Учебно-методический комплекс дисциплины «Основы биотехнологического производства» (стр. 15 )

Противники генетически модифицированных растений не без оснований напоминают, что создание, испытание и семеноводство трансгенных сортов мо­нополизировано несколькими транснациональными корпорациями, которые в со­стоянии ограничивать доступ информации о неблагоприятных экологических по­следствиях широкого применения продуктов из ГМР. Очевидно, потребуется не­сколько лет для их экологической экспертизы и приспособления к консерватив­ным вкусам потребителей. Последние вправе ожидать, что закон защитит их пра­во выбора между традиционными и генетически модифицированными продукта­ми питания.

Гарантией против возможных нежелательных последствий генетической модификации растений является законодательное регулирование распростране­ния ГМР и разработка связанных с этим методов оценки экологического риска. Во многих странах уже приняты законы, предотвращающие несанкционирован­ное распространение трансгенного семенного материала и обеспечивающие мо­ниторинг трансгенов в посевах, а также маркировку пищевых товаров, изготов­ленных из продуктов ГМР или с их добавлением. В нашей стране также принят Закон о государственном регулировании в области генно-инженерной деятельно­сти от 01.01.2001 г. и подзаконные акты, регулирующие генно-инженерные рабо­ты, полевые испытания трансгенных растений и ввоз генетически модифициро­ванных семян, продуктов питания и кормов.

Специальные исследования показали, что ограниченное поступление трансгенов и белковых компонентов их экспрессии в организм человека с про­дуктами питания не может иметь тех серьезных последствий, которые дали бы основание для запрещения продуктов питания из ГМР. В то же время ГМР могут существенно оздоровить окружающую среду. Возделывание ГМР, устойчивых к широкому спектру болезней и насекомых-вредителей, сможет существенно сни­зить, а в дальнейшем и свести к минимуму пестицидную нагрузку на окружаю­щую среду. Растения, ослабленные неблагоприятными погодными условиями, легче поражаются болезнями и вредителями. Поэтому трансгенные сорта, устой­чивые к заморозкам, засолению и засухе, в меньшей степени нуждаются в хими­ческой защите, и возделывании таких ГМР, что также обеспечит снижение пестицидной нагрузки и на среду обитания.

Борьба с болезнями растений. Болезни растений не только снижают уро­жай, но и ухудшают качество продукции. При этом некоторые микроорганизмы загрязняют зерно и другую продукцию растениеводства высокотоксичными ме­таболитами, например, микотоксинами. Вот почему возделывание ГМР. устойчи­вых к неблагоприятным факторам окружающей среды, позволит повысить эколо­гическую безопасность и качество жизни населения.

ГМР, более эффективно использующие минеральные удобрения, смогут значительно уменьшить загрязнение окружающей среды нитратами и фосфатами.

Труднее оценить экологические последствия широкого применения транс­генных сортов, устойчивых к современным гербицидам сплошного действия (глифосат). Эти гербициды применяются в умеренных дозах, они малотоксичны для человека и животных и нестойки в почве. Посевы ГМР поэтому удается прак­тически полностью освободить от сорняков. Однако расширенное применение этих гербицидов может иметь неблагоприятные последствия для дикорастущих растений и окружающей природы в целом.

Наиболее серьезные возражения против ГМР связаны с предположением, что их широкое распространение приведет к появлению и быстрому размноже­нию устойчивых форм сорных растений. Потенциальная угроза горизонтального переноса модифицированных генов устойчивости заслуживает серьезного вни­мания. Например, рапс может скрещиваться с близкородственными дикорасту­щими растениями, а его пыльца переносится на расстояние нескольких километ­ров. Скрещивание сорняков того же рода может привести к появлению сорных растений, несущих гены устойчивости к гербицидам.

Столь же реально появление насекомых-вредителей, которые приобрели устойчивость к В1-токсинам, синтезируемым ГМР. Чтобы избежать распростра­нения среди насекомых-вредителей приобретенной устойчивости к токсинам трансгенной природы, необходимо соблюдать несколько правил. Насекомые, пи­тающиеся ГМР, должны получать высокую дозу токсина, что обеспечивает унич­тожение большинства вредителей и уменьшение количества особей, потенциаль­но устойчивых к токсину. Необходимо чередовать посевы трансгенных сортов так, чтобы популяции насекомых последовательно сталкивались с токсинами различного механизма действия. Наконец, по соседству с ГМР должны созда­ваться «заповедники» обычных (нетрансгенных) растений того же вида. При этом гены немногих уцелевших (устойчивых к токсину) вредителей будут «по­глощены» при скрещивании генами восприимчивых к токсину насекомых.

Другим неблагоприятным последствием широкого распространения ГМР может стать сокращение генетического разнообразия дикорастущих и особенно культурных растений на нашей планете.

Уменьшение численности фитофагов или подавление фитопатогенов мо­жет привести к размножению контролируемых ими видов растений и снижению численности энтомофагов, что изменит структуру агро - и биоценозов.

