Genetski modificirane biljke (GM biljke)

• GM biljke “ prve generacije”

• GM biljke “druge generacije”

• GM biljke “treće generacije”

1984. Prva genetski modificirana biljka – duhan

1986. Prva službena ispitivanja poljoprivrednih GM biljaka

1994. Na tržištu u USA prva GM biljka – rajčica

1995. U USA GM sorte pamuka, soje, kukuruza, ali ozbiljnije se šire od 1996.

GM biljke “ prve generacije”

Modificirana su agronomska svojstva 'ulazna svojstva' Tolerantnost na herbicide

Glifosat - Roundup Ready® ili Roundup Glufosinat - Liberty Link®

Otpornost na insekte – Bt kulture

Bt – Bacilus thurgiensis – crystaline – Cry gen

Otpornost na viruse

Tolerantnost na herbicide

Herbicide GM kultura

Glifosat Kukuruz, soja, pamuk, uljana repica, šećerna repa, stočna repa

Glufosinat Kukuruz, soja, pamuk, uljana repica, šećerna repa, stočna repa, suncokret, rajčica, pšenica

GM biljke druge generacije

• ‘proizvodna’ svojstva, kulture se nazivaju i ‘izlazne’

Odgođeno dozrijevanje

Usporeno dozrijevanje rajčice – FlavrSavr

Izmijenjeni sastav

Golden rice

GM biljke treće generacije

• Očekivanja u budućnosti:– Tolerantnost na zaslanjena tla – Otpornost na sušu – Tolerantnost na metale u tlu – Poboljšana učinkovitost usvajanja dušika i

fosfora kao neophodnih biljnih hranjiva.

• Odnosno za medicinske svrhe:– Proizvodnja lijekova i vakcina u biljkama. – Biljke za biljne lijekove itd.

      

   Genetski modificirane životinje

Genetska modifikacija na mišu u kojem je sintetiziran hormon štakora - 1982.

Genetski testovi na životinjama su teški, slabo učinkoviti, nepredvidljivi i skupi.

Ciljevi su: bolji prirast, reduciranje masti u mesu, izmijenjen sastav mlijeka.

Genetske modifikacije na životinjama u svrhe poljoprivrede:

SVRHA ŽIVOTINJA TRANSGEN / IZVOR

Brži prirast/ Mršavije meso/

Razvoj tehnologija

Govedo, svinje, zečevi, ovce.

Hormoni rasta/faktori: humani, goveđi, od štakora, svinjski, pileći

Izmjenjen sasatav mlijeka

Goveda Dodana kopija gena za kazein;

Razgradnja gena za laktoglobuline: krava

Proizvodnja 'BioSteel‘ - svile u mlijeku

Koze Geni pauka

Redukcija fosfornih spojeva u izmetu svinja

Svinje Geni za phytase: Bakterije

Povećanje proizvodnje vune

Ovce Geni za sintezu cisteina:

bakterije

Hormoni rasta: ovce

Otpornost na bolesti Svinje, ovce, zečevi

Monoklonska antitijela:

miševi

Geni koji kodiraju za ovojnicu virusa. Source: GeneWatch UK, 2002.

Primjena GMO u proizvodnji hrane Humana hrana

   

Hrana dobivena od GM biljaka

Između 60 – 70% prerađene hrane u SAD sadrži najmanje jedan sastojak iz GM biljaka.

Najviše se u hrani nalaze: GM soja i kukuruz.

U manjoj mjeri ostale:GM rajčica, uljana repica, pamuk, krumpir.

Hrana dobivena od GM životinja

Osnovni animalni proizvodi koji mogu biti izmijenjeni genetskim inženjerstvom su: meso, mlijeko, jaja.

Mlijeko:– Povećanje sadržaja proteina – Smanjenje sadržaja laktoze – “Humaniziranje” mlijeka

Hrana dobivena korištenjem GM mikroorganizama

Niti jedan GMM nije odobren kao živi organizam za korištenje u hrani.

Enzimi ekstrahirani iz GMM se rutinski primjenjuju u proizvodnji sira, mlijeka, piva, kruha, konditorskih proizvoda, vitamina i dijetetskih dodataka hrane. Chymosin-a - genetski je materijal uzet i kopiran od teladi,

unesen je u kvasac Kluyveromyces lactis, u gljivicu Aspergillus niger var awamori, te u bakteriju Escherichia coli.

Hranidba životinja

Kulture tradicionalno korištene za hranidbu životinja, kao lucerna, djetelina, razne vrste trava, mogu također biti genetski modificirane, a i GM soja, kukuruz i uljana repica dio su stočne hrane.

