Hodowla transgeniczna - tworzenie ulepszonych odmian GM

1. Hodowla transgeniczna - tworzenie ulepszonych odmian GM

2. Hodowla roślin ma na celu – ulepszanie odmian • Wynikiem prowadzonych prac powinno być uzyskanie nowej odmiany w wybranym gatunku uprawnym • Hodowla roślin zawsze była i jest związana z ingerencją w genotypy roślin (w materiał genetyczny)

3. Lycopersicon peruvianum Lycopersicon esculentum X Aby pozbyć się „cech” gatunku dzikiego trzeba co najmniej kilku pokoleń i lat Krzyżowanie wsteczne kilka lat Nowa odmiana pomidora – metodą konwencjonalną

4. W wyniku ewolucji niektórych gatunków rośliny uprawne są mieszańcami międzyrodzajowym np. pszenice • Takie mieszańce powstały bez ingerencji człowieka, rośliny „czekały” na udomowienie

6. Ogromnym osiągnięciem hodowlanym ubiegłego wieku było otrzymanie nowego gatunku uprawnego pszenżyta • Ten sukces zawdzięczamy wielu polskim naukowcom i hodowcom, a zwłaszcza zespołom prof. Czesława Tarkowskiego i prof. Tadeusza Wolskiego

7. X Pszenica pszenica twarda chlebowa żyto • Pszenżyto nie jest transgeniczną rośliną i nie zostało zaklasyfikowane jak roślina uprawna – GM • Pomimo tego, że jest przykładem genetycznej manipulacji we współczesnej hodowli roślin pszenżyto

8. Dlaczego biotechnologia przyspiesza otrzymanie odmiany gatunku uprawnego? • Czas potrzebny na wyhodowanie odmiany trwa około 12-15 lat • Metoda transformacji polega na dodaniu lub zmianie tylko jednej cechy, przez wprowadzenie określonego genu do istniejącego tła genetycznego

9. Wykorzystanie w hodowli roślin nowych technologii umożliwia tworzenie odmian o wysokim plonie, odpornych na stresy biotyczne i abiotyczne • Uprawa odmian GM w świecie w 2008 roku wyniosła 125 mln ha a powierzchnia wzrosła 72-krotnie od roku 1996. • Producentami roślin GM są w 92% Stany Zjednoczone, Argentyna, Brazylia i Kanada. • Dominujące gatunki roślin to: soja, kukurydza, bawełna i rzepak- czyli ekonomicznie ważne rośliny, uprawiane na dużych powierzchniach. • Przeważają odmiany z wprowadzoną odpornością na herbicyd (63%), herbicyd i szkodniki (19%), odmiany odporne na szkodniki (18%).

10. Odporność na herbicydy • Odporność na np. herbicyd Roundap o czynnej substancji glifosat pochodzi z wprowadzenia genów kodujących enzym niewrażliwy na glifosat • Jeden gen aroAwyizolowany został z Agrobacteriumtumefaciensa drugi ze zmutowanych roślin. • Innym sposób to wprowadzenie genu gox, który degraduje glifosat. Gen wyizolowano z bakterii glebowych (Achromobacter i Ochrobacterimantropi)

11. Soja odporna na herbicyd • Zalety: • Roundup – nowoczesny herbicyd, biodegradowalny, stosowany jest w małych dawkach, • Mniejsze zużycie herbicydów, powoduje ograniczenie zanieczyszczenia środowiska (mniej zużytych opakowań), • Zmniejszenie liczby zabiegów, mniej spalonego paliwa, mniej robocizny, tańszy produkt, • Wysokie plony o dobrej jakości.

12. Odporność na stresy biotyczne • Stresy biotyczne wywołują patogeny • Odporność na wirusy, patogeniczne grzyby i bakterie to stałe poszukiwanie nowych rozwiązań także przy wykorzystaniu transformacji. • Źródeł odporności poszukuje się wśród dzikich lub prymitywnych gatunków pokrewnych odmianie uprawnej. • Genetyczna odporność na szkodniki zabezpiecza przedużywaniemzawsze toksycznychi nie zawsze skutecznych pestycydów.

13. Papaja - odporna na wirus plamistości

14. Odporność na omacnicę prosowiankę Fot: Jacek Twardowski Podatna na szkodniki Fot: Jacek Twardowski www.BioTechnolog.pl KUKURYDZA Odmiana GM z genem odporności Bt (cry)

15. www.BioTechnolog.pl BAWEŁNA - odporna na herbicyd i szkodniki – podwójnie modyfikowana uprawiana w Indiach „ZŁOTY RYŻ” – GM posiada dodatkowo wprowadzone dwa geny z żonkila - odpowiedzialne za tworzenie β-karotenu (prekursor witaminy A)

16. Ulepszanie cech jakościowych • Kawa bez kofeiny - kluczowy enzym dla biosyntezy kofeiny został zablokowany poprzez zastosowanie strategii antysens. • Modyfikacje węglowodanów • prace nad transgenicznymi ziemniakami - do produkcji frytek o podniesionej zawartości skrobi (małe chłonięcie oleju podczas smażenia)

17. Dalszy postęp w biotechnologii Technologia GURT, technologia terminatora • Symbol GURT (GeneticUseRestriction Technologies) wprowadzony konstrukt warunkuje nową cechę użytkową • Zawiera on promotor, który posiada „włącznik” umożliwiający zewnętrzną kontrolę aktywności nowej cechy Technologia ta pozwala: • Na ochronę własności intelektualnej (patentowej) wprowadzonych transgenów • Ochronę środowiska przed przypadkowym wprowadzeniem transgenów do blisko spokrewnionych roślin w naturalnych zbiorowiskach roślinnych

18. Dalszy postęp • Mechanizm T-GURT (T-trait-specific) może albo aktywować albo na stałe usunąć celowy transgen • Odmiana GM z takim systemem jest uprawiana przez producenta, np. zawierająca transgen Bt w formie nieaktywnej, jeżeli populacja szkodnika jest niewielka • Aktywacja cechy może być wykonana przez rolnika, w razie konieczności ochrony plantacji, za pomocą odpowiedniego indukcyjnego środka chemicznego

19. Ostrożność w akceptacji odmian GM w Europie ma częściowo podłoże ekonomiczne, gdyż oznacza utratę zysków ze sprzedaży nasion przez europejskie spółki hodowlano-nasienne, które nie dysponują własnymi transgenicznymi odmianami!

20. Koegzystencja różnych form • Współczesna biotechnologia nazywana jest „genową rewolucją” • Nowe transgeniczne odmiany roślin mogą przyczynić się do dalszego rozwoju światowego rolnictwa • Ma to ogromne znaczenie w związku z rosnącym przyrostem ludności • Wszystko jednak będzie zależeć od społecznej akceptacji • Ta z kolei będzie zależała od mądrej legislacji a przede wszystkim szerokiej edukacji społecznej • Warunkiem harmonijnego rozwoju jest koegzystencja różnych działów rolnictwa, korzystających z bogactwa technologii i koncepcji A. Anioł, S. Pruszyński, T. Twardowski. Artykuł ZIELONA BIOTECHNOLOGIA – KORZYŚCI I OBAWY. Polska Federacja Biotechnologii .