15-12-2019

Sukces testów polowych ziemniaka GMO odpornego na zarazę ziemniaka

Naukowcy z ośrodka badawczego The Sainsbury Laboratory (Norwich, Wielka Brytania) informują o sukcesie trzyletnich testów polowych genetycznie modyfikowanych odmian ziemniaka odpornych na zarazę ziemniaka. To pierwszy, ale jakże ważny etap całego szeregu doświadczeń, których efektem ma być uzyskanie linii podlegających komercjalizacji.

Zaraza ziemniaka jest najpoważniejszym problemem w uprawie tego gatunku. Szacuje się, że w skali świata straty sięgają rzędu 3 mld dol. rocznie. Jedynym sposobem ochrony roślin są opryski fungicydami, zwykle kilka „zapobiegawczych” w okresie wegetacyjnym, jednak w przypadku stwierdzenia obecności patogenu częstotliwość jest zwiększana do kilkunastu.

Za chorobę odpowiada doskonale znany hodowcom patogen – Phytophthora infestans. Niektóre z gatunków pokrewnych cechują się dużą odpornością na chorobę, są to jednak formy dzikie, nienadające się do komercyjnego wykorzystania. Uzyskanie odpornych odmian ziemniaka za pomocą konwencjonalnych technik hodowlanych jest bardzo trudne i czasochłonne, a użycie dzikich gatunków jako materiału hodowlanego często niemożliwe, gdyż nie wszystkie psianki krzyżują się między sobą.

Dzięki zastosowaniu technik inżynierii genetycznej naukowcom z The Sainsbury Laboratory udało się wyizolować i scharakteryzować trzy geny odporności na zarazę pochodzące od dzikich krewnych ziemniaka (Rpi-vnt1 z Solanum venturii; Rpi-amr3 z Solanum americanum; Rpi-amr1e, również z S. americanum). Geny te zostały umieszczone w genomach linii doświadczalnych.

„Projekt od początku zakładał użycie kombinacji genów odporności zamiast pojedynczych genów, co jest w stanie zapewnić dużo trwalszą odporność polową” – mówi dr Agnieszka Witek, Polka, członkini zespołu rozwijającego nowe odmiany.

„Dodatkowo wprowadziliśmy do tych samych linii ziemniaka moduł wyciszający dwa geny ulegające ekspresji w bulwach: gen kodujący inwertazę wakuolarną (VInv) i oksydazę polifenolową (PPO)”.

Moduł wyciszający, o którym mówi dr Witek, przekazany został przez amerykańską firmę J.R. Simplot, która jest również zaangażowana w projekt brytyjskich naukowców. Firma ta szerzej znana jest z wprowadzenia na rynek w USA ziemniaka Innate – pisałem o tym w osobnym artykule: Ziemniak „cud”, choć nie do końca.

Dzięki wyciszeniu genu VInv ograniczono nagromadzanie cukrów redukujących w bulwach, co zmniejsza powstawanie akrylamidu i ciemnienie podczas obróbki cieplnej. Inaktywacja drugiego z genów – PPO – ogranicza dobrze wszystkim znany efekt brązowienia bulw powodowany uszkodzeniami mechanicznymi.

„Razem wzięte powyższe modyfikacje mają szansę zmniejszyć ogromne straty, jakie rolnictwo i przetwórstwo ziemniaków ponoszą co roku, i znacznie ograniczyć użycie środków ochrony roślin” – zaznacza dr Witek.

Naukowcy brytyjscy przetestowali w ciągu trzech lat 28 linii. Wszystkie wykazywały 100-proc. odporność polową na zarazę ziemniaka. Warto też wspomnieć, że modyfikacji poddano odmianę Maris Piper, która jest najpopularniejszą odmianą uprawną w Wielkiej Brytanii. W ramach doświadczeń porównywano także plon linii GM z konwencjonalnymi odpowiednikami i stwierdzono, że są na takim samym poziome – a więc wprowadzenie do genomu zestawu kilku genów nie wpłynęło negatywnie na produktywność.

Na kolejne lata naukowcy planują kontynuować testy polowe wybranych 12 linii na szerszą skalę w National Institute of Agricultural Botany (NIAB) w Cambridge. W TSL natomiast planowane są testy 30 linii przeznaczonej dla przetwórstwa odmiany Hermes (z tym samym zestawem modyfikacji). W 2021 r. testy mają się zakończyć wyborem najlepszych pojedynczych linii, które po pewnym czasie mogłyby zostać wprowadzone na rynek już jako nowe odmiany komercyjne.

Można rzec, że badaczom udało się uzyskać ziemniaka znacząco ograniczającego problemy związane z jego uprawą i przetwórstwem. Korzyści z uprawy takich odmian wydają się przeogromne, i to na wielu płaszczyznach. Wydawałoby się, że nic, tylko przyklasnąć takim projektom. Niestety fakt, iż są to ziemniaki GM, powoduje, że być może nigdy na naszych polach i stołach nie pojawią się ulepszone odmiany.

Na drodze stoi bardzo skomplikowany, kosztowny i upolityczniony proces dopuszczania nowych roślin GM na rynek europejski, który w praktyce uniemożliwia komercjalizację osiągnięć naukowców. Badacze z The Sainsbury Laboratory nie poddają się i już działają w kierunku autoryzacji uzyskanych roślin.

„W tej chwili opracowujemy z naszym potencjalnym partnerem w UK kilkuletni program mający na celu komercjalizację naszych odmian” – podsumowuje dr Agnieszka Witek.

Pozostaje tylko trzymać kciuki za powodzenie projektu i szczęśliwy finał w postaci dostępności komercyjnych odmian ziemniaka GM.

Źródło: https://gmo.blog.polityka.pl/2019/11/11/sukces-testow-polowych-ziemniaka-gmo-odpornego-na-zaraze-ziemniaka/