Hranu za životinje kao i humanu hranu trebalo bi uvijek kontrolirati na kvalitetu i sigurnost odnosno zdravstvenu ispravnost.

Koristi, rizici i zabrinutosti

Koristi od GM tehnologije:

• Ubrzano oplemenjivanje bilja:

Metode genetskih promjena

Genetsko inženjerstvo

Konvencionalno oplemenjivanje:

Prenošenje željenog svojstva Preciznost

S pozitivnim se prenose i negativna svojstva

jedna generacija Brzina Više generacija

Moguć prijenos genetskog materijala među ne srodnim vrstama

Veća primjenjivost

Uglavnom križanje moguće samo unutar vrste.

Kraće vrijeme manji troškovi

Smanjenje troškova

Duže vrijeme više prostora i radne snage.

         Otpornost na antibiotike

Genetski markeri - geni otpornosti na antibiotike, nazvani markeri otpornosti na antibiotike.

Primjena genetskih markera otpornih na antibiotike je međutim izazvala strahove od rasta otpornosti na antibiotike kod čovjeka i životinja kao rezultat prelaska gena iz GM biljaka na bakterije u probavnom traktu. Ovo je horizontalni prijenos gena među nesrodnim organizmima.

         Toksične supstance

• GM biljke bi mogle utjecati na razinu toksičnosti u biljkama Reaktiviranje nekih procesa u biljkama koji

mogu proizvesti otrovne supstance Modifikacija koja utječe na metabolizam

uslijed stresnih uvjeta biljke bi mogle reagirati proizvodnjom veće količine toksina.

Biljka kave modificirana da proizvodi zrna bez kofeina.

“Slučaj Pusztai” – GM krumpir s genima od visibabe za proizvodnju lektina – nije potvrđeno.

L- triptofan proizveden pomoću GM Bacillus sp.

Alergije na hranu

Između 1 i 2% odrasle populacije te oko 5% djece pate od nekog oblika alergije na hranu, GM hrana bi mogla doprinijeti povećanju alergija.

GM biljke koje sadrže od ranije poznate alergene. GMO koji sadrži proteine kojih nema u

konvencionalnoj hrani.

GM soja s genima za proizvodnju proteina s visokim sadržajem amino kiseline metionin iz brazilskog oraščića. StarLink kukuruz modificiran za 2 svojstva: tolerantnost na herbicide i Bt otpornost na insekte.

     Utjecaj na okoliš

Bijeg gena

Bijeg gena putem oprašivanja je proces uslijed kojeg dolazi do izmjene gena među biljkama. Geni se prenose polenom.

Biljke tolerantne na herbicide bijeg genasuper korovi.

Slučaj: uljane repice u Alberti, Kanada.

Uvođenje GM biljke u proizvodnju

Polen pada na cvijet divljeg srodnika

Formiranje hibrida GM kultura x divlji

srodnik

Hibrid preživljava

Hibrid se dalje reproducira

Geni se šire među divljim srodnicima

Preživljavanje GM kulture izvan

kultiviranog područja

Dalje razmnožavanje GM kulture

Stvaranje samoodržive

populacije

Širenje i zadržavanje

Mogući put prijenosa gena na srodne vrste

Učinak na ne ciljane organizme Bt kulture ovisno od umetnutog gena mogu

proizvoditi različite toksine koji djeluju na određene grupe insekata, pa i na neke korisne vrste unutar tih grupa.

Djelovanje Bt kukuruza na Monarh leptira

Promatrana vrsta Pokus Opaženi učinci

Monarh leptir

(Danaus plexippus)

Polen Bt kukuruza

nanesen na lišće smrekaste mliječike.

56% preživjelih larvi Bt polen, 100% kod ne-Bt polen.

Monarh leptir Larve hranjene lišćem

mlječike s prirodno raspršenim polen Bt kukuruza iz polja.

20% smrtnost larvi u odnosu na 0 do 3% kod kontrole.

Lastin rep (Papiliopolyxenes),

Bt polen kukuruza, Nije utvrđen odnos u polju između Bt polena i smrtnosti larvi

Etički aspekti

Pojam etika označava - skup normi po kojima se ponaša neka posebna grupa ili zajednica.

Poljoprivredna etika predstavlja kritičnost, analizu i opravdanje sustavnih moralnih kodeksa i prihvatljivost posebnih normi koje postoje ili se primjenjuju u praksi u poljoprivredi, proizvodnji, distribuciji i potrošnji hrane (Thompson, 1994.).