Genetiškai
modifikuoti augalai
deividas vasiliauskasskatinamosios premijos laimėtoja
Nuo pat seniausių laikų žmonės savo reikmėms atsirinkdavo augalus, duodančius didžiausią derlių ir atspariausius aplinkos sąlygoms. Šimtmečius ieškant tokių augalų buvo taikoma ir hibridizacija, kitos genetinės modifikacijos [1]. Šeštajame dešimtmetyje įvyko pirmoji žalioji revoliucija – pradėta auginti kviečių, ryžių, kukurūzų mutantus, kurie augdavo mažesni, bet subrandindavo daugiau grūdų. Vėliau paaiškėjo, kad daugiausia tai buvo mutantai, negalintys sintetinti augalų augimo hormonų giberilinų arba į juos reaguoti [2]. Tačiau nuo seno taikomi metodai dažnai užima daug laiko, brangiai kainuoja ir ne
e visada yra efektyvūs, o žmonių skaičius vis auga, ir 2030 metais turėtų pasiekti 10 bilijonų. Manoma, kad tam, kad 21 amžiuje užtektų maisto, turėtų įvykti antroji žalioji revoliucija, susijusi su biotechnologija [1, 2].
Pirmieji transgeniniai augalai pasirodė 1983 metais, atsiradus metodams, kaip įvesti tam tikrus genus į augalų ląsteles, panaudojant Agrobacterium bakterijas, ir regeneruoti augalus iš audinių kultūrų. Biotechnologijos metodais tapo įmanoma augalams įvesti ne daug genų kaip tradiciniais hibridizacijos metodais, o tik tam tikrus reikalingus genus. Taip gali būti gaunami augalai, atsparūs ligoms, kenkėjams, he
erbicidams, sausroms ar šalčiams, duodantys didesnius derlius [3]. Be to, parodyta, kad, įvedus reikiamus genus, augalus galima panaudoti kaip bioreaktorius gauti medicinai skirtiems baltymams: antikūnams, hormonams, fermentams. Tokia technologija galėtų būti žymiai efektyvesnė bei pigesnė nei šiuo metu taikoma ekspresija ba
Soja
Auginant šiuo metu paplitusius GM augalus, kovai su piktžolėmis bei kenkėjais sunaudojama mažiau kenksmingų cheminių medžiagų. Kita vertus, patys genetiškai modifikuoti augalai gali turėti neigiamos įtakos žmonių sveikatai [6]. Įvesto geno produktai gali būti toksiški arba sukelti alergiją, yra ir teorinių galimybių, kad genetinės modifikacijos įtakos augalų mitybinę vertę ar biologiškai aktyvių medžiagų sintezę. Tačiau iki šiol tokių atvejų nebuvo pastebėta, ir manoma, kad auginamų GM augalų įtaka žmonių sveikatai yra minimali [5].
GM augalai gali turėti neigiamos įtakos aplinkai. Viena iš pagrindinių problemų yra tai, kad GM augalai gali kryžmintis su laukiniais, susidarant labai atsparioms piktžolėms [7]. 2001 metais Meksikoje transgeninių augalų DNR fragmentai buvo rasti netransgeniniuose kukurūzuose [8], tačiau vėliau buvo paskelbta, kad šie rezultatai gali bū
ūti artefaktas [9]. 2002 metais Australijoje buvo parodyta, kad atsparumo herbicidams genai nedideliu dažniu gali būti perduodami mažesniu nei 3 km atstumu augantiems rapsams [10]. Kad GM rapsai kryžminasi su laukiniais rapsais, buvo parodyta ir Anglijoje [11]. Kita vertus, tokių hibridų susidarymas gali būti ir nežalingas, pavyzdžiui, parodyta, kad kai kurie genetiškai modifikuotų ir laukinių augalų hibridai kartu su atsparumo genais įgauna kultūrinių augalų genų, ir nėra piktžolės [12].
Kenkėjams atsparūs GM augalai gali turėti įtakos biologinei įvairovei, kadangi kenkėjais maitinasi kiti vabzdžiai [1
13]. Piktžolės taip pat yra svarbios bitėms, drugeliams, todėl jų įvairovė yra susijusi su herbicidų naudojimu. Siekiant ištirti, kaip herbicidams atsparūs GM augalai įtakoja biologinę įvairovę, tyrimai buvo atliekami 3 metus 60 laukų Anglijoje ir Škotijoje. Paaiškėjo, kad auginant GM augalus herbicidų sunaudojama mažiau nei auginant įprastus augalus, nes GM augalų atveju herbicidus galima naudoti rečiau ir vėliau. Tačiau piktžolių bei vabzdžių kiekis priklausė nuo auginamos kultūros: GM rapsų bei cukrinių runkelių laukuose jų buvo mažiau, o kukurūzų – daugiau nei atitinkamuose įprastų augalų laukuose. Greičiausiai tokie rezultatai gauti todėl, kad kukurūzų laukuose iš anksto naudojami labai efektyvūs herbicidai, kas nėra reikalinga auginant GM augalus. Taigi, genetinės modifikacijos įtaka biosistemai buvo panaši kaip ir panaudoto naujo herbicido [14]. Remiantis gautais mokslinių tyrimų rezultatais turėta būti nutarta, ar leisti auginti GM augalus Didžiojoje Britanijoje [15].Taip pat plačiai svarstoma, ar GM augalai gali išspręsti maisto stokos besivystančiose šalyse problemą. Šiuo metu auginamų GM derlingumas nėra didesnis nei įprastų augalų, nors jie ir palengvina kovą su piktžolėmis bei kenkėjais. Todėl manoma, kad GM augalai galėtų padidinti derlius tik ten, kur nėra efektyviai taikomi pesticidai, ir derliai šiuo metu yra mažesni nei dideliuose ūkiuose [16].
Didesnius derlius galėtų duoti antros kartos GM augalai. Jau plačiai auginami pirmos kartos GM
FPRIVATE “TYPE=PICT;ALT=Nicotiana tabacum”
Nicotiana tabacum
Nors šiuo metu plačiausiai auginami gana paprasti GM augalai, ateityje, naudojant genomų tyrimų rezultatus ir GM technologiją, gali būti sukurti žymiai derlingesni, atsparesni kultūriniai augalai. Tačiau GM augalų ateitis priklauso ne tik nuo mokslinių tyrimų, bet ir nuo visuomenės nuomonės bei GM
