Pamatinformācija un svarīgi rezultāti
Augsnē pārnēsāts nepovīruss Grapevine Fanleaf Virus (GFLV) izraisa vīnogu vēdlapu slimību un Plum Pox Potyvirus (PPV) inficē kauleņu kokus, izraisot Sharka slimību. Vīrusu pārnēsātāju kontrole koksnes augos joprojām ir neefektīva vai tiek ierobežota pesticīdu kaitīgās ietekmes uz vidi dēļ. Ņemot vērā šo vīrusu ekonomisko nozīmi, tika veikti vairāki mēģinājumi panākt rezistenci, ieviešot CP gēnus.
Lai ražotu izturīgas aprikozes, ķirši, plūmes un vīnogulāji ir ne tikai efektīva aizsardzība, tika ņemti vērā arī vides drošības aspekti. Ir paustas bažas par transgēno augu iespējamiem ekoloģiskajiem riskiem. Lai gan šīs bažas ir pelnījušas uzmanību, tikai eksperimentālie dati pakāpeniskā pieejā ļaus spriest par šo kultūru vērtību.
Tā kā eksperimentālajiem lauka izmēģinājumiem Austrijā priekšnoteikums ir dati par dažādu notikumu precīzu molekulāro raksturojumu, tas tika panākts ar Southern blot un PCR analīzēm, gan T-DNS, gan mugurkaula vektoru sekvences.
Transgēnu nestabilitāte ir atkārtoti uzskatīta par nelabvēlīgu ilgtermiņa ietekmi. Mūsu pētījumos ekspresija koksnes augos, piemēram, kauleņi, šķiet stabils in vitro un in vivo apstākļos, gan siltumnīcā, gan ilgstoši ekrāna apstākļos.
Galīgo spriedumu par transgēno līniju vērtību var iegūt tikai ar infekcijas izmēģinājumiem, lai noteiktu, kurā no līnijām ir aizsargāts fenotips, vienlaikus saglabājot interesantas agronomiskās iezīmes.
Posms Attīstības
In vitro testi laboratorijas līmenī, planta testi siltumnīcā un skrīningā ir veiksmīgi veikti.
Iemesli aizkavējot, pāradresācijas vai apstāšanās pētniecības
Lauka eksperimenti ar vīrusu gēnu ekspresējošiem augļu kokiem un vīnogulājiem, kas ir izturīgi pret dažādiem vīrusiem (PPV un GFLV) nevarēja veikt, atbildības šķēršļu dēļ, e.g. apdrošināšanas prasības.
Zaudētās priekšrocības
Ģenētiski modificētu augļu koku un vīnogulāju audzēšana ar rezistenci pret vīrusu slimībām varētu būtiski samazināt insekticīdu izmantošanu šajās kultūrās, aizsargāt lielāku daudzumu un kvalitatīvu ražu, pat zem augsta patogēna spiediena. Tam būtu tieša labvēlīga ietekme uz vidi, cilvēku veselību, ražošanas izmaksas un šo kultūru rentabilitāte. Bioloģiskie lauksaimnieki varētu īpaši gūt labumu no šiem augiem, jo tie nodrošinātu pieņemamu un saprātīgu aizsardzības līmeni un samazinātu vajadzību pēc sintētiskajiem pesticīdiem.
Vairāk kopumā, the use of these plants will ensure the future production of fruits and grapevines in Europe, maintain the positive effect of landscape conservation and reduce the dependence on imports of these foods.
Izmaksas pētniecības
The research efforts initiated in the late 1980ies were supported by the Austrian Ministries BMWF and BMLFUW, the EU and the University of Natural Resources and Applied Life Sciences (BOKU) with an amount of ~1.587.000 €.
Bildes
Atsauces
Maghuly F., Khan M.A., Borroto Fernandez E., Druart P., Bernard Watillon B., Laimer M. 2008. Stress regulated expression of the GUS-marker gene (uidA) under the control of plant calmodulin and viral 35S promoters in a model fruit tree rootstock: Prunus incisa x serrula. J. Biotechn. 135: 105-116
Prins M., Laimer M., Noris E., Schultz J., Wassenegger M., Tepfer M. 2008. Strategies for antiviral resistance in transgenic plants. Mol. Plant Pathol. 9: 73-83.
Laimer M. 2007. Transgēnās vīnogulāji. Transgēno augu žurnāls 1 (1): 219-227.
Maghuly F., palātas Machado A., Leopolds S., Khan M.A., Katingers H., Laimer M. 2007. Marķiera gēna ekspresijas ilgtermiņa stabilitāte Prunus subhirtella: Augļu koku paraugsuga. J. of Biotechn. 127: 310-321.
