Генетически модифицированные растения кратко
Обновлено: 04.07.2024
При разработке прогнозов обеспечения продовольственной безопасности в обществе УР большая роль отводится генетически модифицированным растениям (син. трансгенным растениям, ГМР). ГМР – это сорта (часто отличающиеся от исходных форм как новые виды и даже роды), которые получены методами генной инженерии за счет встраивания в геном растения чужеродных генов (причем, часто отдаленных таксонов, вплоть до бактерий и животных).
История ГМР.Начало работ по получению ГМР датируется 1990 г., и сразу же эти разработки получили взрывообразное развитие. Уже в 1997 г. общая площадь посевов ГМР составила 12,7 млн. га, причем особый успех выпал на долю ГМР сои, кукурузы и рапса (соответственно 5,1; 4,4 и около 2 млн. га). В последние годы интенсивно увеличиваются площади ГМР картофеля и риса. В США сегодня на трансгенные сорта приходится 62% сои и 78% хлопчатника.
Экономическая подоплека дискуссии о ГМР. В ходе ожесточенной полемики по вопросу о перспективности ГМР выявилась экономическая подоплека. За противниками ГМР стоят производители пестицидов, которые при возделывании многих ГМР оказываются ненужными, что может обернуться огромными убытками для химических корпораций. Сторонников ГМР поддерживают фирмы, которые производят их семена и также получают на этом немалые доходы (сами фермеры получать семена ГМР не могут и должны каждый раз приобретать их). Только Фонд Рокфеллера за последние 15 лет выделил 100 млн. долларов на поддержку получения ГМР риса в странах Азии, Африки и Южной Америки. В этих странах за счет выделенных фондовых средств в центрах по размножению ГМР уже работают 400 исследователей.
Кроме того, сторонниками ГМР являются представители бедных стран Африки, Азии и Южной Америки, где остро стоит проблема голода, а запреты на использование ГМР накладывают правительства богатых стран, которые обеспечены продуктами питания и без ГМР. Эти страны требуют как минимум обязательной маркировки продуктов, полученных из ГМР. Маркировка позволит состоятельным гражданам, опасающимся медицинских последствий использования ГМР, не приобретать их.
Разумеется, для окончательного ответа на вопрос о пользе и вреде ГМР нужны дополнительные экологические и медицинские исследования (причем, экспертиза должна быть независимой от сторонников и противников ГМР). Тем не менее, есть основания полагать, что ГМР, как и гербициды третьего поколения, помогут решению проблемы продовольственной безопасности. Разумеется, это будет возможным лишь при постоянном диалоге генных инженеров с экологами и медиками.
Начаты работы по генной инженерии животных, в частности, получены трансгенные рыбы и породы свиней, однако эти исследования еще не вышли из стадии экспериментов.
Контрольные вопросы
1. Как изменилось направление работы биотехнологов в последние годы?
2. Расскажите об основных достижениях в создании ГМР.
3. Какие экономические причины стоят за полемикой сторонников и противников ГМР?
- Растения-ГМО: как это делается
- Растения-ГМО: практическое применение
- Растения-ГМО: проекты в перспективе
Растения-ГМО: практическое применение
Это, конечно же, крайние проявления. Но каждого современного человека беспокоит вопрос: нужно ли бояться генетически модифицированных растений? Что они несут миру: пользу или вред? Однозначного ответа не существует. И с каждым конкретным случаем применения ГМО нужно разбираться отдельно.
Какие же проекты с участием трансгенных растений человечество разрабатывает сегодня?
Устойчивость к вредителям
Насекомые-вредители при вспышках численности могут уничтожать существенную часть урожая (если не весь урожай). Для борьбы с ними применяют довольно агрессивные вещества — пестициды (от лат. pestis — вредоносный бич, зараза и caedo — убивать). Пестициды уничтожают и вредных, и полезных насекомых (например пчёл, шмелей, жужелиц), оказывают влияние на почвенных обитателей, а при попадании в водоёмы пестициды могут вызвать гибель рыб. Применение пестицидов опасно в первую очередь для людей, работающих в сельском хозяйстве: именно они готовят растворы, проводят опрыскивания, работают в поле, пока пестицид продолжает действовать. К нам на стол попадает лишь ничтожная часть пестицидов, которые по большей части уже разложились. Избавиться от остатков пестицидов можно, тщательно вымыв овощи и фрукты или очистив кожицу.
