Bioteknologi

Markforsøg med skimmelresistente kartofler

Af Inga C. Bach, redaktør
Indlæg oprettet d. 11.06.10 kl. 17:19

400 kartoffelplanter på en forsøgsmark i England giver anledning til debat i de britiske medier. Planterne er et resultat af mange års udforskning af gener, som kan beskytte imod sygdommen kartoffelskimmel.

Planterne indeholder to resistensgener fra de vilde arter Solanum venturii og Solanum mochiquense. Disse arter hører til samme slægt som den dyrkede kartoffel, Solanum tuberosum. Laboratorieforsøg har vist, at kartoffelplanter, der udtrykker disse gener, er resistente overfor mange forskellige stammer af den sygdomsfremkaldende mikroorganisme, og markforsøg skal nu vise, om planterne også er godt beskyttet mod skimmel under markforhold.

Gensplejset eller konventionelt forædlet

Når kartoflerne i det britiske markforsøg vækker harme, skyldes det, at de er gensplejsede. De to gener, der giver resistens mod kartoffelskimmel, er overført fra de vilde arter ved hjælp af genteknologi, og for at gøre udvælgelsen af de gensplejsede celler lettere, er der desuden indsat et bakteriegen, nptII, som gør cellerne resistente overfor et antibiotikum.Hvis kartoflerne skal dyrkes kommercielt, vil der formentligt blive fremstillet en udgave uden antibiotikatresistensgener.

Overførsel af gener fra vilde plantearter til beslægtede dyrkede afgrøder er ikke noget nyt. Det har i mange år været muligt at overføre gener til kartoffel fra vilde Solanum-arter ved hjælp af artskrydsninger. Det er en meget langvarig proces, der kræver adskillige omgange med krydsning og selektion for at slippe af med uønskede gener fra de vilde arter, og der er ingen garanti for at der kommer en anvendelig sort ud af investeringerne.

Afgrøder, som har fået overført gener ved hjælp af gensplejsning, er underlagt strenge regler for godkendelse, dyrkning og markedsføring. Bruges konventionelle forædlingsmetoder, herunder artskrydsninger, er der ingen begrænsninger, selvom de samme gener overføres.

Transgen eller cisgen

En gruppe hollandsk forskere, som også er i gang med at udvikle skimmelresistente kartoffelplanter, foreslår at gensplejsede planter opdeles i to kategorier, cisgene og transgene. De foreslår at planter, som udelukkende har fået indsat DNA fra nært beslægtede plantearter, defineres som cisgene, mens planter som indeholder kunstigt fremstillet DNA eller DNA fra ubeslægtede organismer defineres som transgene.

De hollandske forskere argumenterer for, at der bør være mindre restriktive godkendelsesprocedurer for cisgene planter, fordi denne metode giver næsten samme produkt som konventionel forædling, i dette tilfælde skimmelresistente kartoffelplanter med gener fra beslægtede vilde arter.

Resistens, pesticider eller udbyttetab

Kartoffelskimmel giver meget store udbyttetab, hvis planterne ikke behandles forebyggende med pesticider adskillige gange i løbet af vækstsæsonen. Resistens er derfor en meget eftertragtet egenskab, især for økologiske avlere, som ikke må sprøjte med syntetiske pesticider.

Hvis cisgene kartoffelsorter med skimmelresistents bliver kategoriseret som konventionelt forædlede sorter og ikke som GMO, kan både konventionelle og økologiske kartoffelavlerne dyrke dem. De konventionelle avlere vil kunne spare meget store mængder sprøjtemiddel, og økologerne ville ikke få så store udbyttetab og forringet kvalitet pga. skimmel.

Er det virkelig så afgørende for holdningen til en skimmelresistent kartoffel, om resistensgenerne er blevet flyttet ved hjælp af artskrydsninger, eller om de har været omkring et reagensglas?

Eksterne links

Detaljer om de skimmelresistente kartofler er beskrevet i Europa-kommissionens liste over godkendte markforsøg med GMO.

Spørgsmål til og svar fra forskerne

Omtale af de britiske markforsøg i BBC News

Det hollandske projekt, DuRPh

Opdateret 14. juni 2010.