Laimer M. 2006. Vīrusu rezistences audzēšana augļu kokos. Uz: Transgēni koki. Fladungs M. un Ēvalds D. eds. Springer. 181-199.
Maghuly F., Leopolda Sv., palātas Machado A., Borroto Fernandez E., Khan M.A., Gambino G., Gribaudo I., Šartls A., Laimer M. 2006. Vīnogu augu molekulārais raksturojums ar GFLV rezistences gēniem: II. Plant Cell Rep. 25: 546-553.
Laimer M., Menda D., Mirta A., Bosija D., Katingers H. 2005. Austrijas PPV izolātu molekulārais raksturojums. Fitopāts. Polonica 36: 25 – 32.
Laimer M., Menda D., palātas Machado A., Maghuly F., Hans M., Katingers H. 2005. Rezistences audzēšana pret PPV Austrijā: Vismodernākais. Fitopāts. Polonica 36: 97 – 105.
Gambino G., Gribaudo I., Leopolda Sv., Šartls A. un Laimers M. 2005. Vīnogu augu molekulārais raksturojums ar GFLV rezistences gēniem: Es. Augu šūnu pārskati 24: 655 -662.
Laimer M. 2005. Biotehnoloģijas ieguldījums mūsdienu izaicinājumu risināšanā. Piektais Vīnes globalizācijas simpozijs. 13. – 14. 5. 2004. 227 – 232.
Laimer M., Menda D., Maghuly F., Marzbans G., Leopolds S., Hans M., Kirilla Z., Dejo I. un Katingere H. 2005. Mērenā klimata augļu koku biotehnoloģija. Acta Biochim. poļu. 52 (3): 673-678.
Laimer M. 2004. ĢMO debates: Eiropas atbildes. Ziņojumi par 4. Transatlantiskā konference par Amerikas un Eiropas universitāšu partnerībām pārtikas un lauksaimniecības izglītības un pētniecības jomā. C. Karsens (ed.) Bovē, 2. – 3. Aprīlis 2003. 80-89.
Laimer M. 2003. Transgēno augļu koku raksturojums un tiešo un netiešo bioloģisko mijiedarbību analīze. Uz: ĢMO izplatīšanas ekoloģiskā ietekme agroekosistēmās. (eds. Lelija T., Balázs E. un Tepfers M.) Spēja, Vīne: 101-113.
Laimer M., Menda D., Artofers V., Hansers V., Mirta A., Bosija D. 2003. Dažādu plūmju baku vīrusa celmu sastopamība vairākās kauleņu sugās Austrijā. Opt. Medit. Privāts. B 45: 79-83.
Laimer M. 2003. Mērenā klimata joslas kokaugu augļaugu transformācijas attīstība. Uz: Laimer M. un Rūkers V. 2003. Augu audu kultūra: 100 gadi kopš Gotlība Hāberlanda. Springer Verlag, Vīne: 217-242.
Minafra A., Gēls R., palātas Machado A., Saldarelli P., Buzkans N., Savino V., Martelli G.P., Katingers H., Laimers da Kamara Mačado M. 1998. Vīnogu vīrusa A un B apvalka proteīna gēna ekspresija Nikotianā, un transgēniem augiem piešķirtās rezistences novērtējums. J. no augu patola. 80:197-202.
Gēlss R., palātas Machado A., Solova V., Pušķis A., Mozers R., Katingers H., Laimers da Kamara Mačado M. 1997. Vitis sp. somatisko embriju transformācija. ar dažādām konstrukcijām, kas satur nukleotīdu sekvences no nepovīrusa apvalka proteīna gēniem. Acta Hort. 447: 265-272.
palātas Machado A., Pušmans M., Pīringers H., Krēmens R., Katingers H., Laimers da Kamara Mačado M. 1995. Prunus subhirtella autumno-rosa somatiskā embrioģenēze un transgēno augu reģenerācija pēc Agrobacterium mediētas transformācijas. Plant Cell Rep. 14: 335-340.
Laimers da Kamara Mačado M., palātas Machado A., Hansers V., Baltais H., Rainers F., Steinkellner H., Mattanovičs D., Plails R., Knaps e., Kaltofs B., Katingers H. 1992. Prunus armeniaca transgēno augu, kas satur plūmju baku vīrusa apvalka proteīna gēnu, reģenerācija. Plant Cell Rep. 11: 25-29
Vadošais pētnieks
Mārgareta Laimere, Augu biotehnoloģiju grupa, IAM, Biotehnoloģijas katedra, Dabas resursu un dzīvības zinātņu universitāte (BOKU), Muthgasse 18, A-1190 Vīne, Austrija
Kontaktinformācija
m.laimer@iam.boku.ac.at
Papildu norādes
http://www.biotec.boku.ac.at/pbu.html
http://www.boku.ac.at/sicherheitsforschung/open-e.htm