Šestnáct let od uvedení první GM plodiny na trh

Oldřich Navrátil

Ústav experimentální botaniky AV ČR, v.v.i.

Celosvětové rozšíření transgenních plodin

V roce 1994 bylo na trh uvedeno geneticky modifikované rajče Flavr Savr (prodej do roku 1997). Žádost ke FDA podána firmou Calgene v roce 1992.

V roce 2009 osázená plocha dosáhla 134 mil. ha tedy 10 % veškeré zemědělské půdy.

Proti roku 2008 plocha vzrostla o 7,2 %.

TP se pěstovaly v 25 zemích, ale 99 % z nich v 8 zemích.

Historie objevu transgenoze rostlin

1887 - předpověď fytohormonů

1907 - komunikace baktérie x rostliny

1958 - kalusy a exogenní fytohormony

1969 - identifikace opinů v rostlinách

1974 - popsán Ti plasmid

1980 - důkaz přenosu T-DNA do rostlin

1985 - Roundup-ready tabák

Polní pokusy v EU do 1.2.10 pro 72 plodin

Plodina Počet polních pokusů

Kukuřice 854

Řepka 381

Brambor 288

Cukrovka 258

První povolené polní pokusy s transgenním bramborem

Belgie a Francie 1987 s genem PAT

Nový Zéland 1988 s genem ALS

USA 1989 s geny plášťového proteinu (PVY, PVX)

USA 1990 s genem CryIIIA

Polní pokusy v EU do 1.2.10

Stát Počet polních pokusů

Česko 19

Norsko 1

Rakousko 3

Holandsko 155

Německo 205

Velká Británie 230

Francie 584

Argumentace proti používání GMO Francie, která byla kdysi na špičce přípravy a použití GMO, zakázala pěstování GM kukuřice MON810 na svém území.Počáteční zdůvodnění - nebezpečí vzniku odolnosti zavíječe kukuřičného proti cry toxinu.Poslední zdůvodnění – špatné hodnocení krmných testů a inserční mutageneze (např. v USA v roce 2010 zavedení kukuřice Smart Stax s 8 transgeny).Viz Spiroux de Vendomoix et al. Int. J. Biol. Sci. 6: 590-598, 2010

Legislativa EU pro použití transgenních rostlin

podle směrnice 2001/18/EC (část B pro polní pokusy a část C pro uvolnění do oběhu)

podle směrnice 1829/2003 (GMO krmiva a potraviny)

nařízení o označování produktů z GMO 1830/2003 (i tam, kde příměs GMO nelze zjistit)

nařízení 834/2007 o ekologické produkci (příměs GMO pod 0,9%)

Legislativa ČR pro použití transgenních rostlin

v ČR podle zákona 346/2005 Sb. (již třetí zákon Ministerstva životního prostředí) a vyhlášky 209/2004

Sb.

a podle zákona 96/2009 Sb. (o uvádění osiva a sadby do oběhu platí od 1.5. 2009, nově pěstitel pouze oznámí

termín zasetí),

a vyhlášky 369/2009 Sb. (o uvádění osiva do oběhu, neregistrované GMO max. 0,1%)

a vyhlášky 89/2006 Sb. (o izolačních vzdálenostech) Ministerstva zemědělství

Způsob nakládání s GMO (ČR)

Uzavřené nakládání (90 uživatelů a 423 oznámení)Uvádění do životního prostředí (16 uživatelů a 59 žádostí, 5 GM plodin)Uvádění do oběhu (kukuřice MON810 a brambor Amflora)

Uzavřené nakládání s GMO (ČR)

Zápis do Seznamu uživatelů za poplatek 2000 KčPersonální zajištění – odborný poradceÚřední agenda: oznámení, provozní řád, havarijní plán, hodnocení rizika, roční hlášení, závěrečná zprávaUrčení kategorie rizika – nová vyhláška o určení kategorie (únor 2010)

Uvádění do životního prostředí (ČR)

Zápis žádosti do Seznamu polních pokusů za poplatek 20000 KčPersonální zajištění – odborný poradceÚřední agenda: žádost, provozní řád, havarijní plán, hodnocení rizika, roční hlášení, závěrečná zprávaVyžadovaný souhlas hejtmana kraje (případné veřejné projednání)Zahájení činnosti 15 dnů od doručení rozhodnutí MŽP

Uvádění do oběhu (ČR)

Zápis do Seznamu GMO za poplatek 30000 Kč

Kukuřice na pěstování od roku 2005 (na 270 ha). Nejrozšířenější v roce 2008 (na 8380 ha), tehdy i v EU (na 107719 ha).

Brambor na pěstování od roku 2010 (na 150 ha) a v EU celkem na 238 ha.

