prezentacja - Wszechnica Żywieniowa w SGGW

Żywność modyfikowana
genetycznie - za i przeciw
Prof. dr hab. Stefan Malepszy Katedra Genetyki, Hodowli i
Biotechnologii Roślin
Wszechnica Żywieniowa” Wydział Nauk o Żywieniu
Człowieka i Konsumpcji SGGW
20 maj 2009
Rodzaje produktów spożywczych będących efektem
modyfikacji genetycznej – dostępne dla konsumenta na
rynku
•
Genetycznie zmodyfikowane rośliny ( np. świeże pomidory, ziemniaki);
•
Przetworzone rośliny zmodyfikowane genetycznie (np. koncentraty zup
pomidorowych, frytki mrożone, produkty sojowe);
•
Żywność produkowana z wykorzystaniem genetycznie zmodyfikowanych
organizmów (np. chleb pieczony z zastosowaniem drożdży GM, piwo
wytwarzane z zastosowaniem drożdży GM);
•
Produkty żywnościowe będące pochodnymi roślin GM, lecz nie
zawierające żadnych komponentów transgenicznych (np. olej rzepakowy
otrzymywany z rzepaku GM; cukier z buraków GM).
Różnorodność odmian uprawnych u Narcissus
Różnorodność odmian na przykładzie ziemniaka uprawnego
Różne rasy użytkowe koni – przykład dezaktualizacji
niektórych właściwości
Dlaczego odmiany roślin
uprawnych się dezaktualizują?
• Zmieniają się potrzeby człowieka i wiele
technologii z nimi związanych
• Naturalne zjawisko „wyradzania” się
odmian
• Zmieniają się warunki środowiska
- abiotyczne
- biotyczne ( patogeny, szkodniki )
Informacja genetyczna wszystkich żywych
organizmów jest zapisana w DNA, który jest
polimerem zbudowanym z takich samych
składników. Ogólne reguły jej funkcjonowania są
takie same – bez względu na odległość
filogenetyczną. Inżynieria genetyczna zmienia tą
informację przez wprowadzanie do niej konstrukcji
genetycznych – tworzenie modyfikacji
genetycznych. Organizmy z konstrukcją są
nazywane genetycznie zmodyfikowanymi (GMO).
Agrotransformacja pomidora
[Bartoszewski i in., 1997.Biotechnol.]
Kiełkowanie nasion
Gotowe siewki (7d)
Osuszanie na bibule(2d) Eksplantaty, regeneracja (3t)
Sadzonki (11t)
Roślina transgeniczna (13t)
Cięcie i transformacja
Pędy, ukorzenianie (9t)
Do wysadzenia w szklarni
(15t)
Przykład konstrukcji genetycznej nadającej roślinie
zdolność wytwarzania białka słodkiego smaku taumatyny
ca. 10-7 m
LB i RB - sekwencje graniczne TDNA
p nos - promotor syntazy nopalinowej
Agrobacterium tumefaciens
t nos – terminator syntazy nopalinowej
Agrobacterium tumefaciens
35S – promotor 35S wirusa CaMV
taumatyna II – część kodująca
białka taumatyny
npt II – fosfotransferaza
neomycyny II
kpz – kilopar zasad
Hind III, Sph1, Pst1, Sst1, EcoRI –
miejsca działania enzymów
restrykcyjnych
• Nie ma podstaw racjonalnych aby
uważać modyfikacje genetyczne per se
jako szkodliwe. Szkodliwość
organizmów GM (genetycznie
zmodyfikowanych) - podobnie jak
innych organizmów - może wynikać z
określonego typu modyfikacji
genetycznej, ale nie z faktu samej
modyfikacji.
GMO nie powinniśmy się obawiać,
ponieważ
• Powstały instytucje, które mają dbać o
bezpieczne ich stosowanie
• Nie potwierdziły się obawy związane z ich
stosowaniem
• Instytucje o najwyższym autorytecie
międzynarodowym upatrują w GMO możliwości
usunięcia poważnych problemów społecznogospodarczych i cywilizacyjnych
• Przynoszą określone korzyści producentom i
środowisku
Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa
Żywności (EFSA),r.zał. 2002
•
•
•
Państwa członkowskie UE przedstawiają pytania, na które zespół
ma udzielić odpowiedzi.
