Taustatietoja ja olennaiset tulokset
Sveitsin kansallinen tutkimusohjelma 59 (NRP59) "Genettisesti muunnettujen kasvien tarkoituksellisen levittämisen hyödyt ja riskit (GMP:t)” sisältää ekologista tutkimusta, sosiaalinen, taloudellinen, GMP:n oikeudelliset ja poliittiset ehdot Sveitsissä. Osa ohjelmaa on yhteinen tutkimushanke ("vehnäkonsortio"), joka koostuu 11 tutkimusryhmät, jotka työskentelevät suurissa kenttäkokeissa kahdessa paikassa. Vehnäkonsortion teknisen kenttätyön ja tieteellisen yhteistyön koordinoimiseksi rahoitettiin kattoprojekti..
Vehnän härmäsieni (Kukkiva ruoho f.sp. vehnä) on laajalle levinnyt sienitauti lauhkealla vyöhykkeellä maailmanlaajuisesti. Jos vehnää ei ruiskuteta sienitautien torjunta-aineilla, härmäsieni voi aiheuttaa sadonmenetyksiä 10 to 30% ja heikentää kasveja niin, että muut patogeenit hyökkäävät niihin helposti.
Kaksi kenttäaluetta lähellä Zürichiä ja Lausannea, vastaavasti, istutettiin valikoituja geneettisesti muunnettuja (GM) kevätvehnälinjoja, joilla on parannettu homeenkestävyys (siirtogeeninen vehnä, jossa on Pm3-resistenssialleelit tai glukanaasi/kitinaasigeenit). Jopa 14 GM-vehnälinjoja verrattiin pellolla kontrollilinjoihin (lähes isogeeniset sisarlinjat ja transformaatioon käytetty transformoimaton genotyyppi), neljä tavanomaista vehnälajiketta, kevätohra ja ruisvehnä. Monimutkaisessa kokeellisessa suunnittelussa erilaisia merkintöjä käsiteltiin fungisidillä, luonnollinen infektio ja keinotekoinen rokotus tietyllä härmäsienellä.
Vehnäkonsortioon kuuluu yhdeksän hanketta: Zürichin kenttäalueella kaksi projektia analysoi resistenssigeenien Pm3 ja kitinaasi/glukanaasi vaikutuksia sekä agronomisia, morfologiset ja fysiologiset ominaisuudet. Muut seitsemän hanketta käsittelevät bioturvallisuusnäkökohtia: GM-vehnän vaikutus mykorritsaan, maaperän hyödyllisiä bakteereja, maaperän eläimistö, hyönteisten ruokaverkkoja, ympäristön ja kilpailun vaikutukset muuntogeenisiin vehnäkasveihin, ja vehnän ja siihen liittyvän luonnonvaraisen Aegilops cylindrican hybridien suorituskyky. Lisäprojektissa tutkitaan vehnän kitinaasi/glukanaasilinjojen mahdollista risteytymistä ympäröiville pelloille. Toisella kenttäalueella lähellä Lausannea, Maatalouden suorituskykyä koskevia tutkimuskysymyksiä käsiteltiin erilaisissa maantieteellisissä olosuhteissa. Lisäksi, vehnälinjojen vastustuskykyä muita sienipatogeenejä vastaan testattiin.
Kehitysvaihe
Laboratorio- ja kasvihuonemääritykset suoritettiin onnistuneesti, ja ne olivat edellytys luvan saamiseksi kenttäkokeisiin ("askel askeleelta menettely"). Peltokokeet eri vehnälinjoilla, joilla oli parannettu härmäsienen vastustuskyky, suoritettiin vuonna 2008-2010.
