Background information and relevant results
Graanpeulvruchten zijn belangrijke gewasplanten, zowel als biologische meststof door symbiotische stikstofbinding als als waardevolle eiwitbron voor vee. Europa importeert enorme hoeveelheden sojabonen om aan de eiwitbehoefte van de veehouderij te voldoen, hoewel het in principe een deel van zijn behoeften zou kunnen voorzien met in eigen land geproduceerde peulvruchten, zoals erwten.
De erwtenmot Cydia nigricana (F.) en de erwtenkever Bruchus pisorum (Linnaeus) zijn ernstige plagen van erwten, samen met een aantal schimmels. Opbrengstverliezen kunnen hoog zijn, vooral in de biologische landbouw. Bij andere gewassen is resistentie tegen insectenplagen vastgesteld door het gebruik van eiwitten afkomstig van de bodembacterie Bacillus thuringiensis (Berlijner). Deze methode werd gebruikt in het laboratorium van Prof. Dr. Hans-Jörg Jacobsen van het Plantengenetica Instituut, aan de Leibniz Universiteit in Hannover, Duitsland, om genetisch gemodificeerde erwten te produceren met resistentie tegen dit ongedierte. Er werden ook genetisch gemodificeerde erwtenlijnen ontwikkeld die schimmelwerende genen tot expressie brengen. De antischimmelgenen die in de transgene lijnen tot expressie worden gebracht, zijn polygalacturonase-remmend eiwit (PGIP), stilbeensynthase, glucanase en een nieuw chitinase. Deze genen worden ofwel tot expressie gebracht als enkele inserties of in verschillende combinaties na verschillende generaties transgene veredeling. Het werk werd gedeeltelijk gefinancierd door EU-projecten.
Stage of Development
Kas- en laboratoriumtests met succes uitgevoerd, en er staan veldexperimenten op stapel met erwten die Bt tot expressie brengen en die resistent zijn tegen de erwtenkever. Echter, dit veldonderzoek zal om de bekende redenen plaatsvinden (vandalisme) niet in Duitsland uitgevoerd, maar zijn verplaatst naar Canada.
Reasons for delaying, diverting or stopping the research
De afgelopen twee jaar, het aantal gevallen waarin wetenschappelijke veldproeven worden vernield en vernietigd door radicale anti-biotechnologie-activisten is in Duitsland drastisch toegenomen. Het bereikte een record in 2009, met 42% van veldproeven in Duitsland wordt vernietigd – ondanks dure beveiligings- en bewakingsmaatregelen op de veldlocaties, en uitgebreide communicatie-inspanningen van wetenschappers om het grote publiek te informeren, zowel voor als tijdens de vrijgave-experimenten. Een aantal onderzoekswetenschappelijke projecten konden niet worden afgerond, waaronder enkele die speciaal gericht zijn op de bioveiligheid en het milieurisico van genetisch gemanipuleerde gewassen. De gegevens over proefveldlocaties moeten openbaar worden gemaakt in een online register, waardoor de exacte locatie van de individuele processen bekend wordt gemaakt en vernieling en vernietiging van de processen wordt vergemakkelijkt.
Omdat zelfs kostbare veiligheidsmaatregelen de voltooiing van deze veldexperimenten in de publieke sector in zo'n kwaadaardige atmosfeer niet kunnen garanderen, en geleerd te hebben van de ervaring van eerder vernietigde veldproeven, de introductie van genetisch gemanipuleerde erwten werd verplaatst naar de North Dakota State University. De erwtenproductie in North Dakota kampt met soortgelijke problemen als gevolg van schimmelinfecties.
Foregone Benefits
De teelt van genetisch gemanipuleerde erwten met resistentie tegen de erwtenmot en/of de erwtenkever zou het gebruik van insecticiden in deze peulvruchten substantieel kunnen verminderen, het waarborgen van hogere kwantiteits- en kwaliteitsopbrengsten, zelfs onder hoge plaagdruk. This would have direct beneficial impacts on the environment, gezondheid van de mens, production costs and profitability of these crops. Vooral biologische boeren kunnen profiteren van deze planten, aangezien er nu gewasbeschermingsmethoden tegen deze plagen kunnen worden gebruikt die een aanvaardbaar en redelijk niveau van bescherming garanderen en de behoefte aan synthetische pesticiden verminderen.
Pictures
Cost of Research
Te voltooien.
References
Richter, A., de Kathen, A., door Lorenzo, G., Briviba, K., Hain, R., Ramsay, G., Jacobsen, H.J., Kiesecker, H. (2006) Transgene erwten (De erwtenplant) die polygalacturonase-remmend eiwit uit framboos tot expressie brengt (Rubus idaeus) en stilbeensynthase uit druiven (Wijn wijnstok). Plantencelrapporten 25(11): 1166-1173
Hassan, F., Meens, J., Kiesecker,H., en Jacobsen, H.-J., Heterologe uitdrukking van een gezin 19 recombinant chitinase (Chit30) van Streptomyces olivaceoviridis ATCC 11238 om de schimmelresistentie in transgene erwten te verbeteren (De erwtenplant L.), J. Biotechnologie 143 (4), 302-308, 2009
Ali, Z., Hafeez F.Y., Schumacher, H.M., Jacobsen, H.-J. en Kiesecker, H., Verworven zouttolerantie en monitoring van doelgenexpressie in erwt (De erwtenplant L.) door co-expressie van ATNHX1 en Luciferase, J. Biotechnologie 145 (1), 9-16, 2010
El Bannar, A.N.S., Kiesecker, H., Jacobsen, H.-J. en Schumacher, H.M., Een cis-genetisch aanpak voor beter zout- en osmotolerantie in aardappelsuspensieculturen, J Biotechnologie. 2010 nov;150(3):277-87
NEMAN, AA, Papenbrock, J., Jacobsen, H.-J. en Hassan, F., Verbetering van transgene erwt (De erwtenplant L.) Weerstand tegen schimmelziekten door het stapelen van twee antischimmelgenen (Chitinase en Glucanase), GM-gewassen, 2:2, 1-6, 1-6 April/mei/juni 2011
Principal Investigator
Hans-Jörg Jacobsen, Instituut voor plantengenetica, Leibniz Universiteit Hannover, Herrenhausenstraat 2, D-30419 Hannover, Duitsland
Contact Informatie
Extra referenties
Meldolesi, Een. (2010) Erwtenproeven vluchten naar de VS. Nature Biotechnology 28(1): 8