генной инженерии могут происходить гораздо быстрее в искусственных условиях.

Таким образом, генетически модифицированным считается организм, подвергшийся целенаправленному изменению генотипа. В более узком смысле, когда речь идёт о пищевой промышленности, подразумеваются организмы, в генотип которых были искусственно внесены нехарактерные для них гены. Термин применяется к животным, растениям и микроорганизмам, и ни в коем случае – к людям, в том числе и потому, что эксперименты в области клонирования человека запрещены в большинстве стран.

Как производятся продукты ГМО

Самый распространённый способ получения ГМО-продуктов, это трансгенные организмы. Суть метода заключается в том, что последовательность генов, характерных для одного из организмов, вносят в ДНК другого вида. Таким образом получаются организмы, имеющие свойства другого вида (картофель, устойчивый к колорадскому жуку, микроорганизмы, способные синтезировать человеческий инсулин и др.).

В процессе создания продуктов ГМО существуют следующие этапы:

• Выделение изолированного гена в организме-доноре;
• Создание вектора – биохимической конструкции, позволяющей вводить последовательность ДНК в клетку без её разрушения;
• Перенос вектора в исследуемый организм. Вектор является носителем необходимого гена, механизм его взаимодействия с основным организмом имеет общие черты с проникновением вируса, но сравнивать их между собой было бы не совсем верно;
• Вектор встраивается в генетический код организма, вызывая его изменения;
• Последний этап – отбор тех организмов, которые были успешно модифицированы и исключение из размножения не получивших новых свойств.

После всех этих процедур для дальнейшего размножения отбираются те организмы, которые проявляют заданные свойства. Те особи, которых изменения не коснулись, в большинстве случаев остаются неизменными.

Более сложные технологии генной инженерии на данный момент не получили большого распространения в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Они используются в основном в исследовательских целях для изучения и разработки более совершенных методов генной инженерии.

Тем не менее, поскольку технология всё еще является новой, все её последствия и влияние на более поздние поколения ещё не до конца изучены, до массового использования ГМО ещё далеко.

Вредны ли ГМО – продукты?

Что же делать простому обывателю – без боязни покупать любые продукты, или предпочесть те, производители которых обошлись без ГМО? Однозначного ответа на этот вопрос всё ещё нет даже в среде учёных. Ведутся исследования с целью выяснить опасность или безопасность употребления пищевых продуктов из ГМО.

В современной науке польза и вред ГМО являются предметом постоянных споров. Некоторые исследователи утверждают, что на протяжении своей эволюции человек многократно сталкивался с тем, что генетический материал употребляемых в пищу продуктов резко изменялся, и это не оказало негативного влияния, следовательно, ГМО абсолютно безвредны.

В качестве доказательство приводится то, что в пищеварительной системе все макромолекулы распадаются на более простые соединения, которые являются одинаковыми для всех живых организмов. Отдельные нуклеотиды, до которых распадается макромолекула ДНК, не могут принести вред человеку, поскольку содержатся в его организме в том же самом виде.

Кроме того, доказательством безвредности ГМО выступает и исторический фактор. Изменение рациона, включение в него видов, никогда до этого не употреблявшихся в пищу, открытие новых земель с полностью непривычными животными и растениями, которые человек также начинал употреблять в пищу, не принесло никакого вреда.

Однако существуют исследования на мышах, которые показывают, что при употреблении исключительно ГМО-продуктов через 3-4 поколения значительно повышается риск метаболического синдрома, сахарного диабета и других болезней обмена.

Со стороны учёных – сторонников ГМО такие исследования подвергаются резкой критике, поскольку набор продуктов, использованных в них, соответствовал рациону человека, а не грызуна, что могло послужить дополнительным провоцирующим фактором.

Два лагеря учёных довольно прочно стоят на своих позициях, приводя всё новые доказательства своей правоты, анализируя плюсы и минусы ГМО. Результаты исследований и компетентность их проведения всегда ставятся под сомнение сторонниками противоположной идеи. Тем не менее, убедительных доказательств, однозначно подтверждающих пользу или вред ГМО, до сих пор не получено. Поэтому, покупать или нет продукты, которые их содержат, остаётся личным выбором потребителя, а производитель обязан указать на упаковке наличие или отсутствие ГМО.

ГМО в России на сегодня

В нашей стране отношение к ГМО неоднозначно, как и по всему миру. Поскольку их вред или польза однозначно не доказаны, то производители и импортёры пищевой продукции обязаны отмечать содержание ГМО на упаковке продукта. Это необходимо для того, чтобы потребитель мог сам решить, хочет ли он употреблять пищу, которая не всегда полезна для здоровья.

