Hrach – Odolnosť proti hmyzu a hubám – Leibnizova univerzita, Nemecko

Základné informácie a relevantné výsledky

Strukoviny sú dôležité kultúrne plodiny, ako biologické hnojivá prostredníctvom symbiotickej fixácie dusíka, ako aj cenný zdroj bielkovín pre hospodárske zvieratá. Európa dováža obrovské množstvá sójových bôbov, aby pokryla požiadavky na bielkoviny v chove zvierat, aj keď v zásade by veľkú časť svojich potrieb dokázala vyprodukovať domácimi strukovinami na zrno, ako je hrach.
Hrachová molica Cydia nigricana (F.) a hrachor Bruchus pisorum (Linné) sú vážnymi škodcami hrachu, spolu s množstvom húb. Straty na výnosoch môžu byť vysoké, najmä v ekologickom poľnohospodárstve. Odolnosť proti hmyzím škodcom bola preukázaná v iných plodinách použitím proteínov odvodených z pôdnej baktérie Bacillus thuringiensis (Berliner). Táto metóda bola použitá v laboratóriu prof. Dr. Hans-Jörg Jacobsen z Ústavu genetiky rastlín, na Leibnizovej univerzite v Hannoveri, Nemecko, na generovanie geneticky modifikovaného hrachu s odolnosťou voči týmto škodcom. Boli vyvinuté aj geneticky modifikované línie hrachu exprimujúce antifungálne gény. Antifungálne gény exprimované v transgénnych líniách sú proteín inhibujúci polygalakturonázu (PGIP), stilbén syntáza, glukanáza a nová chitináza. Tieto gény sú buď exprimované ako jednotlivé inzercie alebo v rôznych kombináciách po niekoľkých generáciách šľachtenia transgénov. Práca bola čiastočne financovaná z projektov EÚ.

Fáze vývoja

Skleníkové a laboratórne testy boli úspešne vykonané, a prebiehajú poľné pokusy s hrachom exprimujúcim Bt odolným proti hrachorovi. Však, tento terénny výskum sa teraz v Nemecku nevykonáva, ale presunie sa do USA.

Dôvody oneskorenia, odklonenie alebo zastavenie výskumu

Počas posledných dvoch rokov, Výskyt vedeckých pokusov v teréne, ktoré boli vandalsky zničené radikálnymi antibiotechnologickými aktivistami, sa v Nemecku drasticky zvýšil. Je to hit rekord 2009, s 42% z poľných pokusov v Nemecku bol zničený - napriek drahé bezpečnostné a sledovacie opatrenia na miestach v teréne, a rozsiahle komunikačné úsilie vedcov informovať širokú verejnosť, pred a počas pokusov s uvoľňovaním. Množstvo výskumných vedeckých projektov nebolo možné dokončiť, vrátane niektorých osobitne zameraných na biologickú bezpečnosť a environmentálne riziko geneticky upravených plodín. Údaje o miestach terénnych pokusov sa musia zverejniť v online registri, čím sa odhalí presné miesto konania jednotlivých procesov a uľahčí sa vandalizácia a zničenie procesov.

Pretože ani nákladné bezpečnostné opatrenia nemôžu zaručiť dokončenie týchto experimentov s terénnym uvoľňovaním vo verejnom sektore v takej zákernej atmosfére, a poučení zo skúseností z predtým zničených poľných pokusov, uvoľnenie geneticky upraveného hrachu bolo premiestnené na Štátnu univerzitu v Severnej Dakote. Produkcia hrachu v Severnej Dakote trpí podobnými problémami s plesňovými infekciami.

Ušlé výhody

Pestovanie geneticky upraveného hrachu s odolnosťou proti moli hrachovej a/alebo hrachorovi by mohlo podstatne znížiť používanie insekticídov v týchto strukovinách, zabezpečenie vyšších kvantitatívnych a kvalitných výnosov, aj pri vysokom tlaku škodcov. To by malo priamy priaznivý vplyv na životné prostredie, ľudské zdravie, výrobné náklady a ziskovosť týchto plodín. Z týchto rastlín by mohli profitovať najmä ekologickí poľnohospodári, keďže v súčasnosti existujú metódy ochrany rastlín, ktoré by sa mohli použiť proti týmto škodcom, ktoré zabezpečujú prijateľnú a primeranú úroveň ochrany a znižujú potrebu syntetických pesticídov.
Viac všeobecne, produkcia obilných strukovín v Európe zníži závislosť Európy od dovozu sójových bôbov na kŕmenie zvierat.

Obrázky

Na dokončenie.

Náklady na výskum

Na dokončenie.

Použitá Literatúra

Hassan, F., vážne, J., Jacobsen, H.J., Kiesecker, H. (2009) Rodina 19 chitináza (Chit30) zo Streptomyces olivaceoviridis ATCC 11238 exprimovaný v transgénnom hrachu ovplyvňuje vývoj T. harzianum in vitro. Journal of Biotechnology 143(4): 302-308
Richter, A., de Kathen, A., od Lorenza, G., Holenie, K., Hain, R., Ramsay, G., Jacobsen, H.J., Kiesecker, H. (2006) Transgénny hrášok (Rastlina hrachu) exprimujúci proteín inhibujúci polygalakturonázu z maliny (Rubus idaeus) a stilbénsyntáza z hrozna (Vínna réva). Správy o rastlinných bunkách 25(11): 1166-1173
Kiesecker, H., Richter, A., de Kathen, A., Jacobsen, H.J. (2004) Stabilita expresie a stohovanie génov rekombinantných antifungálnych génov v transgénnom hrachu (Hrášok sativum L.) Kultúra in vitro, Transformácia a molekulárne trhy na zlepšenie plodín, 197-209. 4Medzinárodná konferencia o rastlinných tkanivových kultúrach, Dháka, BANGLADESH, NOV 01-03, 2001 Rastlinná tkanivová kultúra Bangladéša Assoc

Riešiteľ

Hans-Jörg Jacobsen, Ústav genetiky rastlín, Leibniz University Hannover, Ulica Herrenhausen 2, D-30419 Hannover, Nemecko

Kontaktné informácie

jacobsen@lgm.uni-hannover.de

Ďalšie odkazy