Syitä viivästyttää, siirto tai pysähtymättä tutkimus
GMO-kenttäkokeen lupahakemus jätettiin valvontaviranomaiselle, liittovaltion ympäristövirasto (FOEN). Jokainen ympäristöön vapautuva muutostapahtuma on kuvattava yksityiskohtaisesti. Hybrideille luonnonvaraisen ruohon kanssa (vehnälinja x Aegilops cylindrica) erillinen asiakirja oli tarpeen, vaikka samat muutostapahtumat julkaistiin. Kymmenen kuukautta kestäneen asiakirja-aineiston valmisteluvaiheen jälkeen viranomaisille jätettiin huhtikuussa kolme hakemusta 2007. Asiakirjojen valmistelu oli vaikeaa ja aikaa vievää, koska se oli ensimmäinen uuden geeniteknologialain mukainen hakemus Sveitsissä. Laillinen lupa vuodeksi myönnettiin syyskuussa 2007; se sisälsi suuren määrän vaatimuksia ja ehtoja kenttäkokeen suorittamiselle. Jokaisen vuoden lopussa, FOEN:lle on toimitettava merkittävä asiakirja, joka sisältää edistymisraportin samasta ja uusista muutostapahtumista, jotta lupa saadaan seuraavalle vuodelle. Toiselle kenttäalueelle lähellä Lausannea, kuuden naapurin ryhmälle myönnettiin oikeushenkilön asema tehdäkseen vastalauseen luovutusluvasta. FOEN oli päättänyt, että kaikki, jotka asuvat a 1000 m kenttäalueen ympärysmitta täyttää ehdon olla katsottava laillisena osapuolena. Marraskuussa 2008, Sveitsin liittovaltion hallintotuomioistuin hylkäsi naapureiden vastalauseen joka tapauksessa. Siksi, kenttäkoe toisella kenttätyöpaikalla voitiin aloittaa vain vuoden viiveellä.
FOEN määräsi lukuisia bioturvallisuustoimenpiteitä estääkseen muuntogeenisten kasvien tai siementen leviämisen ja estääkseen geenin kulkeutumisen siitepölyn leviämisen kautta. Vaatimuksiin kuuluu kokeiden aitaus ja minimaalisten etäisyyksien säilyttäminen 100 m seuraavien viljelijöiden vehnäpelloille, ruis tai ruisvehnä ja 300 m edellä mainittujen viljojen siemenviljelyaloilla. Kriittisten vaiheiden aikana pian istutuksen jälkeen ja ennen sadonkorjuuta kokeet on peitettävä lintuverkoilla siementen leviämisen estämiseksi. Koepalojen sato on tehtävä käsin. Sadonkorjuun jälkeen peltoa ei saa kyntää, jotta sadonkorjuun aikana kadonneet siemenet voivat itää. Nämä vapaaehtoiset kasvit on käsiteltävä Round up® -rikkakasvien torjunta-aineella seuraavana keväänä. Kaikki koepaikalla työskentelevät henkilöt on koulutettava etukäteen turvallisuusopetuskursseille. Kaikki kasvinäytteet on merkittävä "geneettisesti muunnetuiksi" ja kuljetettava kaksiseinäisissä säiliöissä laboratorioon. Kasvimateriaali, jota ei tarvita jatkotutkimuksiin, on kuljetettava jätteenpolttolaitokseen. Valvontaohjelma kentällä ja a 60 m:n ympärysmitta vähintään kahden vuoden ajan viimeisen peltokauden jälkeen on varmistettava, että siirtogeenisiä vapaaehtoisia ei synny.
Kenttäalueiden suojelemiseksi ja biotekniikan vastaisten aktivistien tuhoamisen estämiseksi, Turvallisuusasiantuntijoita kuultiin sopivan turvallisuuskonseptin laatimiseksi kenttäkokeita varten, jotka sisälsivät aidan ja videovalvonnan. Kuitenkin, edes kalliilla turvatoimilla ei voida taata kenttäkokeiden häiriötöntä suorittamista Sveitsissä. Kesällä 2008, kenttäalue tuhoutui osittain ilkivallan toimesta. Poliisi kuulusteli epäiltyjä, mutta oikeudellinen menettely on vielä kesken. Ilkivallan vuoksi monet tieteelliset projektit viivästyivät, eikä ensimmäisen kenttäkauden tuloksia voitu julkaista, mukaan lukien muuntogeenisen vehnän bioturvallisuuteen keskittyvät hankkeet. Lisäksi, turvallisuuskonseptia piti laajentaa (Esim.. kaksinkertainen aita, vartija koulutetun koiran kanssa 24 h, liiketunnistimia) mikä nosti kustannuksia entisestään. Bioturvallisuus ja turvatoimenpiteet johtivat valtaviin aika- ja vaivakustannuksiin, joita yksi tutkimusryhmä ei voinut tarjota.
Viestintävirkailijat ja tutkijat ponnistelivat laajasti tiedottaakseen suurelle yleisölle, sekä ennen kenttäkokeita että niiden aikana. Naapureille järjestettiin lukuisia keskusteluja ja opastettuja kierroksia, media, kansalaisjärjestöt, sidosryhmiä, tutkijat, koululuokat ja yleisö.