В 2016 году принято постановление Госдумы о запрете выращивания ГМО-продуктов на территории России. Учитывая политику импортозамещения, увидеть на прилавках магазинов модифицированные пищевые продукты стало затруднительно.

Вопрос о целесообразности такой меры остаётся открытым. Если ГМО действительно вредны для здоровья будущих поколений, то оградить людей от них до тех пор, пока технологии не позволят сделать их безопасными, необходимо. Если же ГМО на самом деле не представляют никакой опасности, то, возможно, наша страна лишила себя возможности избежать продовольственного кризиса в будущем.

По данным социологических опросов отношение к ГМО в России скорее отрицательное – более 2/3 населения не стали бы покупать генно-модифицированные продукты. Тем не менее, не стоит отрицать низкий уровень знаний в области биологии, а особенно генетики, среди взрослого населения нашей страны, поэтому считать общественное мнение авторитетным было неверно.

Чем может быть полезно ГМО?

Генно-инженерные технологии позволяют значительно ускорить процесс селекции и получить особей с необходимыми признаками уже в первом поколении, чего крайне редко удаётся достичь при обычной селекции. Кроме того, процент выбраковки особей, не имеющих необходимых признаков, значительно снижается. Это позволяет снизить расходы на отбор и выведение новых сортов и пород, следовательно, конечная цена продукта станет несколько ниже.

Методы генной инженерии открывают перед селекционерами новые возможности, например, перенос генов между видами, которые не могут скрещиваться. Это позволяет создать принципиально новые сорта растений и породы животных, которые невозможно было бы вывести другим способом. Например, к таким видам относятся сорта картофеля, устойчивые к колорадскому жуку, и многие другие сельскохозяйственные растения, не подверженные вредителям.

Экономический эффект от подобных изменений трудно переоценить, тем не менее, сторонники теории о вреде ГМО утверждают, что растения, несъедобные для паразитов, могут быть ядовитыми и для людей.

По данным статистики, собранным на 2014 год, урожайность генетически модифицированных растений выше до двух раз только за счёт устойчивости к вредителям. Выращивание ГМО-сельхозкультур позволяет значительно снизить расходы на инсектициды, а также потери от вредителей и неблагоприятных климатических условий.

Большой урожай позволяет сделать продукты более дешёвыми и доступными. В развивающихся странах это даёт возможность обеспечить достаточным количеством продовольствия всё население, в развитых – уменьшить расходы на еду, сделать пищу более разнообразной.

Ведутся работы по созданию сортов растений, дающих повышенный урожай, а также способных переносить непривычный для них климат (холодоустойчивые формы фруктов). Это сделает более доступными многие фрукты и овощи, снизит расходы на их транспортировку и неизбежные потери продукта при этом.

Выращивание ГМО-животных является гораздо более сложным, исследований в этой области гораздо меньше. В природе частота жизнеспособных мутаций среди животных, особенно среди млекопитающих и птиц, намного ниже, чем среди растений. Поэтому и работы, связанные с генетическими модификациями, дают гораздо меньший результат. Поэтому проблемы стоящие перед животноводами, в основном решаются путём привычной селекции, которой еще далеко до ухода в прошлое.

Несколько слов о непищевом применении ГМО. В лесном хозяйстве нашли своё применение древесные породы с повышенным содержанием целлюлозы. Это позволяет использовать древесину в гораздо меньших количествах, сократить вырубку лесов при сохранении объёма производства бумаги и других изделий из целлюлозы.

В фармацевтической промышленности используются почвенные бактерии с дополнительным геном, позволяющим синтезировать человеческий инсулин. Так получают наиболее близкий аналог инсулина для больных сахарным диабетом. Его биодоступность гораздо выше, чем свиного или бычьего, он гипоаллергенен и гораздо более эффективен.

Кроме инсулина, созданы и другие рекомбинантные белки человека – интерфероны, гормоны эндокринных желёз. До появления ГМО их можно было получить только из донорской крови, что создавало риск инфицирования препаратов, или пользоваться аналогичными веществами, получаемыми из крови животных, которые очень ограниченно совместимы с человеческими тканями.

На примерах модифицированных организмов изучаются закономерности протекания различных процессов в организме человека, что поможет в перспективе найти препараты, замедляющие старение, лекарства от хронических заболеваний, сейчас считающихся неизлечимыми.

В настоящее время развитие исследований в области генной инженерии существенно замедляют споры о вреде или пользе ГМО. Законы, которые запрещают выращивание ГМО, приняты не только в нашей стране. Ограждая население от возможного вредного воздействия модифицированной пищи, такие законы ограничивают возможность сделать ГМО-продукты более безопасными.

