Bakgrundsinformation och relevanta resultat
Baljväxter är viktiga växter, både som biologiska gödningsmedel genom symbiotisk kvävefixering samt värdefull proteinkälla för boskap. Europa importerar enorma mängder sojabönor för att möta proteinbehovet inom djurhållningen, även om den i princip kunde producera delar av sitt behov med inhemskt producerade baljväxter, såsom ärtor.
Ärtfjärilen Cydia nigricana (F.) och ärtviveln Bruchus pisorum (Linnéa) är allvarliga skadedjur av ärter, tillsammans med ett antal svampar. Avkastningsförlusterna kan vara höga, speciellt inom ekologisk odling. Resistens mot skadeinsekter har etablerats i andra växtväxter genom användning av proteiner som härrör från jordbakterien Bacillus thuringiensis (Berliner). Denna metod användes i labbet av Prof. Dr. Hans-Jörg Jacobsen från Plant Genetics Institute, vid Leibniz universitet i Hannover, Tyskland, att generera genetiskt modifierade ärtor med resistens mot dessa skadedjur. Genetiskt modifierade ärtlinjer som uttrycker antifungala gener utvecklades också. De antifungala generna som uttrycks i de transgena linjerna är polygalakturonashämmande protein (PGIP), stilbensyntas, glukanas och ett nytt kitinas. Dessa gener uttrycks antingen som enstaka insättningar eller i olika kombinationer efter flera generationer av transgenuppfödning. Arbetet finansierades delvis av EU-projekt.
Utvecklingsstadium
Växthus- och labbanalyser genomfördes framgångsrikt, och fältexperiment med Bt-uttryckande ärtor som är resistenta mot ärtviveln är på väg. Emellertid, denna fältforskning kommer av kända skäl (vandalism) inte genomförs i Tyskland, men har flyttats till Kanada.
Skäl till att fördröja, avleda eller stoppa forskningen
Under de senaste två åren, förekomsten av vetenskapliga fältförsök som vandaliseras och förstörs av radikala antibioteknikaktivister har ökat drastiskt i Tyskland. Det slog rekord i 2009, med 42% av fältförsök i Tyskland förstörs - trots dyra säkerhetsåtgärder och övervakningsåtgärder vid de fältplatser, och omfattande kommunikationsinsatser av forskare för att informera allmänheten, både före och under frisättningsförsök. Ett antal undersökande vetenskapliga projekt kunde inte avslutas, inklusive några som särskilt fokuserade på biosäkerheten och miljörisken med genetiskt modifierade växter. Uppgifterna om fältförsöksplatser måste offentliggöras i ett onlineregister, på så sätt avslöjar den exakta platsen för de enskilda rättegångarna och underlättar vandalisering och förstörelse av rättegångarna.
Eftersom inte ens kostsamma säkerhetsåtgärder kan garantera slutförandet av dessa experiment med fältutsläpp från den offentliga sektorn i en sådan illvillig atmosfär, och efter att ha lärt sig av erfarenheterna från tidigare förstörda fältförsök, frisättningen av genetiskt modifierade ärter flyttades till North Dakota State University. Ärtproduktionen i North Dakota lider av liknande problem med svampinfektioner.
Uteblivna Fördelar
Odling av genetiskt modifierade ärter med resistens mot ärtfjärilen och/eller ärtviveln kan avsevärt minska användningen av insekticider i dessa baljväxter, säkra högre kvantitets- och kvalitetsavkastning, även under högt skadedjurstryck. Detta skulle ha direkta positiva effekter på miljön, människors hälsa, produktionskostnader och lönsamhet för dessa grödor. Ekologiska bönder skulle särskilt kunna dra nytta av dessa växter, eftersom det nu finns växtskyddsmetoder som skulle kunna användas mot dessa skadedjur som säkerställer en acceptabel och rimlig skyddsnivå och minskar behovet av syntetiska bekämpningsmedel.
Bilder
Kostnad för forskning
Ska färdigställas.
Referenser
Richter, A., de Kathen, A., av Lorenzo, G., Briviba, K., Hain, R., Ramsay, G., Jacobsen, H.J., Kiesecker, H. (2006) Transgena ärtor (Ärtväxten) uttrycker polygalakturonashämmande protein från hallon (Rubus idaeus) och stilbensyntas från druva (Vinranka). Plantcellsrapporter 25(11): 1166-1173
Hassan, F., Meens, J., Kiesecker,H., och Jacobsen, H.-J., Heterologt uttryck för en familj 19 rekombinant kitinas (Chit30) från Streptomyces olivaceoviridis ATCC 11238 för att förbättra svampresistens hos transgena ärter (Ärtväxten L.), J. Biotechnology 143 (4), 302-308, 2009
Ali, Z., Hafeez F.Y., Schumacher, H.M., Jacobsen, H.-J. och Kiesecker, H., Förvärvad salttolerans och målgenexpressionsövervakning i ärter (Ärtväxten L.) genom samuttryck av ATNHX1 och Luciferas, J. Biotechnology 145 (1), 9-16, 2010
El Bannar, A.N.S., Kiesecker, H., Jacobsen, H.-J. och Schumacher, H.M., EN cis-genetisk tillvägagångssätt för förbättrat salt- och osmotolerans i potatissuspensionskulturer, J Biotechnol. 2010 nov;150(3):277-87
Amian, A.A., Papenbrock, J., Jacobsen, H.-J. och Hassan, F., Förbättra Transgenic Pea (Ärtväxten L.) Resistens mot svampsjukdomar genom stapling av två antifungala gener (Kitinas och Glukanas), GM-grödor, 2:2, 1-6, 1-6 April/maj/juni 2011
Ansvarig forskare
Hans-Jörg Jacobsen, Institutet för växtgenetik, Leibniz universitet Hannover, Herrenhausen Street 2, D-30419 Hannover, Tyskland
Kontaktinformation
Ytterligare referenser
Meldolesi, EN. (2010) Ärtprövningar flyr till USA. Nature Biotechnology 28(1): 8