מידע רקע ותוצאות רלוונטיות
תוכנית המחקר הלאומית של שוויץ 59 (NRP59) "היתרונות והסיכונים של שחרור מכוון של צמחים מהונדסים גנטית (GMPs)"כולל מחקר בנושא האקולוגי, חֶברָתִי, כַּלְכָּלִי, תנאים משפטיים ופוליטיים של GMPs בשוויץ. חלק מהתוכנית הוא פרויקט מחקר משותף ("קונסורציום החיטה"), המורכב מ 11 קבוצות מחקר שעובדות בניסויי שדה גדולים בשני אתרים. מומן פרויקט גג לתיאום עבודת השטח הטכנית ושיתוף הפעולה המדעי בתוך קונסורציום החיטה.
טחב אבקתי של חיטה (דשא פורח f.sp. חיטה) היא מחלה פטרייתית נפוצה באזורים ממוזגים ברחבי העולם. אם חיטה לא מרוססת בקוטלי פטריות טחב אבקתי עלול לגרום לאובדן יבול של 10 אל 30% ולהחליש את הצמחים כך שהם מותקפים בקלות על ידי פתוגנים אחרים.
שני אתרי שטח ליד ציריך ולוזאן, בהתאמה, נשתלו עם נבחרים מהונדסים גנטית (GM) קווי חיטה אביביים עם עמידות מוגברת לטחב אבקתי (חיטה מהונדסת עם אללים עמידות Pm3 או הגנים של גלוקנאז/צ'יטנאז). עד 14 קווי חיטה GM הושוו בשדה לקווי בקרה (קווי אחיות כמעט-איזוגניים והגנוטיפ הלא-טרנספורמציה המשמש לטרנספורמציה), ארבעה זני חיטה קונבנציונליים, שעורה אביבית וטריטיקלה. בתכנון הניסוי המורכב עברו קבוצות שונות של ערכים לטיפולים בקוטל פטריות, זיהום טבעי וחיסון מלאכותי עם גזע מוגדר של טחב אבקתי.
קונסורציום החיטה כולל תשעה פרויקטים: באתר השדה בציריך שני פרויקטים מנתחים את ההשפעות של גנים העמידות Pm3 ו-chitinase/glucanase וכן אגרונומיות., תכונות מורפולוגיות ופיזיולוגיות. שבעת הפרויקטים האחרים עוסקים בהיבטי בטיחות ביולוגית: ההשפעה של חיטה GM על מיקוריזה, חיידקים מועילים לקרקע, פאונת הקרקע, קורי מזון של חרקים, השפעת הסביבה והתחרות על צמחי החיטה ה-GM, והביצועים של כלאיים של חיטה עם עשב הבר הקשור אליו Aegilops cylindrica. פרויקט נוסף חוקר חצייה אפשרית של קווי חיטה chitinase/glucanase לשדות שמסביב.. באתר השדה השני ליד לוזאן, שאלות מחקר על ביצועים אגרונומיים טופלו בתנאים פדוקלימטיים שונים. בנוסף, נבדקה עמידות של קווי החיטה לפתוגנים פטרייתיים אחרים.
שלב של פיתוח
מבחני מעבדה וחממה נערכו בהצלחה והיו תנאי מוקדם לקבלת היתר לניסויי השדה ("הליך שלב אחר שלב"). ניסויי שדה עם קווי חיטה שונים עם עמידות מוגברת לטחב אבקתי נערכו ב 2008-2010.