Kommentarer

Af Jan Pedersen
Kommentar oprettet d. 16.06.10 kl. 11:50

Jeg synes det er et godt oplæg til at komme med lidt bemærkninger omkring inddelingen af gensplejsning i cisgen og transgen resultater. Som dansk repræsentant for i en EU- arbejsgruppe vedrørende nye DNA teknikker hvorunder cisgenesis har været på dagsorden ved jeg der har været stor interesse fra flere sider for at få denne del af gensplejsningen undtaget fra regulering. Desværre er der i debatten flere argumenter som ikke helt holder og en undtagelse kan efter min mening ikke begrundes rent fagligt. Jeg mener således ikke at der er fagligt belæg for at sige at cisgenesis er mindre problematisk end transgenesis. For det første kan der argumenteres for, at det væsentlige ikke er om genet kommer fra samme art eller slægt, men derimod genets funktion og om genet potentielt kan ændre planten sundhedsmæssigt eller miljømæssigt ændringer. Ofte glemmer fortalerne for at få cisgenesis undtaget fra den stramme EU-regulering, at man ved cisgenesis både kan forhøje indholdet af giftstoffer og mindske indholdet af vigtige ernæringsmæssige stoffer f.eks. vitaminer, i planterne og det kan ske både tilsigtet og utilsigtet. Et andet argument er at man ved at argumentere for at cisgene planter ikke bør være underlagt så restriktive godkendelses procedurer som de transgene begår man den fejl at det bliver udlagt som om transgene planter ”fortjener” en stram regulering hvilket jeg ikke mener gælder generelt. Uden at jeg skal gå ind i de mere tekniske detaljer kan det nævnes at der i forbindelse med den faglige risikovurdering af GMO som bl.a. foretages i EFSA lægges stor vægt på forstyrrelser ved indsættelsen dvs. der kræves grundige undersøgelser af indsættelsesstedet herunder om det giver andre utilsigtede forstyrrelser. Hvis man mener at disse forstyrrelser, som sker ved både cis og trans metoder, skal sammenlignes med konventionel forædling, og det mener jeg, bør man arbejde for at EU (EFSA) nedsætter kravene til denne type dokumentation.

Jeg har en vis forståelse for at man vil arbejde for at få undtaget visse typer af GMO fordi de høje krav til i forbindelse med ansøgninger ikke længere er fagligt begrundede og fordi det politiske system er langsomt. Jeg vil blot advare imod at man i sin iver for at få lavet undtagelser med faglige argumenter, efterlader det indtryk at den restriktive procedure for andre GMO’r fagligt kan begrundes. Dette er ikke tilfældet hvilket underbygges ud fra mange års erfaring med GMO.

Af Inga C. Bach, ph.d. i planteforædling og bioteknologi
Kommentar oprettet d. 17.06.10 kl. 15:40

Cisgene skimmelresistente kartoffelsorter vil formentlig ikke blive dyrket i større stil, hvis de får GMO-stemplet – heller ikke, hvis de mærkes "GMO-Light". Jeg tvivler på, at almindelige forbrugere vil sætte sig så meget ind i detaljerne, så de forstår forskellen.

Hvis vi skal have den miljøgevinst, som disse planter kan give - hvis altså resistensen virker ligeså godt under markforhold som i laboratoriet - skal de betragtes som konventionelle sorter. Det vil kræve en revision af GMO-reglerne.

Man kan argumentere for, at cisgene planter ikke er mindre problematiske end transgene, og derfor skal underlægges de samme GMO-regler, men man kan også argumentere for, at de ikke er mere problematiske end konventionelt forædlede planter og derfor skal behandles som disse.

Hjørnestenene i den nuværende GMO-lovgivning blev sat i genteknologiens barndom. På det tidspunkt havde man ikke ret mange klonede gener til rådighed, og anvendelse af de få gener, som man havde i værktøjskassen, resulterede i nogle GMO, som af mange betragtes som lige lovligt kreative.

De fleste af de tidlige GMO fik indsat gener fra mikroorganismer, men der blev også overført gener fra højere organismer. For eksempel blev der lavet jordbær med gener fra en fisk, kartofler med et gen fra vintergæk, og ris med et gen fra påskelilje. Artsbarriererne blev brudt, og planter med sådanne gener ville ikke kunne fremstilles uden brug af genteknologi. I dag har man identificeret og karakteriseret mange tusinde plantegener, og det giver mulighed for at bruge genteknologi til at fremstille planter, som kun vanskeligt kan skelnes fra konventionelt forædlede planter.

At en egenskab kan overføres ved hjælp af krydsning er naturligvis ingen garanti for, at den er god, men med genteknologi kan man vælge at overføre netop de gener, som styrer den ønskede egenskab. Når generne overføres ved hjælp af krydsning, fravælges i stedet afkomsplanter med uønskede egenskaber.

Ligesom andre arter i natskyggefamilien indeholder helt almindelige spisekartofler giftige glykoalkaloider, men koncentrationen er lav i kartoffelknoldene, medmindre de er blevet opbevaret forkert. Når to genetisk forskellige kartoffelplanter krydses, bliver generne kombineret på en ny måde, heriblandt de gener, som er involveret i biosyntesen af glykoalkaloider. Derfor har mange af afkomsplanterne for høj koncentration af glykoalkaloider i knoldene, og de kan også have andre uønskede egenskaber. Kun få afkomsplanter slipper igennem nåleøjet, og for hver ny kartoffelsort, er mange tusinde planter blevet kasseret.