Johtopäätökset:
Menettely laillisen luvan saamiseksi kenttäkokeeseen on osoittautunut ajallisesti erittäin vaativaksi, monimutkaisuus ja kustannukset. Sääntelyaineistoa olisi ollut mahdotonta täydentää ilman ammattimaista oikeudellista tukea ja neuvontaa, ja se ylittäisi selvästi yhden tutkimusryhmän kapasiteetin ja resurssit.
Valvontaviranomaisilla ei ole toistaiseksi kokemusta Sveitsin uuden geeniteknologialain mukaisista kenttäkokeista. Tämä johti epävarmuuteen ja ylisääntelyyn bioturvallisuustoimenpiteiden osalta, Esim.. Lakiviranomaiset antoivat kenttäkokeen aikana lisävaatimuksia kentällä vapaaehtoisesti toteutetuista bioturvallisuustoimenpiteistä, kuten peltojen peittämisestä lintuverkolla lähellä kypsyyttä.
Huomattavat bioturvallisuus- ja turvallisuustoimenpiteet aiheuttivat valtavia aika- ja rahakustannuksia, joita tutkimushanke ei pysty rahoittamaan ilman merkittävää ulkopuolista rahoitusta.
Menetetyt hyödyt
Geneettisesti muunnetun vehnän viljely, jolla on tehostettu sieniresistenssi, voisi vähentää sienitautien torjunta-aineiden käyttöä. Tällä olisi suoria myönteisiä vaikutuksia ympäristöön, ihmisten terveyden, tuotantokustannukset ja näiden viljelykasvien kannattavuus. Kuitenkin, kuvatuissa kenttäkokeissa käytetyt vehnälinjat ovat koelinjoja eikä niitä ole kehitetty markkinoille.
Tämän yhteisen tutkimusprojektin tavoitteena oli saada tietoa sieniresistenssistä ja kehittää menetelmiä bioturvallisuustutkimuksessa. Vehnäkonsortioprojektien tulokset auttavat ymmärtämään paremmin siirtogeenisten vehnäkasvien ja niiden ympäristön välisiä vuorovaikutuksia. He osallistuvat keskusteluun muuntogeenisten kasvien tarkoituksellisesta levittämisestä.
Kuvat
valmistuvan
Tutkimuskustannustaakassa
Kahdeksan vehnäkonsortion tutkimushanketta ja sateenvarjoprojektia rahoitettiin 3.6 miljoonaa CHF (2.5 miljoonaa euroa) neljän vuoden ajan Sveitsin kansallisen tiedesäätiön toimesta kansallisen tutkimusohjelman NRP:n puitteissa 59 "Genettisesti muunnettujen kasvien tarkoituksellisen levittämisen hyödyt ja kustannukset". Turvatoimenpiteiden kustannukset ovat noin 500 000 CHF (350’000 €) vuodessa ja kenttätyömaa kohti. Mukana olevien tutkimuslaitosten huomattavia sisäisiä ponnisteluja, pääasiassa Agroscope ART ja ACW, jotka isännöivät kenttäkohteita, eivät sisälly. Siten, turvallisuudesta aiheutuvat kulut ovat samaa suuruusluokkaa kuin tutkimuksen kustannukset.
Viitteet
Bieri S, Potrykus I, Futterer J. 2003. Antifungaalisten ohran siemenproteiinien yhdistetyn ilmentymisen vaikutukset siirtogeenisessä vehnässä härmäinfektioon. Molekyylikasvatus 11: 37–48.
Srichumpa, P., Brunner, S., Keller, B., ja Yahiaoui, N. (2005). Neljän härmäresistenssigeenin alleelinen sarja Pm3-lokuksessa heksaploidisessa leipävehnässä. plant Physiol. 139: 885-895
Yahiaoui, N., Srichumpa, P., Dudler, R., ja Keller, B. (2004). Genomianalyysi eri ploidisuustasoilla mahdollistaa härmäresistenssigeenin Pm3b kloonauksen heksaploidisesta vehnästä. Kasvi J. 37: 528-538
Yahiaoui, N., Brunner, S., ja Keller, B. (2006). Nopea uusien härmäresistenssigeenien syntyminen vehnän kesyttämisen jälkeen. Kasvi J. 47: 85-98.
Päätutkijat
Prof. Dr. Voita Keller, Prof. Dr. Wilhelm Gruissem, Dr. Michael Winzeler, Dr. Franz Bigler, Dr. Fabio Mascher