סיבות לעיכוב, הסטה או עצירת המחקר
הבקשה לקבלת היתר לניסוי שדה GMO הוגשה לרשות הרגולטורית, המשרד הפדרלי לאיכות הסביבה (FOEN). יש לתאר בפירוט כל אירוע טרנספורמציה המשתחרר לסביבה. לכלאיים עם עשב הבר (קו חיטה x Aegilops cylindrica) היה צורך בתיק נפרד, למרות שאותם אירועי טרנספורמציה שוחררו. לאחר שלב הכנה לתיקים של עשרה חודשים הוגשו באפריל שלוש בקשות לרשויות המשפטיות 2007. היה קשה וגזל זמן להכין את המסמכים מכיוון שזו הייתה הבקשה הראשונה במסגרת חוק הטכנולוגיה הגנטית החדש בשוויץ. ההיתר החוקי לשנה ניתן בספטמבר 2007; הוא כלל מספר רב של דרישות ותנאים לביצוע ניסוי השדה. בסוף כל שנה, יש להגיש ל-FOEN תיק משמעותי הכולל דוח התקדמות עבור אותם אירועי טרנספורמציה חדשים כדי לקבל את ההיתר לשנה הבאה. לאתר השדה השני ליד לוזאן, קבוצה של שישה שכנים קיבלה מעמד של צד משפטי להגשת התנגדות נגד היתר השחרור. ה-FOEN החליט שכל מי שחיים בתוך א 1000 מטר היקף של אתר שדה מקיים את התנאי להיחשב כצד משפטי. בנובמבר 2008, בית המשפט הפדרלי למינהל בשוויץ דחה את התנגדותם של השכנים בכל פרט. לָכֵן, את ניסוי השדה באתר השדה השני ניתן היה להתחיל רק באיחור של שנה.
אמצעי בטיחות ביולוגית רבים הוטלו על ידי ה-FOEN כדי למנוע פיזור של צמחים או זרעים מהונדסים גנטית וכדי למנוע זרימת גנים באמצעות פיזור אבקה. הדרישות כוללות גידור של הניסויים ושמירה על מרחקים מינימליים של 100 מ' לשדות החיטה הבאים של החקלאים, שיפון או טריטיקל ו 300 מ' לשדות ייצור זרעים של הדגנים הנ"ל. בשלבים קריטיים זמן קצר לאחר השתילה ולפני הקציר יש לכסות את הניסויים ברשתות ציפורים כדי למנוע הפצת זרעים. הקציר של חלקות הניסוי צריך להיעשות ביד. לאחר הקטיף אין לחרוש את השדה על מנת לאפשר לנבוט של זרעים שאבדו במהלך הקטיף. יש לטפל בצמחים מתנדבים אלה בקוטל העשבים Round up® באביב הבא. כל האנשים העובדים באתר הניסוי צריכים לעבור הכשרה מראש בקורסי הדרכת בטיחות. יש לסמן את כל דגימות הצמחים כ"מהונדסים גנטית" ולהעביר אותם במיכלים בעלי קירות כפולים למעבדות. יש להעביר חומר צמחי שאינו נחוץ למחקר נוסף למפעל שריפת פסולת. תוכנית ניטור בשטח ובא 60 מטר היקף עד שנתיים לפחות לאחר עונת השדה האחרונה צריך להבטיח שלא יתבססו מתנדבים טרנסגנים.
להגן על אתרי השטח ולמנוע הרס על ידי פעילי אנטי-ביוטכנולוגיה, התייעצו עם מומחי אבטחה כדי להכין קונספט אבטחה מתאים לניסויי השטח שכללו גדר ומעקב וידאו. אולם, אפילו אמצעי אבטחה יקרים אינם יכולים להבטיח ביצוע ללא הפרעה של ניסויי שטח בשוויץ. בקיץ 2008, אתר השדה נהרס בחלקו על ידי ונדלים. החשודים נחקרו במשטרה, אך ההליך המשפטי עדיין תלוי ועומד. עקב הוונדליזם עוכבו מספר פרויקטים מדעיים ולא ניתן היה לפרסם את תוצאות עונת השדה הראשונה, כולל הפרויקטים שהתמקדו בבטיחות הביולוגית של החיטה המהונדסת גנטית. בנוסף, היה צורך להרחיב את תפיסת האבטחה (e.g. גדר כפולה, מאבטח עם כלב מאומן עבור 24 h, חיישני תנועה) מה שהגדיל את העלויות עוד יותר. אמצעי הבטיחות הביולוגית והאבטחה הביאו להוצאה עצומה בזמן ובמאמץ שלא יכלה להינתן על ידי קבוצת מחקר אחת.
מאמצי תקשורת נרחבים של קציני תקשורת ומדענים נעשו כדי ליידע את הציבור הרחב, גם לפני ובמהלך ניסויי השדה. נערכו שיחות וסיורים מודרכים רבים לשכנים, כְּלֵי תִקְשׁוֹרֶת, ארגונים לא ממשלתיים, בעלי עניין, מדענים, כיתות בית הספר והציבור.