Sója dovoz bobů na zpracování (v roce 2009 ze 77% už jen transgenní)

Povolování nových transgenních odrůd

• registrace ve Státní odrůdové knize ČR (zapsáno 6 hybridů kukuřice na bázi MON810)

• podání Notifikace k EU (pro českou odrůdu)

• zápis do Společného katalogu odrůd (v současnosti již 34 odrůd transgenní kukuřice)

Typy transgenních rostlin

I. typu: pěstování

II.typu: užitkové vlastnosti

III. typu: nové vlastnosti

Využití nových technik a GMO

Modifikaci rostlin lze provádět novými technikami.Cisgenóze a intragenózeRNA-dependentní DNA methylaceRoubováníAgroinfiltraceReverzní šlechtění (TILLING)

Transgenní brambor Amflora je představitel II. typu

Poprvé byla zařazena do polního pokusu ve Švédsku v roce 1992 pod

označením EH92-527-1.

V roce 1993 bylo v polním pokusu testováno 74 transgenních linií včetně

EH92-527-1.Amflora zůstala mezi třemi liniemi,

které byly dále testovány.

Žádosti o uvolnění Amflory do oběhu

Vhodné složení škrobu bylo známo od polních pokusů 1992, 1993, 1994. První

žádost byla proto podána již v srpnu 1996.

Žádost o uvolnění do oběhu podle Direktivy 2001/18/EC byla podána ve

Švédsku 24.1.2003.

Žádost o uvolnění do oběhu podle směrnice EC1829/2003 byla podána ve

Velké Británii 28.2.2005.

Použití nového škrobu v průmyslu

Papírenský průmysl: na kg škrobu se váže více vláken celulózy a lépe se váží kratší vlákna, což vede k nižší spotřebě dřevní hmoty. Vyšší kvalita

tisku na papíře.

Oděvní průmysl: vyšší kvalita příze – hladší, lesklejší a pevnější.

Potravinářský průmysl: rychlejší hydratace – příprava instantních potravin, vyšší tepelná odolnost

– moučníkové krémy a těsta.

Transgenní brambory III. typu

Producent plastických hmot

Producent pavoučího vlákna

Producent jedlých vakcín

Transgenní rostliny pro produkci plastických hmot

Cena plastů z ropy - pod 1 USD/kg

Pro rostliny nutno dosáhnout 15 % D.W.

Ralstonia eutropha (C3 - C5) x Pseudomonas oleovorans (C4 - C8) odlišné vlastnosti plastů

Použité rostliny: bavlník, řepka, cukrovka, len, tabák, brambor, cukrová třtina

V transgenním huseníčku je produkce phb vysoká (14 % D.W. a i více).

Transgenní brambory pro produkci plastických hmot

Oba bakteriální zdroje použity ve dvou experimentech.

Jen při iducibilní produkci (promotor prp-1) získány transgenní rostliny.

Nízká produkce již v buněčných kulturách (0,9 % D.W.) a v rostlinách 20x nižší.

Transgenní brambory s pavoučím proteinem

• Syntetický gen podobný spidroinu 1 později vylepšený fúzí s elastinem

• rostliny obsahovaly fúzní protein v množství až 4 % rozpustných proteinů

• polní pokus B/DE/04/160 povolený 10.5.2005

Transgenní rostliny jako zdroj protilátek (plantibodies)

Zkoušeno od roku 1987 a v roce 1989 první publikace (Streptococcus mutans = Guy´s 13).

Použití: v lékařsví jako jiné protilátky (2005 klinické testy), v farmaceutickém průmyslu (čištění vakcín – hepatitis B, Kuba), v rostlinolékařství (1993 -virus artyčoku).

Transgenní rostliny jako jedlé vakcíny

• Výhody: cena, skladování, transport• Poprvé v roce 1990 - patentovaný tabák s povrchovým

antigenem A Streptococcus mutans • Další rostliny: jetel plazivý (dobytčí zápal plic),

kukuřice (diarhea), mrkev (spalničky), podzemnice olejná (dobytčí mor), vojtěška (rotavirus)

• 2005 banánovník (hepatitis B, promotor ethylen produkující enzym banánovníku, exprese v listech, v plodech nízká - orgánově specifické promotory?)

Transgenní brambory jako jedlé vakcíny

• Tři již testovány na člověku (kapsidový protein Norwalk viru, B podjednotka labilního toxinu E.coli, hepatitis B povrchový antigen)

• Na myších testovány další dvě vakcíny (podjednotky B a A2 toxinu cholery v fůzi s enterotoxinem rotaviru, kapsidový protein L1 Human papilloma viru, kapsidový protein VP7 rotaviru)

Transgenní rostliny pro jiné světy

Mars: v atmosféře jen 0,13 % kyslíku, teplota povrchu je -30° C až -90° C (v létě na rovníku maximálně -8° C).

Archebakterie Pyrococcus furiosus (2095 odborných článků) a její chladem indukované proteiny CipA a CipB pro chladově odolné rostliny. Baktérie je též odolná k záření.