Сучасна культивована кукурудза була одомашнена з теосинту, древньої трави, понад 6,000 років завдяки звичайному розведенню. Ніколь Рейджер Фуллер, Національний науковий фонд

Починаючи з 1980-х років біологи застосовують генну інженерію для вираження нових ознак рослинництва. За останні 20 років ці культури вирощувались на понад одному мільярді гектарів у США та в усьому світі. Незважаючи на швидке їх прийняття фермерами, сільськогосподарські культури (ГЕ) залишаються суперечливими серед багатьох споживачів, яким часом важко отримати точну інформацію.

Минулого місяця Національні академії наук, техніки та медицини США випустили огляд 20 -річних даних щодо посівів GE. Звіт значною мірою підтверджує висновки попередні звіти Національних академій та огляди інших великих наукових організацій у всьому світі, включаючи Всесвітня організація охорони здоров'я і Європейська комісія.

Я направляю а лабораторія що вивчає рис, основну продовольчу культуру для половини людей світу. Дослідники з моєї лабораторії визначають гени, які контролюють толерантність до стресу навколишнього середовища та стійкість до хвороб. Ми використовуємо генну інженерію та інші генетичні методи, щоб зрозуміти функцію гена.

Я повністю погоджуюся з доповіддю NAS, згідно з якою кожну культуру, вирощену традиційно або розроблену за допомогою генної інженерії, слід оцінювати в кожному конкретному випадку. Кожна культура різна, кожна ознака різна, і потреби кожного фермера теж різні. Більший прогрес у покращенні врожаю може бути досягнутий як за допомогою традиційного селекційного, так і за допомогою генної інженерії, ніж за використання будь -якого з підходів окремо.

Збіжність між біотехнологією та традиційною селекцією

Нові молекулярні інструменти стирають різницю між генетичними удосконаленнями, зробленими за допомогою традиційного розведення, та тими, що зроблені за допомогою сучасних генетичних методів. Одним із прикладів є розмноження за допомогою маркерів, в якому генетики ідентифікують гени або хромосомні області, пов'язані з ознаками, бажаними фермерами та/або споживачами. Потім дослідники шукають певні маркери (візерунки) у ДНК рослини, які пов’язані з цими генами. Використовуючи ці генетичні маркери, вони можуть ефективно ідентифікувати рослини, що несуть бажані генетичні відбитки пальців, та усунути рослини з небажаною генетикою.

Десять років тому ми з колегами ізолювалися ген під назвою Sub1, що контролює толерантність до повені. Мільйони рисоводів у Південній та Південно -Східній Азії вирощують рис у регіонах, схильних до повені, тому ця риса надзвичайно цінна. Більшість сортів рису гинуть після трьох днів повного занурення, але рослини з геном Sub1 витримують два тижні повного занурення. Минулого року майже п’ять мільйонів фермерів виростили сорти рису Sub1, розроблені моїми співробітниками на Міжнародний інститут досліджень рису з використанням маркерного розмноження.

В іншому прикладі дослідники виявили генетичні варіанти, які асоціюються з безрогістю (їх називають «опитуваними») у великої рогатої худоби - ознака, поширена для порід яловичини, але рідко для молочних порід. Фермери регулярно видаляють роги з молока, щоб захистити своїх навантажувачів та запобігти заподіянню шкоди один одному. Оскільки цей процес болючий і лякає тварин, ветеринарні експерти закликали дослідити альтернативні варіанти.

В вчитися опублікованого минулого місяця, вчені використовували редагування геному та репродуктивне клонування для виробництва корів -молочниць, які несли природну мутацію без рогів. Такий підхід має потенціал для покращення добробуту мільйонів великої рогатої худоби щороку.

Зменшення хімічних інсектицидів та підвищення врожайності

Оцінюючи, як рослини GE впливають на продуктивність сільськогосподарських культур, здоров'я людей та навколишнє середовище, дослідження NAS, перш за все, зосередило увагу на двох ознаках, які були введені в рослини: стійкість до комах -шкідників та толерантність до гербіцидів.

Дослідження показало, що фермери, які висаджували сільськогосподарські культури, спроектовані так, щоб містити ознаку стійкості до комах-на основі генів бактерії Bacillus thuringiensis, або Bt-як правило, зазнали менших втрат і застосували менше хімічних розпилювачів інсектицидів, ніж фермери, які висаджували сорти, що не є Bt. Також було зроблено висновок, що ферми, де були висаджені культури Bt, мали більший біорізноманіття комах, ніж ферми, де виробники використовували інсектициди широкого спектру дії на звичайних культурах.