מסקנות:
ההליך לקבלת היתר חוקי למשפט שדה הוכח כתובעני ביותר בזמן, מורכבות ועלויות. אי אפשר היה להשלים את תיק הרגולציה ללא תמיכה וייעוץ משפטי מקצועי וזה היה עולה בהרבה על היכולת והמשאבים של קבוצת מחקר אחת.
לרשויות הרגולטוריות אין ניסיון בניסויי שדה לפי חוק טכנולוגיית הגנים החדש בשוויץ עד כה. זה הוביל לחוסר ביטחון ולרגולציה יתר בנוגע לאמצעי הבטיחות הביולוגית, e.g. דרישות משלימות הוצאו על ידי הרשויות החוקיות במהלך ניסוי השדה כתוצאה מאמצעי בטיחות ביולוגית שהופעלו מרצון בשטח כגון כיסוי החלקות ברשת ציפורים סמוך לבגרות.
אמצעי הבטיחות הביולוגית והאבטחה המשמעותיים הביאו להוצאה עצומה בזמן ובכסף שלא ניתן לספק על ידי פרויקט מחקר ללא מימון חיצוני משמעותי.
יתרונות ידועים מראש
גידול חיטה מהונדסת גנטית עם עמידות פטרייתית מוגברת עשוי להפחית את השימוש בקוטלי פטריות. לכך יהיו השפעות מועילות ישירות על הסביבה, בריאות אדם, עלויות ייצור ורווחיות של גידולים אלו. אולם, קווי החיטה המשמשים בניסויי השדה המתוארים הינם קווים ניסיוניים ולא פותחו עבור השוק.
מטרת פרויקט המחקר המשותף הזה הייתה להשיג ידע על עמידות לפטריות ולפתח שיטות בחקר בטיחות ביולוגית. תוצאות הפרויקטים של קונסורציום החיטה יאפשרו הבנה טובה יותר של יחסי הגומלין בין צמחי חיטה מהונדסים וסביבתם. הם יתרמו לדיון על שחרור מכוון של צמחים מהונדסים גנטית.
תמונות
להסתיים
עלות של מחקר
שמונת פרויקטי המחקר של קונסורציום החיטה ופרויקט הגג מומנו עם 3.6 מיליון פרנק שוויצרי (2.5 מיליון יורו) במשך ארבע שנים על ידי הקרן הלאומית למדע השוויצרית במסגרת תוכנית המחקר הלאומית NRP 59 "היתרונות והעלויות של שחרור מכוון של צמחים מהונדסים גנטית". העלויות עבור אמצעי אבטחה מסתכמות בכ-500,000 CHF (350000 €) לשנה ואתר שטח. מאמצים פנימיים משמעותיים של מכוני המחקר המעורבים, בעיקר Agroscope ART ו-ACW שאירחו את אתרי השטח, אינם כלולים. כָּך, ההוצאות שנגרמו לאבטחה הן בטווח זהה לעלויות המחקר.
אזכור
ביירי ס, פוטריקוס I, Futterer J. 2003. השפעות של ביטוי משולב של חלבוני זרעי שעורה אנטי פטרייתיים בחיטה מהונדסת על זיהום טחב אבקתי. גידול מולקולרי 11: 37–48.
סריצ'ומפה, פ., ברונר, ס., קלר, ב., ויהיאוי, נ. (2005). סדרה אללית של ארבעה גנים של עמידות לטחב אבקתי במיקום Pm3 בחיטת לחם הקספלואיד. Physiol הצמח. 139: 885-895
יאחיאוי, נ., סריצ'ומפה, פ., דאדלר, ר., וקלר, B. (2004). ניתוח הגנום ברמות פלואידיות שונות מאפשר שיבוט של הגן העמידות לטחב אבקתי Pm3b מחיטה הקסאפלואידית. צמח J. 37: 528-538
יאחיאוי, נ., ברונר, ס., וקלר, B. (2006). יצירה מהירה של גנים חדשים לעמידות לטחב אבקתי לאחר ביות חיטה. צמח J. 47: 85-98.
חוקרים ראשיים
פרופ. ד"ר. היכו את קלר, פרופ. ד"ר. וילהלם Gruissem, ד"ר. מייקל וינזלר, ד"ר. פרנץ ביגלר, ד"ר. פאביו מאשר