Плюсы и минусы

Пока что большая часть аргументов за и против ГМО остаются в области умозрительных заключений. Для получения точных доказательств пользы или вреда генно-инженерных продуктов для человека необходимо время, и поставить точку в этом споре можно будет только через несколько поколений. На данный момент говорить об однозначной необходимости выращивать ГМО или об опасности таких продуктов преждевременно. Сейчас же следует уделить внимание повышению уровня биологических знаний среди населения.

Полезная статья? Оцени и добавь к себе в закладки!

Вредно ли есть генетически модифицированный картофель?

Небольшой экскурс в историю. Примерно в середине XIX века на посадки картофеля в Ирландии напала страшная болезнь, которую назвали картофельной гнилью. Сначала чернели и засыхали листья. А спустя несколько дней те, кто выкапывал клубни, видели на их месте черную склизкую гниющую массу. Более миллиона человек тогда умерли (от голода. — Примеч. ред.), еще два миллиона покинули Ирландию.

Это заболевание (фитофтороз) вызывается грибным патогеном Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, который относится к классу оомицетов. Оно существует и в наши дни (известно в народе как фитофтора. — Примеч. ред.) и уничтожает около 20% из 320 млн тонн ежегодного урожая картофеля в мире. Традиционные методы селекции растений в данном случае не помогли выработать сопротивляемость (и вовсе не потому, что плохи гены, определяющие резистентность картофеля, а из-за сопутствующего им генетического багажа десятков тысяч других генов). Поэтому вместо селекции картофель стали поливать фунгицидами. В Великобритании растущий картофель опрыскивают 10–15 раз. Фунгициды — токсичные соединения, одно хуже другого. Медьсодержащие фунгициды, используемые фермерами, занимающимися органическим земледелием (да, такие фермеры тоже используют пестициды), — отдельная проблема. Фунгициды ядовиты для людей и животных. Но еще хуже то, что из-за них развиваются медно-резистентные микробы, которые часто устойчивы также и к антибиотикам.

А если разобраться, какие гены дикого картофеля нужно использовать, чтобы противостоять этой напасти? Если я скажу, что могу выделить всего несколько генов дикого картофеля, к которому вы бы даже не прикоснулись, и добавить их в нашу аппетитную картошку? Никакого генетического багажа, только нужные гены резистентности. И это по-прежнему будет то же самое любимое блюдо.

Именно это и сделали британские генетики, проводившие в Норфолке испытания генетически модифицированного картофеля. Немецкая компания BASF Plant Science пошла на шаг дальше — она ожидает от Евро комиссии одобрения нового сорта ГМкартофеля «Фортуна», устойчивого к болезни. Ученые из Sainsbury Laboratory (Великобритания), Вагенингенского университета (Нидерланды) и BASF, опираясь на десятки лет изучения естественной сопротивляемости болезням, создали сорта картофеля, которые просто игнорируют это заболевание. Если этот сорт одобрят, «Фортуну» можно будет выращивать и продавать по всей Европе к 2014–2015 годам.

Вредны ли добавленные гены? Нет, это лишь фрагменты ДНК, не хуже других в картофеле. Вредны ли кодируемые ими белки? Нет, это незначительные вариации защитных белков, которые уже были у картофеля, но стали неэффективными. Может ли добавление генов стать источником неожиданных проблем? В докладе ЕС, основанном на 25-летних исследованиях биобезопасности генетически модифицированных организмов (ГМО), делается вывод, что генетические модификации сельскохозяйственных культур не опаснее традиционных.

Но получите ли вы этот вкусный, здоровый, нетронутый фунгицидами картофель? Не знаю. Ведь это же ГМО! Гринпис, «Ассоциация земли» и другие подобные организации создали ГМО плохую репутацию. Против ГМО выдвинуто много страшных обвинений, хотя ни одно из них не выдерживает тщательной научной проверки.

Суть же в том, что для улучшения и защиты сельскохозяйственных культур, таких как картофель, лучше использовать гены, а не химию — для нас, для почвы и для всех тех многочисленных существ, с которыми мы делим нашу планету. Почему мы предпочитаем пугаться глупостей и неохотно верим целым горам доказательств биологов?

Источники:

http://www.agroxxi.ru/stati/geneticheski-modificirovannyi-kartofel.html
http://zojclub.ru/bolezni/gmo-vred-ili-polza.html
http://www.vokrugsveta.ru/nauka/article/157643/