W okresie jednego roku EFSA musi dokonać oceny konkretnych
GMO pod kątem ryzyka lub bezpieczeństwa. Urząd opiera się na
danych terenowych zebranych przez firmy, które są twórcami
określonych GMO. Jeżeli zespół ekspertów wymaga
dostarczenia dodatkowych informacji, wówczas bieg terminów
zostaje wstrzymany, a w tym czasie firma podejmuje starania w
kierunku uzyskania wymaganych informacji.
Porównywane są odmiany GMO z uprawami prowadzonymi w
sposób tradycyjny, ponieważ uznaje się je za "bezpieczne". Jest
to punkt odniesienia. Ocenia się je pod kątem ich
toksykologicznego wpływu na organizm człowieka oraz na
środowisko naturalne; np. gdy roślina wytwarza nowe białko –
poddaje się to białko serii testów biomedycznych i
toksykologicznych.
EFSA – c.d.
• Istotą oceny jest skupienie się na ocenie
długofalowej i na sprawach wątpliwych
• Ocena wpływu na środowisko jest dokonywana
"krok po kroku", poprzez obserwowanie
potencjalnych skutków dla organizmów docelowych
i dla pozostałych organizmów
• Przed rozpoczęciem prób terenowych – prowadzone
są badania w szklarni
• Biorąc pod uwagę punkt odniesienia, jest się w
stanie powiedzieć jedynie, że dany GMO jest "równie
bezpieczny" jak roślina tradycyjna.
Komisja Kodeksu Żywnościowego jest
organizacją powołaną przez FAO / WHO.
• Podczas 23 Sesji Komisji Kodeksu
Żywnościowego (CAC, ang. Codex
Alimentarius Commission), która odbyła
się w Rzymie 1999, powołano pierwszą
Międzyrządową Grupę Problemową
Kodeksu Żywnościowego ds. żywności
otrzymywanej metodami
biotechnologicznymi (CTFBT, ang. Codex
Ad Hoc Intergovernmental Taks Force on
Food Derived from Biotechnology)
Tańska I, 2007. Biotechnologia 1(76)
Badania odmian GM wprowadzonych do
rolnictwa w UE nie potwierdziły obaw
związanych z środowiskiem, bezpieczeństwem
żywności oraz bioróżnorodnością
• Do takiego stwierdzenia upoważniają wyniki
intensywnych badań europejskich przeprowadzone w
ostatniej dekadzie, na które przeznaczono bardzo duże
środki finansowe (ca 1,5 mld EUR do 2007r).
•
W samych tylko Niemczech oceniono ryzyko
ekologiczne na wybrane elementy środowiska w 110
projektach badawczych na kwotę 37 mln DM w okresie
1997–2000 r i 14 mln. € w latach 2001–2004
[Bartach,2004].
•
Natomiast w UE w okresie 1985–2000 r., 400 zespołów
zrealizowało projekty na kwotę 700 mln € [Europ
Commission, 2004].
Bioinsektycyd Bt produkowany przez rośliny
zmodyfikowane genetycznie skutecznie chroni je
przed szkodnikami
Kukurydza zmodyfikowana genetycznie nie ulega uszkodzeniom
przez szkodnika: kolby odmiany GM ( u góry z prawej) i łodyga
odmiany GM (u dołu z lewej)
Przykłady znaczenia ekonomicznego
ulepszania genetycznego roślin (w US$)
• straty globalne powodowane przez nicienie są
oceniane na ponad 100 mld rocznie (Cowgill et al., 1999.
BCPC Symp.)
• straty globalne powodowane przez wirus TSWV są
oceniane na ponad 1 mld rocznie (Goldbach i Peters,
1994, Sem. Virol.)