Отказаться от применения пестицидов пока ещё нельзя: тогда размножатся вредители и человечество останется без урожая. А нельзя ли сделать культурные растения несъедобными для насекомых?
Таким образом, при внедрении генетически модифицированных пищевых растений часть людей окажется к ним довольно чувствительной, но другие так или иначе приспособятся. Но чувствительные люди должны точно знать, какие продукты приготовлены с применением ГМО.
Полезно знать, что сегодня в Россию можно ввозить и использовать в пищевых технологиях 16 сортов и линий генетически модифицированных растений — в основном устойчивых к тем или иным вредителям. Это кукуруза, соя, картофель, сахарная свёкла, рис. От 30 до 40% продуктов на современном рынке уже содержат компоненты, полученные из ГМО. Парадоксально, что при этом выращивать генетически модифицированные растения у нас в стране не разрешается.
В утешение скажем, что в США — стране, которая выращивает 2/3 мирового урожая генетически модифицированных растений — до 80% продуктов содержат ГМО!
Устойчивость к вирусам
Ризомания — это всего лишь один пример. С развитием транспорта вирусы растений вместе с урожаем быстро перемещаются по планете, минуя таможенные барьеры и государственные границы.
Есть и другие проекты, связанные с повышением устойчивости к вирусам. Например, огурцы, дыни, арбузы, кабачки и тыква поражаются одним и тем же вирусом мозаики огурца. Кроме того, в круг хозяев входят томаты, салат-латук, морковь, сельдерей, многие декоративные и сорные растения. Бороться с вирусной инфекцией очень трудно. Вирус сохраняется на многолетних растениях-хозяевах и на остатках корневой системы в почве.
Как и в случае с ризоманией, против вируса мозаики огурца помогает образование белка его собственного капсида в растительных клетках. На сегодня получены устойчивые к вирусу трансгенные растения огурцов, кабачков и дыни.
Ведутся работы и по повышению устойчивости к другим вирусам сельскохозяйственных растений. Но пока ещё, за исключением сахарной свёклы, устойчивые генетически модифицированные растения мало распространены.
Устойчивость к гербицидам
И тогда возникла идея: сделать культурные растения устойчивыми к гербицидам сплошного спектра действия! Благо, у бактерий есть гены, отвечающие за разрушение многих гербицидов. Достаточно просто пересадить их в культурные растения. Тогда вместо постоянных прополок и рыхления междурядий над полем можно распылить гербицид. Культурные растения выживут, а сорняки погибнут.
Именно такие технологии предлагают фирмы, производящие гербициды. Причём выбор трансгенных семян культурных растений зависит от того, какой гербицид фирма предлагает на рынке. Каждая фирма разрабатывает растения-ГМО, устойчивые к своему гербициду (но не к гербицидам конкурентов!). Ежегодно в мире на полевые испытания передают 3–3,5 тыс. новых образцов растений, устойчивых к гербицидам. Даже испытания устойчивых к насекомым растений отстают от этого показателя!
Устойчивость к гербицидам уже широко применяется при выращивании люцерны (кормовая культура), рапса (масличное растение), льна, хлопчатника, кукурузы, риса, пшеницы, сахарной свёклы, сои.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Описание презентации по отдельным слайдам:
Генетически модифицированные растения
Генномодифицированные растения получены путем
пересадки целых генов и частей молекулы ДНК от одного вида в клетки другого организма. Гены других организмов встраиваются в хромосомы растений и в результате создаются такие формы растений, которых не было раньше.
Чем полезны и вредны генномодифицированные продукты.
Польза этих продуктов очевидна – это обеспечение населения нашей планеты сельскохозяйственными продуктами. Население Земли постоянно растет. Генномодифицированные сельскохозяйственные культуры позволяют, не увеличивая площадей, в разы повысить урожайность. Выращивать такие продукты легче, поэтому стоимость их меньше.
Вред этих продуктов не подтвержден ни одним серьезным исследованием.
Но биологи не отрицают и тот факт, что никто не знает, как отразится употребление ГМ продуктов на здоровье будущих поколений. Первые результаты будут известны лишь через несколько десятилетий, данный эксперимент способно провести только время.