Генетично модифіковані культури, які наразі вирощуються в США (IR = стійкий до комах, HT = стійкий до гербіцидів, DT = посухостійкий, VR = стійкий до вірусів). Розширення університету штату КолорадоКомітет виявив, що стійкі до гербіцидів (HR) культури сприяють збільшенню врожайності, тому що бур’яни можна простіше контролювати. Наприклад, фермери, які садили канолу HR, збирали більші врожаї та прибутки, що призвело до широкого поширення цього сорту культури.

Ще однією перевагою посадки HR -культур є зменшення обробітку ґрунту - процес перевертання ґрунту. Перед посадкою фермери повинні знищити бур’яни на своїх полях. До появи гербіцидів та культурних культур фермери боролися з бур’янами шляхом обробки землі. Однак обробка грунту викликає ерозію та стікання та потребує енергії для палива тракторів. Багато фермерів вважають за краще скорочувати обробіток ґрунту, оскільки вони покращують стабільне управління. За допомогою кадрових культур фермери можуть ефективно боротися з бур’янами, не обробляючи землю.

Комітет відзначив чітку зв'язок між посадкою культурних культур та скороченням сільськогосподарської практики за останні два десятиліття. Однак незрозуміло, чи сприйняття врожаю зернових культур призвело до прийняття фермерами рішення щодо використання консерваційного обробітку ґрунту, чи фермери, які використовували консерваційний обробіток ґрунту, з легкістю приймали кадрові культури.

У районах, де посадка зернових культур призводила до значної залежності від гербіциду гліфосату, деякі бур’яни викликали стійкість до гербіциду, що ускладнювало фермерів боротьбу з бур’янами за допомогою цього гербіциду. У звіті NAS зроблено висновок, що для сталого використання Bt і HR культур буде потрібно використання комплексні стратегії боротьби з шкідниками.

У звіті також обговорюються сім інших харчових культур GE, вирощених у 2015 році, включаючи яблуню (Малюс), ріпак (Brassica), цукровий буряк (Бета вульгаріс), папайя (Карика папайя), картопля, кабачок (Cucurbita pepo) і баклажани (Solanum melongena).

Папайя - особливо важливий приклад. У 1950 -х роках вірус папайї знищив майже все виробництво папайї на гавайському острові Оаху. По мірі поширення вірусу на інші острови багато фермерів побоювалися, що він знищить урожай гавайської папайї.

У 1998 році гавайський патолог рослин Денніс Гонсалвес використав генну інженерію, щоб сплайсувати невеликий фрагмент ДНК вірусу кільцеподібної плями в геном папайї. Одержані генетично модифіковані дерева папайї були несприйнятливі до зараження і давали в 10-20 разів більше плодів, ніж заражені культури. Новаторська праця Денніса врятував індустрію папайї. Через двадцять років це все ще є єдиний метод для боротьби з вірусом кільцевої папайї. Сьогодні, незважаючи на протести деяких споживачів, 80 відсотків врожаю гавайської папайї генетично модифіковані.

Вчені також застосували генну інженерію для боротьби зі шкідником, який називається плодоносом і пагоном, який полює на баклажани в Азії. Фермери в Бангладеш часто обприскують інсектициди кожні 2-3 дні, а іноді і двічі на день, для боротьби з ними. Всесвітня організація охорони здоров’я Оцінки що у світі щорічно відбувається близько трьох мільйонів випадків отруєння пестицидами та понад 250,000 XNUMX смертей.

Щоб зменшити кількість хімічних спреїв на баклажанах, вчені з Корнельського університету та в Бангладеш спроектували Bt в геном баклажанів. Bt баклажан (баклажан) був представлений у Бангладеш у 2013 р. Минулого року 108 бангладешських фермерів вирощували його і їм вдалося різко зменшити обприскування інсектицидами.

Нагодуйте світ екологічно обґрунтованим способом

Генетично покращені культури принесли користь багатьом фермерам, але очевидно, що генетичне вдосконалення не може вирішити широкий спектр складних проблем, з якими стикаються фермери. Також необхідні екологічно обґрунтовані підходи до сільського господарства, а також інфраструктура та відповідна політика.

Замість того, щоб турбуватися про гени в їжі, нам потрібно зосередитися на способах допомогти сім’ям, фермерам та сільським громадам процвітати. Ми повинні бути впевнені, що кожен може дозволити собі їжу, і ми повинні мінімізувати деградацію навколишнього середовища. Я сподіваюся, що звіт NAS може допомогти перенести дискусії за межі відволікаючих аргументів "за" і "проти" культур ГЕ та переорієнтувати їх на використання всіх відповідних технологій, щоб живити світ екологічно.

про автора

Памела Рональд, професор патології рослин Каліфорнійського університету, Девіс. Її лабораторія вивчає генетичну основу стійкості до хвороб та толерантності до стресу у рису. Разом зі своїми співробітниками вона розробила рис для стійкості до хвороб та толерантності до повені, які серйозно загрожують посівам рису в Азії та Африці.

Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

at InnerSelf Market і Amazon