Poprawa zdolności
przechowalniczych melona
typu kantalupa, przez
supresję oksydazy etylenowej
ACC za pomocą konstruktu
antysensowego
Owoce z supresją etylenu nie wytwarzają strefy odcinającej, utrzymują
zielony kolor skórki na roślinie po zbiorze; utrzymują zwartą strukturę
miąższu przy dłuższym przechowywaniu (C) i nie wykazują znamion
uszkodzeń przy przechowywaniu w niskiej temperaturze (D);
barwa miąższu nie ulega zmianie przy supresji etylenem (C)
W oficjalnej opinii FAO (2007r) :
•
•
•
•
Nowe techniki biotechnologiczne mogą w istotny sposób pomóc w
rozwiązywaniu wielu zagadnień i osiągać cele, które są znacznie
trudniejsze w osiąganiu technikami klasycznej genetyki, gdyż
inżynieria genetyczna może:
przyspieszać dotychczasową hodowlę i dostarczać rolnikom
zdrowy materiał rozmnożeniowy;
tworzyć odmiany, które są odporne na szkodniki i choroby, a
dzięki temu można zaprzestać stosowania chemicznych środków
ochrony roślin szkodliwych dla środowiska i zdrowia ludzi;
dostarczyć tanich metod diagnozowania chorób oraz ochronnego
szczepienia zwierząt przed niszczącymi chorobami;
poprawiać odżywcze właściwości zbóż, ziemniaka, kassawy i ryżu
oraz tworzyć nowe produkty dla zdrowia i przemysłu.
Niektóre dane o skuteczności
chemicznego zwalczania szkodników
roślin uprawnych
•
•
•
•
•
•
•
Mniej niż 0,1% zastosowanych pestycydów działa na agrofagi,
a reszta pozostaje w środowisku
Najwyżej tylko 0,01% trafia na ciało szkodnika
Jedna kropla na milion trafia na stadia komarów żyjące w
wodzie, a dla zabicia larwy komara konieczne jest 2-3 kropli
Corocznie umiera na świecie wskutek zatrucia pestycydami 20
000 osób, a w USA leczenie osób zatrutych pestycydami
kosztuje rocznie 786 milionów dolarów
Pestycydy powodują w USA zamieranie 15-20% rodzin pszczół
miodnych i pszczół samotniczych
Włączając ujemny wpływ na środowisko, łączne koszty
stosowania pestycydów sięgają rocznie w USA 12 miliardów $
Czemu zatem nie stosować GMO – które samo się broni przed
szkodnikami? (przypis SM)
Boczek J., 2007.Post Nauk Roln 3 (327)
„Korzyści z zastosowania w Unii Europejskiej
genetycznie zmodyfikowanej, odpornej na szkodniki
kukurydzy Bt: wstępne wyniki z upraw prowadzonych
w latach 1998 – 2006”:
•
•
•
•
W regionach upraw kukurydzy porażonych omacnicą prosowianką,
główny wpływ zastosowania technologii Bt to wzrost plonów w
porównaniu do upraw konwencjonalnych. Średni wzrost plonów był
często na poziomie +10%, a nawet więcej.
W roku 2006 użytkownicy kukurydzy Bt, średnio zyskali dodatkowo od
65 do 141 euro z hektara. Jest to równorzędne ze zwiększeniem
zysków z 12 do 21%.
W niektórych regionach, kukurydza Bt znacząco podniosła jakość
ziarna poprzez znaczne zmniejszenie poziomu mikotoksyn (korzyści
zdrowotne dla zwierząt; ale również przy zastosowaniu w sektorze
żywności dla ludzi).
Tam, gdzie wcześniej rolnicy stosowali insektycydy do zwalczania
omacnicy prosowianki, zastosowanie technologii Bt przyniosło
korzyści dla środowiska ze względu na zmniejszenie zużycia
insektycydów oraz redukcję zużycia paliw ( zmniejszenie emisji CO2 do
atmosfery).
Bioforum, 06.2007
„GOLDEN RICE” NASIONA
RYŻU ODMIANY
TRADYCYJNEJ (BIAŁE) I
ODMIANY
ZMODYFIKOWANEJ
GENETYCZNIE (ŻÓŁTE) –
szansa usunięcia
dramatycznych skutków
niedoboru witaminy A w
diecie najuboższych w
Azji i Afryce.
Użytkowanie wolne od opłaty
dla rolników o rocznych
dochodach do 10 000 $
Zawartość prowitaminy A w kolejnych wersjach
odmian „Golden Rice”
GR - Beyer & Potrykus – 1,6ug/g
GR1 - Syngenta
– 6ug/g
GR2 - Syngenta
– 37ug/g
Paine et al. (2005) Nature Biotechnology 23, 482 - 487
Według opinii ONZ
• Sama komercjalizacja ryżu GM może stać się
elementem napędzającym popularyzację upraw GM w
stopniu znacznie wykraczającym poza ostrożne
szacunki, które przewidują, że liczba stosujących je
rolników (obecnie ok. 20 mln) wzrośnie do ok. 80 mln.
