Geneticky modifikované organismyprezentace pro předmětŠlechtění lesních dřevin

příjemnou zábavu vám přejí:

Petra Próniková a Jaroslav Tománek

Geneticky modifikované organismy

• Geneticky modifikovaný organismus je organismus, jehož genetický materiál byl úmyslně změněn.

• Geneticky modifikovaný organismus, do kterého byl metodami genetického inženýrství přenesen gen z jiného druhu, se nazývá transgenní organismus a proces se nazývá transgenoze.

Geneticky modifikované organismy

Zásahy do genetického materiálu organismů můžeme rozdělit na:

• nahodilé, odrůdy získané působením mutagenů fyzikální (rentgenové paprsky, UV záření, ionizující paprsky, gama záření), chemické (kyslíkové radikály, těžké kovy, dehet, ethidium-bromid), biologické (adenoviry, herpes viry, virus Epsteina-Barrové, Rousův sarkomální virus a Rauscherův virus leukémie)

• cílené - tj. získané tak, že do rostliny vneseme nebo v ní cíleně deaktivujeme nějaké konkrétní geny. ilustrační

foto

Geneticky modifikované organismy

Pro přípravu transgenních rostlin se používají nejčastěji dvě metody

• transformace pomocí agrobakteria (agroinfekce)

• biolistické “nastřelení“ DNA do buněčného jádra.

Existuje ještě několik dalších metod, například přímý přenos DNA do protoplastů, první dvě metody jsou však většinou jednodušší a účinnější, proto se přímý přenos i osatní metody používají jen ve speciálních případech

Geneticky modifikované organismy

Agrobacterium tumefaciens

• Při transformaci pomocí bakterie Agrobacterium tumefaciens se využívá přirozené schopnosti této patogenní bakterie vnášet své určité geny z takzvaného Ti-plazmidu do genomu rostliny.

• Přirozeným důsledkem infekce a inzerce bakteriálního genu je, že tyto cizorodé geny přinutí rostlinu samu vytvořit v místě infekce nádor a syntetizovat tam speciální aminokyseliny, kterými se pak bakterie živí. Takto napadené rostliny jsou tak přirozenými transgenními rostlinami.

Agrobacterium tumefaciens v akci

Geneticky modifikované organismy

Biolistická metoda• Požadovaná DNA se nejprve

vysráží na povrchu nepatrných částeček zlata nebo wolframu nebo jiného těžkého prvku.

• Tyto tzv. projektily se pak pod vysokým tlakem helia „nastřelí“ do rostlinné tkáně, přičemž v určitém procentu případů je zasaženo jádro a ve zlomku těchto „šťastných“ zásahů se během oprav poškození způsobených zlatým projektilem cizorodá DNA spojí s rostlinným genomem.

biolistická pracovní stanice

Geneticky modifikované organismy

• Kromě vlastní transformace, tj. přenosu cizorodé DNA do genomu rostliny, je dalším, neméně důležitým předpokladem vzniku transgenní rostliny regenerační protokol.

• Jde o to, že je zapotřebí nějakým způsobem vypěstovat úplnou a navíc plodnou rostlinu z jediné buňky, která prošla úspěšně transformací.

• Pro některé rostliny je regenerace z jediné buňky na dospělou rostlinu snadná (huseníček, tabák) a pro některé velmi obtížná (maniok) či zatím zcela neznámá.

explantátové kultury

Geneticky modifikované organismy

• V současné době jsou nejrozšířenější GMO zemědělské plodiny soja, kukuřice, bavlník a řepka (odolné vůči určitému herbicidu nebo hmyzím škůdcům)

• Genetické modifikace dřevin se omezují především na výzkum s cílem urychlení růstu, změny struktury dřeva, změny reprodukčního cyklu, zlepšení tolerance vůči herbicidům a skleníkovým plynům.

• Prvním případem komerčního využití byla genetická transformace hybridního topolu NC-5339 (P. alba a Populus grandidentata) za využití zmíněného Agrobacteria za účelem získání tolerance k herbicidu glyfozátu.

Geneticky modifikované osiky mají o 45% méně ligninu a

zároveň rostou rychleji, než normální stromy tohoto druhu

(vlevo).

• Pokusy s pěstováním geneticky modifikovanými stromy byly zahájeny roku 1988

• Od tohoto roku  bylo do loňského podzimu schváleno celkem 116 pokusů v 17 zemích

• Byly prováděny na 24 druzích stromů, z nichž 75 % bylo určeno k těžbě. 61 % veškerých pokusů se uskutečnilo v Severní Americe, tedy v USA a Kanadě. V Evropě jich bylo nejvíce ve Francii.

• Ve Velké Británii se podařilo firmě Zeneca prorazit s genově modifikovaným topolem do výroby buničiny - vypěstovány byly stromy s nižším obsahem ligninu, buničina z nich se snáze mlela a bělila. To znamenalo významné úspory na chemikáliích a spotřebě energií. Bohužel počátkem předloňského roku ochránci životního prostředí zničili tyto plantáže v Berkshire, ačkoliv byly vedeny přísně sterilně a nemohly způsobit znečištění okolních kultur a pokusy měly podporu a také byly pod dohledem Evropské komise a britských úřadů.

• Ukázalo to opět na problém, že z neznalosti věci se kladou nesmyslné podmínky a místo jednání se likvidují výsledky dlouhodobých, těžko opakovatelných a drahých výzkumů.

Geneticky modifikované organismy

Nebezpečí (dle greenpeace.cz)

• genetické znečištění - upravené geny se dostanou do normálního lesa, čemuž se nedá zabránit. Pyl je schopen migrovat 600 km i více a může nás tak překvapit čímsi neočekávaným i ve velmi vzdálených oblastech. Nezvykle vitální stromy pak mohou vytlačovat normální vegetaci.

• vedlejší genetické účinky - nové geny mohou zatím neznámým způsobem ovlivnit růstový cyklus stromů. Prozatímní časově omezené pokusy nemohly tento fakt nijak postihnout

• intenzívní vytěžování zdrojů - rychleji rostoucí stromy potřebují podstatně zrychlený i cyklus dodávky vody a živin. To může vést k poškození krajiny a posunu vegetačních pásem některých doprovodných rostlinných druhů

• vznik sterilních plantáží - úplné odstranění veškerých nežádoucích rostlin, květin, lesního ovoce atd.

Geneticky modifikované organismy

Jak je v ČR ošetřeno, aby se GMO nedostaly do praxe

Geneticky modifikované organismy

Závěr

• Hospodářský přínos transgenních dřevin může mít pravděpodobně velký význam pro společnost a pro lesní hospodářství i dřevozpracující průmysl.

• Ve vztahu k životnímu prostředí může být důležitý při snižování počtu používaných herbicidů a pesticidů, či při zvyšování odolnosti vůči hmyzu a patogenům.

• Zvýšení produkce dřeva pomocí genetického inženýrství může také vést ke snížení těžby přirozených lesů.

Zdroje

• wikipedia.org• priroda.cz• osel.cz• greenpeace.cz • Ministerstvo životního prostředí –

Geneticky modifikované organismy, Praha 2003

Geneticky modifikované organismy