Очень интересны экзотические генномодифицированные растения
Возможно ли такое?
Яблоко с генами апельсина.
Вам бы хотелось съесть голубую клубнику?
Генномодифицированные растения конечно же более урожайны.
Чаще остальных в магазине встречаются генномодифицированные продукты из кукурузы, картофеля, рапса, сои. Помимо них есть фрукты, овощи, мясо, рыба и еще некоторые продукты. ГМ растения можно встретить в составе майонеза, маргарина, конфет, кондитерских и хлебобулочных изделий, растительного масла, детского питания, колбасных изделий.
Початки генномодифицированной кукурузы значительно больше обычных
Вот такие экзотические розы выведены методом генной инженерии
С 1996 года в России существует закон, регулирующий деятельность в области генной инженерии. Согласно этому документу, продукты, содержащие генетически изменённые компоненты, должны проходить сертификацию и тесты на безопасность. После этого они могут вводиться в широкое потребление.
Невероятные факты
В течение многих лет, противники применения генной инженерии на растениях утверждают, что такого вида продукты сеют хаос в природе и вредят здоровью человека, а также обвиняют компании, занимающиеся производством такой продукции, в том, что их главная цель – это обогащение за счет здоровья людей.
С другой стороны, сторонники сельскохозяйственных биотехнологий утверждают, что модифицированные культуры помогают фермерам не потерять свои хозяйства в условиях глобальной нехватки продовольствия, коварства вредителей и сорняков, а также экстремальных погодных показателей.
Вирусолог растений Роджер Бичи (Roger Beachy) полагает, что защитники окружающей среди и эксперты биотехнологий должны все же найти общий язык и вместе двигаться к поставленной цели. Так или иначе, заставляют ли вас трансгенные культуры думать о том, насколько это вкусно, или же они вызывают у вас чувство отвращения, ниже представлены самые распространенные продукты, подвергающиеся обработке генной инженерией.
1. Соевые бобы
Какие преимущества появятся у этих растений, если они смогут не просто поглощать солнечную энергию, а будут обладать способностью ловить насекомых? Разработка структуры, необходимой для поедания насекомых – вкусный нектар, яркий заманивающий цвет, необычная форма, а также пищеварительные ферменты – должно быть очень дорогостоящая процедура.
На самом деле это не так, говорится в новом исследовании, опубликованном в американском журнале "Ботаника" (American Journal of Botany), которое проводило эксперименты с насекомоядными растениями.
2. Съедобные семена хлопка
По своей природе, хлопковые семена несъедобны, поскольку они содержат госсипол, компонент, который отпугивает насекомых.
В 2006 году исследователи университета Техас и специалисты хлопковой компании сотрудничали в области научных экспериментов для получения генетически модифицированных семян без их несъедобной части, при этом защиту растениям ученые обеспечивали сами.
В итоге им удалось получить некую субстанцию, вкус которой отдаленно напоминал орех. Ее можно использовать в качестве муки, но прежде, чем это станет реальностью в хлопкосеющих районах, необходимо преодолеть множество нормативных и логистических барьеров.
3. Ятрофа
Еда или энергия? Наряду со все растущими ценами на газ, сторонники биотоплива, как оказалось, собираются идти в ногу с фермерами. Ятрофа – это несъедобное растение, семена которого вырабатывают жидкость, похожую на пальмовое масло, которая может быть использована для производства биотоплива.
В прошлом году растение спровоцировало политически напряженную ситуацию в Индии, где племенные общины обвинили правительство в уничтожении их родных культур для посадки ятрофы, которое они планировали использовать для производства топлива.
Селекция растения, а также возможности генной инженерии вскоре увеличат "производственные мощности" ятрофы, что поможет увеличить объемы производства и снизить количество затрачиваемых на посев гектаров. Роджер Бичи также говорит, что ятрофа и другие непродовольственные растения, вырабатывающие масло, могут быть также использованы для производства биопластика, который разлагается в почве.
4. Золотой рис
Более 120 миллионов детей во всем мире не получают достаточное количество витамина А, в результате чего находятся в зоне повышенного риска и могут ослепнуть.