Число сортов ГМР ограничено, и если они полностью вытеснят местные сорта, это приведет к сокращению сортового разнообразия, что несет угрозу в случае резких изменений погодных условий, при эпифитотиях и инвазиях.

Есть опасность, что в изменившихся условиях трансгенный сорт поведет себя непредсказуемым образом.

ГМР могут уступать традиционным сортам в продуктивности или качестве продукции.

Ежегодный урон от болезней, вредителей, сорняков и порчи продукции растениеводства при хранении так велик, что потерянной при этом во всем мире пищи хватило бы для того, чтобы прокормить население такого континента, как Южная Америка. Вот почему в условиях продолжающегося роста народонаселе­ния вряд ли удастся остановить быстрое распространение конкурентоспособных трансгенных растений. Внедрение в сельскохозяйственную практику устойчивых к фитопатогенам и вредителям трансгенных сортов и гибридов неминуемо приведет компании, ра­ботающие на пестицидном рынке, к большим финансовым потерям, поскольку отпадет необходимость в тотальном применении гербицидов и инсектицидов. Сейчас во всем мире на химическую защиту растений от вредителей, возбудите­лей болезней и сорных растений ежегодно расходуется около 32 млрд. долларов. В этой связи делаются попытки всеми возможными путями, в том числе через средства массовой информации препятствовать продвижению трансгенных куль­тур на перспективные сельскохозяйственные мировые рынки.

Первые испытания трансгеников в России впервые начали проводить во ВНИИФ. Этому предшествовали многолетние испытания в изолированных каме­рах искусственного климата ВНИИФ трансгенных линий картофеля, созданных в Центре «Биоинженерия» РАН на основе широко районированных отечественных сортов. В геном одного из этих сортов введена генно-инженерная конструкция, кодирующая ген устойчивости к фосфинотрицину (глюфосинату аммония - дей­ствующее вещество гербицидов Баста и Ламберти). В геном другого отечествен­ного сорта картофеля были введены, также созданные специалистами Центра, конструкции на основе генов У - вируса. В процессе лабораторных испытаний бы­ли отобраны трансформанты, обладавшие наиболее высокой устойчивостью в одном случае к гербициду, а в другом - к У - вирусу картофеля. Отобранные линии картофеля испытывались в течение трех лет на изолированных делянках.

Устойчивость к фитопатогенам. Учеными ВНИИФ разрабатывается уни­кальное направление в области генной инженерии. Обычно трансгенные расте­ния обладают узкоспецифической устойчивостью к фитопатогенам (в особенно­сти к фитовирусам): в некоторых случаях включение отдельного фрагмента виру­са, выделенного из определенного штамма, индуцирует устойчивость растения к этому вирусному штамму, но не к другому штамму того же вируса. Это снижает практическую ценность трансгенных растений. Поэтому осуществляется поиск белков, способных индуцировать неспецифическую устойчивость растений к фитопатогенам. Несколько лет назад выделены белки, способные индуцировать неспецифическую устойчивость различных растений к грибной и вирусной ин­фекциям, идентифицированы и клонированы гены этих белков, созданы генно-инженерные конструкции. Начаты работы по переносу этих генно-инженерных конструкций в геном клеток табака и картофеля. Получены результаты, подтвер­ждающие экспрессию целевых генов и индукцию признака устойчивости у трансгенных растений одновременно к нескольким вирусам.

В настоящее время американскими учеными выведены сорта картофеля, устойчивые к колорадскому жуку, и сорта сои, устойчивые к глифосату. Колорад­ский жук является бичом для основных районов картофелеводства и производст­ва других пасленовых культур в России, США, Канаде и других странах. Произ­водители вынуждены проводить от 4 до 8 обработок дорогостоящими химиче­скими инсектицидами для защиты посадок от этого вредителя. Химические инсектициды к тому же являются в разной степени токсичными для теплокровных животных и человека. Кроме того, при использовании соединений одного хими­ческого класса (например, пиретроидов) у вредителей к ним сравнительно быстро возникает резистентность.

Специалисты компании Монсанто перенесли в геном ряда сортов картофе­ля ген, выделенный из бактерии Вacillus thuringinsis, разновидность  tenebrioides (Bt. f ) Этот ген кодирует синтез белка-эндотоксина, обладающего специфической токсичностью по отношению к определенным группам насеко­мым, включая колорадского жука. Токсичное действие белка Bt. f обусловлено тем, что он парализует пищеварительную систему жука. Содержание белка-эндотоксина Bt. f в листьях картофеля колеблется от 5,4 до 28,3 мкг/г сырой мас­сы, а в клубнях - от 0,4 до 2,0 мкг/г (менее 0,01% общего содержания белка в клубне).

Токсикологические исследования показали, что белок Bt. f безопасен для человека и нецелевых организмов. Безопасность обусловлена специфичностью его воздействия лишь на чувствительные рецепторные мишени, имеющиеся только у определенных групп насекомых. В почве этот белок сравнительно быст­ро деградирует. В результате Государственная комиссия по продовольствию и лекарствам США (РПА) исключила белок Bt. f из официального списка потенци­ально токсичных веществ.