• Szacunki te opierają się na stopie wzrostu
obserwowanej dla jednej trzeciej światowej populacji 250
milionów plantatorów ryżu, z których większość to
ubodzy rolnicy, a 90% mieszka w Azji. Ryż GM o
zwiększonej plenności i odporności na szkodniki może
wywrzeć znaczący wpływ na Milenijne Cele Rozwoju
ONZ, które zakładają zmniejszenie skali ubóstwa o
połowę do 2015 r. Wzbogacony o witaminę A „Złoty Ryż
„ może mieć kluczowe znaczenie dla żywienia.
Negatywny wpływ GMO na zdrowie
– Austria (wrzesień, 2008r)
• EFSA uznała, że Austria nie przedstawiła żadnych
nowych dowodów naukowych podważających
wcześniejszą ocenę ryzyka kukurydzy genetycznie
zmodyfikowanej. Oznacza to, iż nie ma podstaw, aby
wnioskować o negatywnym wpływie GMO na
bezpieczeństwo i zdrowie ludzi, czy zwierząt oraz
środowisko naturalne.
• 11 listopada 2008 roku Federalne Ministerstwo Zdrowia,
Rodziny i Młodzieży ogłosiło wyniki badań, które miały
dowodzić negatywnego wpływu na płodność myszy roślin
genetycznie zmodyfikowanych (kukurydza NK603 x
MON810). Panel Naukowy do spraw GMO Europejskiego
Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności wydał ( styczeń
2009r.), że wyniki naukowców austriackich nie prowadzą
do żadnych negatywnych wniosków.
Negatywny wpływ GMO na zdrowie
– Austria (wrzesień, 2008r)
• 3 badania: jednopokoleniowe, wielopokoleniowe (MGS)
oraz wpływu żywienia GMO na płodność (RACB). Dwa
pierwsze badania nie wykazały różnic w zakresie
żywienia myszy nasionami konwencjonalnymi i
genetycznie zmodyfikowanymi. W trzecim badaniu
wykryto, że w 3 i 4 pokoleniu myszy karmionych GMO
następuje spadek płodności.
• Wyniki badań dostarczone przez Austrię: zawierały błędy
w obliczeniach i niezgodności w kształtowaniu danych, a
informacje o genetycznej identyczności oraz
charakterystyce badanych materiałów były
nieodpowiednie.
W przeważającej liczbie badania
potwierdzające szkodliwość GMO
są zaplanowane i wykonane
niezgodnie z wymaganymi
procedurami i zwykle nie zasługują
na publikację w recenzowanym
piśmie, są jednak podstawą
argumentacji anty - GMO.
Wątpliwości ogólne podnoszone w
dyskusji nad stosowaniem odmian GM w
rolnictwie
• filozoficzne – czy manipulowanie genami
polegająca na ingerowaniu w informacje
genetyczną nie narusza naturalnego porządku
rzeczy;
• osobiste – czy konsumpcja żywności GM
stanowi zagrożenie dla mojego zdrowia.
• technologiczne – czy geny pochodzące z
bardzo oddalonych taksonów mogą
funkcjonować w roślinach nie oddziałując na
inne ważne cechy;
• ekologiczne – czy odporność na szkodniki nie
spowoduje wzrostu ich zjadliwości;
Wątpliwości ogólne podnoszone w
dyskusji nad stosowaniem odmian GM w
rolnictwie c.d.
• ekonomiczne – obawa, aby firmy
biotechnologiczne kontrolując jednocześnie w
materiał nasienny i środki ochrony roślin nie
zbudowały niebezpiecznie monopolistycznej
pozycji w produkcji żywności;
• polityczne – czy innowacyjność technologiczna
powinna podlegać demokratycznej kontroli;
• środowiskowe – czy zmiany w zapisie
genetycznym roślin uprawnych nie spowodują
zagrożenia dla środowiska za sprawą efektów
niekontrolowanych i niezamierzonych;
Problemy które powinny być uwzględnione
przez rolnictwo – do rozwiązania których
niezbędna jest biotechnologia
• Zmniejszenie negatywnego
oddziaływania na środowisko
• Produkcja surowców odnawialnych
• Rozwój wydajniejszych biopaliw
• Polepszenie procesu monitoringu
roślin
• Polepszenie koegzystencji roślin
• Żywność „funkcjonalna”
Dziękuję za uwagę