Еще в 1990-е годы, научный коллектив швейцарского федерального технологического института и сотрудники компании Syngenta обнаружили, что добавление в геном растения несколько ключевых генов цветения может резко увеличить количество содержащегося в нем бета-каротина, который в человеческом организме преобразуется в витамин А.
Хотя исследования и приостановились из-за проблем в области прав интеллектуальной собственности, все же позже частное партнерство позволило продолжить эксперименты.
Золотой рис был успешно апробирован в штате Луизиана четыре года назад, но изобретатели обвиняют бюрократию в очень замедленных темпах изучения вопроса о поставках его заграницу.
5. Устойчивый к наводнениям рис
Муж и жена Памела Рональд (Pamela Ronald) и Рауль Адамчак (Raoul Adamchak) в своей книге "Завтрашние проблемы" утверждают, что генная инженерия и органическое хозяйство могут работать на пользу друг другу.
Рональд, профессор патологии растений в университете Калифорнии в настоящий момент совместно с Дэвидом Маккилом (David Mackill) из международного исследовательского института риса работает над проектом генетически модифицированного риса.
Если полевые испытания пройдут успешно, то такой рис будет доступен уже к концу этого года.
6. Сахарная свекла
Многие фермеры с нетерпением ожидали появления нового вида сахарной свеклы, благодаря которой они будут меньше денег платить за гербициды и которая будет более урожайной.
Экологи, между тем, забили тревогу, поскольку эта свекла стала устойчивой к одному из гербицидов и производит перекрестное опыление с органическими культурами.
В итоге группа адвокатов подала в суд на министерство сельского хозяйства США, а этот вид свеклы стал доступен американским фермерам некоторое время назад.
7. Дрожжи
Недавно лондонская газета "Таймс" сообщила о том, что биотехнологическая компания в Сан-Франциско произвела генетически модифицированные дрожжи, при помощи которых можно получить растительный сахар и масло.
Разговоров о масштабных производствах пока нет, как и нет информации о том, будет ли произведена "работа над ошибками", поскольку в результате сгорания таких дрожжей выделяется двуокись углерода.
8. Маниока
Этот крахмалистый, подобный картофелю, продукт, является ключевым продуктом питания для миллионов людей во всем мире, особенно в Африке.
Но у него есть серьезный недостаток – отсутствие витаминов, которые необходимы для развития, а также регулярно наблюдается неблагоприятное воздействие засухи, мешающее культивированию растения.
Группа ученых во главе с профессором Ричардом Сейром (Richard Sayre) из университета штата Огайо в настоящее время работают над созданием вида маниоки, который будет содержать суточную норму витаминов, белков и минералов.
Они планируют в течение ближайших двух лет провести испытания продукта в двух африканских странах. Проект финансируется за счет фонда Билла и Мелинды Гейтс.
9. Папайя
Фитопатолог Деннис Гонсалес (Dennis Gonsalves) был вовлечен в исследование, посвященное папайе в течение 30 лет.
Это не будет преувеличением сказать, что если бы не его работа, то, возможно, сейчас этого фрукта бы уже не существовало.
Вирус быстро поедал оранжевого – желтые тропические фрукты, пока Гонсалес и его команда в Корнельском университете не нашли как с ним бороться: они изменили геном папайи, добавив в него ген SunUp.
Затем этот ген был использован для укрепления способности плода противостоять вредителям, поэтому фермеры смогли сократить использование химических веществ при выращивании фруктов папайи.
10. Клевещина
"Растения могут очень многое", - говорит Роджер Бичи. И клевещина тому яркий пример: бобы этого растения вырабатывают универсальное масло, которое может быть использовано в производстве широкого спектра продуктов, от смазки двигателя автомобиля до шампуня.
Растение так же содержит смертельный токсин под названием рицин, к которому нет антидота, именно по этой причине, выращивание клевещины не является популярным занятием. Два исследователя из министерства сельского хозяйства США стали первыми, кому удалось блокировать при помощи генной инженерии производства рицина, а также им удалось избавить растение от выработки сильнейших аллергенов.
Исследователи в дальнейшем планируют наладить при помощи данного растения производство эпоксидной смолы касторового масла, которое сможет заменить токсичные растворители красок.
Читайте также: