Základní informace a relevantní výsledky
Luštěniny jsou důležité kulturní rostliny, jako biologická hnojiva díky symbiotické fixaci dusíku i jako cenný zdroj bílkovin pro hospodářská zvířata. Evropa dováží obrovské množství sójových bobů, aby uspokojila požadavky na bílkoviny v chovu zvířat, i když by v zásadě mohla vyrábět části svých potřeb z domácích obilných luštěnin, jako je hrášek.
Můra hrachová Cydia nigricana (F.) a hrachor Bruchus pisorum (Linné) jsou vážnými škůdci hrachu, spolu s řadou hub. Ztráty na výnosu mohou být vysoké, zejména v ekologickém zemědělství. Odolnost proti hmyzím škůdcům byla prokázána u jiných plodin pomocí proteinů získaných z půdní bakterie Bacillus thuringiensis (Berlíňan). Tato metoda byla použita v laboratoři prof. Dr. Hans-Jörg Jacobsen z Ústavu genetiky rostlin, na Leibnizově univerzitě v Hannoveru, Německo, generovat geneticky modifikovaný hrách s odolností proti těmto škůdcům. Byly také vyvinuty geneticky modifikované linie hrachu exprimující antifungální geny. Antifungální geny exprimované v transgenních liniích jsou proteiny inhibující polygalakturonázu (PGIP), stilben syntáza, glukanáza a nová chitináza. Tyto geny jsou exprimovány buď jako jednotlivé inzerce nebo v různých kombinacích po několika generacích šlechtění transgenů. Práce byla částečně financována z projektů EU.
Fázi vývoje
Skleníkové a laboratorní testy byly úspěšně provedeny, a probíhají polní pokusy s hráškem exprimujícím Bt odolným proti zavíječi hrachovému. Nicméně, tento terénní výzkum bude ze známých důvodů (vandalství) neprovádí v Německu, ale byli přemístěni do Kanady.
Důvody zpoždění, odklonění nebo zastavení výzkumu
Během posledních dvou let, Výskyt vědeckých terénních pokusů, které byly vandalizovány a zničeny radikálními antibiotechnologickými aktivisty, se v Německu drasticky zvýšil. Je to hit rekord 2009, s 42% polních pokusů v Německu ničena - navzdory drahé bezpečnostní a sledovací opatření na místech pole, a rozsáhlé komunikační úsilí vědců k informování široké veřejnosti, to před a během experimentálního uvolnění. Řada výzkumných vědeckých projektů nemohla být dokončena, včetně některých zvláště zaměřených na biologickou bezpečnost a environmentální rizika geneticky upravených plodin. Údaje o místech polních pokusů musí být zveřejněny v online registru, čímž se odhalí přesné místo konání jednotlivých procesů a usnadní se vandalizace a zničení procesů.
Vzhledem k tomu, že ani nákladná bezpečnostní opatření nemohou zaručit dokončení těchto pokusů veřejného sektoru s terénním uvolněním v tak škodlivé atmosféře, a poučili se ze zkušeností dříve zničených polních pokusů, uvolnění geneticky upraveného hrachu bylo přemístěno na státní univerzitu v Severní Dakotě. Produkce hrachu v Severní Dakotě trpí podobnými problémy s houbovými infekcemi.
Ušlé výhody
Pěstování geneticky upraveného hrachu s odolností proti zavíječi hrachovému a/nebo zavíječi hrachovému by mohlo podstatně snížit používání insekticidů v těchto luštěninách, zajištění vyšší kvantity a kvality výnosů, i při vysokém tlaku škůdců. To by mělo přímý pozitivní dopad na životní prostředí, lidské zdraví, výrobní náklady a ziskovost těchto plodin. Z těchto rostlin by mohli těžit zejména ekologičtí zemědělci, protože nyní existují metody ochrany rostlin, které by mohly být použity proti těmto škůdcům, které zajišťují přijatelnou a přiměřenou úroveň ochrany a snižují potřebu syntetických pesticidů.
Obrázky
Náklady na výzkum
K dokončení.
Použitá Literatura
Richter, A., de Kathen, A., od Lorenza, G., Briviba, K., Hain, R., Ramsay, G., Jacobsen, H.J., Kiesecker, H. (2006) Transgenní hrášek (Rostlina hrachu) exprimující protein inhibující polygalakturonázu z maliny (Rubus idaeus) a stilbensyntáza z hroznů (Vinná réva). Zprávy rostlinných buněk 25(11): 1166-1173
Hassan, F., Meens, J., Kiesecker,H., a Jacobsen, H.-J., Heterologní vyjádření rodiny 19 rekombinantní chitináza (Chit30) od Streptomyces olivaceoviridis ATCC 11238 ke zvýšení odolnosti proti plísním u transgenního hrachu (Rostlina hrachu L.), J. Biotechnologie 143 (4), 302-308, 2009
Ali, Z., Hafeez F.Y., Schumacher, H.M., Jacobsen, H.-J. a Kiesecker, H., Získaná tolerance soli a sledování exprese cílových genů u hrachu (Rostlina hrachu L.) společným vyjádřením ATNHX1 a luciferáza, J. Biotechnologie 145 (1), 9-16, 2010
El Bannar, A.N.S., Kiesecker, H., Jacobsen, H.-J. a Schumacher, H.M., A cis-genetické přístup pro zlepšenou sůl- a osmotolerance v suspenzních kulturách brambor, J Biotechnol. 2010 listopad;150(3):277-87
NAMIAN, A.A., Papenbrock, J., Jacobsen, H.-J. a Hassan, F., Posílení transgenního hrášku (Rostlina hrachu L.) Odolnost proti plísňovým onemocněním prostřednictvím skládání dvou antifungálních genů (Chitináza a glukanáza), GM plodiny, 2:2, 1-6, 1-6 duben/květen/červen 2011
Řešitel
Hans-Jörg Jacobsen, Ústav genetiky rostlin, Leibniz University Hannover, ulice Herrenhausen 2, D-30419 Hannover, Německo
Kontaktní informace
Další odkazy
Meldolesi, A. (2010) Hrachové zkoušky prchají do USA. Nature Biotechnology 28(1): 8