Hvis man overfører gener vha. cisgenese, får de indsatte gener ikke samme placering i genomet, som hvis generne var blevet overført ved hjælp af krydsning. Det kan påvirke ekspression af nogle af plantens egne gener, så koncentrationen af nogle af indholdsstofferne øges eller reduceres. Taget størrelsen af plantens genom og antallet af indsættelsesstedet i betragtning, kan man beregne, at sandsynligheden for at koncentrationen af f.eks. glykoalkaloider eller vitaminer ændres er meget lille. Risikoen for at indsættelse af et stykke DNA medfører uønskede ændringer er den samme, uanset genets oprindelse, men den er langt mindre end ved den rekombination, som sker ved krydsning.

Der er vist ikke meget tvivl om, at de hollandske forskere har defineret cisgenese ud fra et ønske om at få nogle genetisk modificerede planter til fremstå mere acceptable for forbrugere og politikere. Også æbletræer som ikke får skurv, er på vej ud af de hollandske laboratorier, og ligesom de hollandske kartofler med skimmelresistens er de cisgene. Andre forskere mener, at fortalerne for cisgene planter stiller de transgene planter i et dårligt lys uden saglig begrundelse. Jonathan Jones, som står bag de britiske markforsøg, har f.eks. sagt: “Cisgenic is fine, but we don’t want to imply there is something wrong with transgenic”.

Tanken om jordbær med fiskegener virker frastødende på mange og dertil kommer angst for skader på miljøet. Begrebet GMO er blevet så negativt ladet, så mange forbrugere siger nej uden at reflektere over hverken egenskab, nytteværdi eller risiko ved en specifik GMO. Dermed siger de også nej til miljøvenlige afgrøder som skimmelresistente kartofler. Min er erfaring er, at de fleste ombestemmer sig, når de får mere information om disse planter. Spørgsmålet er, om man skal satse på oplysningskampagner, eller om man skal indrette lovgivningen, så miljøvenlige afgrøder får lettere adgang til markedet.

Af Inga C. Bach, ph.d. i planteforædling og bioteknologi
Kommentar oprettet d. 17.06.10 kl. 16:39

De skimmelresistensgener, som er sat ind i de omtalte kartofler, er specifikke resistensgener (R gener), dvs. at de er effektive overfor bestemte smitteracer af patogenet, i dette tilfælde Phytophthora infestans. Et enkelt R gen kan beskytte planten effektivt mod nogle smitteracer, mens andre smitteracer kan gøre planten syg. Ved at satse på et specifikt R gen fremfor en mere generel modstandskraft, risikerer man, at virulente smitteracer af patogenet opformeres og gør planterne syge.

Både de britiske for de hollandske forskere satser på at forlænge effekten af de specifikke resistengener ved at indsætte mere end ét resistensgen i planten, såkaldt "gene stacking".

Jeg har spurgt den amerikanske forsker James M. Bradeen, som også forsker i resistens mod kartoffelskimmel ved University of Minesota om hans mening. Her er svaret:

"Gene stacking has been touted as a means of enhancing resistance durability for decades. Significantly, in recent years, comparison of the genome sequence of Phytophthora infestans with those of other Phytophthora species has revealed a molecular signature for potential "effector" genes - genes which encode proteins essential to a pathogen's ability to infect its host. These same effector molecules may be recognized by a plant's R gene, triggering defense responses. In recent years strategies for functionally characterizing R genes based on the effectors they recognize have emerged. Now we can select R genes that recognize different effector molecules in the pathogen. By stacking R genes of different function, especially R genes that recognize effectors that are widespread in the pathogen population or that are essential to the pathogen's viability, durability should be enhanced. But since "durability" can only really be defined after the fact, we won't know for a few decades!"

Med hensyn til cisgenese har han følgende kommentar:

"Cisgenesis is a term that is sometimes used in the US as a means of communicating to the broader public the biological origin of a gene transfered to crops via transformation technology. Some surveys suggest that the term (and the associated concept) may sway some public opinion in support of the technology. Transfering a gene from a wild potato to the cultivated potato (cisgenesis) may not sound as "scary" to consumers as transferring a fish gene to strawberry (transgenesis), for example. In general, however, the US markets are probably more tolerant of GMO foods than are European markets, so the term may not be quite as relevant in the US."

Og om betydningen af kartoffelskimmel:

"Late blight is the number one constraint of potato production worldwide and necessitates the application of millions of tons of fungicide each year. Genetic resistance, including use of cisgenesis, is an alternative. Thus, the potato-late blight system may be an ideal case study for a cost-benefit analysis that includes the relative risks and benefits of cisgenesis vs. chemical controls."

Skriv indlæg i debatten   |   Opret bruger

Relaterede artikler

Emneord

eZ publish™ copyright © 1999-2012 eZ systems as