Крупномасштабне промислове виробництво ГМ культур в світі розпочалося у 1996 році – на той час вони займали 1,7 млн. гектарів [1]. За період із 1996 по 2013 рік площі під цими культурами зросли до 170 млн. гектарів. У 2013 році в світі було висіяно 175,2 млн. гектари біотехнологічних рослин, що на 3% більше, ніж у 2012. Таким чином, можна констатувати постійне нарощування об’ємів виробництва ГМ культур за 18 років із початку їх масштабного вирощування в 1996 році, яке збільшилося в 100 разів. ГМ культури вирощували в 2013 році 27 країн, 8 із них – це розвинені країни, 19 – ті, що розвиваються. З 10 країн, найбільших за площами вирощування, 8 – це ті, що розвиваються. Латинська Америка, Африка і Азія сукупно вирощують 94 млн. гектарів, або 54% від світового об’єму вирощування ГМ культур [12, 13].

Безсумнівно, США продовжує залишатися світовим лідером у вирощуванні ГМ культур. Це – 70,1 млн. гектар, або 40% від світового об’єму; тут дозволені до вирощування близько 90% від усіх зареєстрованих у світі ГМ культур. На другому місці – Бразилія, де на площі 40,3 млн. гектар вирощують, в основному, три ГМ культури – сою, кукурудзу та бавовник. Аргентина має 24,4 млн. гектари під соєю, кукурудзою та бавовником; Індія вирощує ГМ бавовник на 11 млн. га. Завершує п’ятірку лідерів Канада, яка на площі 10,8 млн. га вирощує сою, кукурудзу, ріпак, цукровий буряк та інші культури. Інші країни, такі як Китай (4,2 млн. га), Парагвай (3,6 млн. га), Південна Африка (2,9 млн. га), Пакистан (2,8 млн. га) активно збільшують площі під ГМ культурами. В 2013 році 5 європейських країн, передусім, Іспанія (136,962 га), вирощували Bt-кукурудзу на 148,013 га. Зауважимо, що країни ЄС стриманіше відносяться до швидкого впровадження біотехнологічних культур у своє виробництво. Так, Німеччина в 2013 році практично відмовилася від вирощування ГМ картоплі, Португалія, Чехія та Словакія зменшили посівні площі під Bt-кукурудзою

Мета і завдання досліджень. Метою нашої роботи є вивчення стану поширення генетично модифікованих (ГМ) культур у світі, аналіз нових ознак і генів, що їх обумовлюють та надання достовірної інформації про весь спектр ГМ культур, які сьогодні дозволені до вирощування. Головним завданням даного дослідження було проаналізувати дозволені до вирощування сільськогосподарські ГМ культури за новими ознаками, а також показати й описати генетичну природу цих ознак.

Матеріали і методи досліджень. В процесі роботи були використані офіційні джерела інформації, які представляють достовірні дані про стан поширення та реєстрації нових ГМ культур. Такими джерелами є електронні ресурси Міжнародної служби з впровадження агробіотехнологічних здобутків (ISAAA), Продовольча та сільськогосподарська організація ООН (FAO), інші зарубіжні та вітчизняні наукові праці, а також Закони України, що стосуються біобезпеки використання досягнень генетичної інженерії.

Результати досліджень. На сьогодні в світі зареєстровано й дозволено до вирощування понад 340 генетично модифікованих ліній, які представляють 27 культур. Найбільше зареєстровано ГМ ліній кукурудзи (132 ліній, 38% від загальної кількості), бавовнику (49 ліній, 15%), ріпаку (30 ліній, 9%), картоплі (31 лінія, 9%) та сої (29 лінії, 8%) [12]. Ці ГМ лінії та сорти несуть у своїх геномах чужорідні гени бактеріального, рослинного або вірусного походження. Ці гени контролюють різноманітні ознаки, які неможливо або досить складно надати рослинам традиційними методами селекції. Відомо 36 нових ознак, якими характеризуються різні ГМ культури. До того ж можливі як поодинокі, так і комплексні включення цих нових ознак у сільськогосподарські культури.

Аналіз та характеристика найбільш розповсюджених ГМ культур

Соя. Однією з перших культур у світі, до якої вдалося перенести чужорідний ген, була соя (Glycine maх L.) [1, 3]. На сьогодні 93% посівів сої в світі займають ГМ сорти сої [13]. Першою ознакою, що передана сої, була толерантність до гербіциду гліфосат, що контролюється геном cp4 epsps, донором якого є бактерія Agrobacterium tumifaciens strain CP4. Токсична дія гліфосату обумовлена тим, що він інгібує фермент рослин 5-енол-пирувілшикимат-3-фосфат синтетазу, яка відіграє важливу роль у синтезі трьох ароматичних амінокислот (фенілаланіну, тирозину та триптофану) і деяких інших важливих компонентів рослини. Тому в разі потрапляння гліфосату на рослини вони гинуть. У трансгенну, толерантну до гербіцидів сою внесений бактеріальний ген cp4 epsps ферменту, який не чутливий до гліфосату і який здійснює необхідну функцію в синтезі ароматичних амінокислот [2,7]. ГМ соя дозволена до імпорту та вживання в їжу в більшості країн світу; водночас посів і вирощування її дозволені не в усіх країнах. Найбільше ГМ сортів сої зареєстровано в США (19), Мексиці (15) та Новій Зеландії (12). Інші країни хоча й вирощують ГМ сою, проте чітко обмежили асортимент дозволених сортів. Так, у Росії зареєстровано лише 5 сортів ГМ сої, в ЄС – 7 сортів, Уругваї – 4 сорти, в Колумбії лише 1 лінію ГМ сої [12].

Нами були проаналізовані всі дозволені до вирощування в різних країнах лінії сої за новими ГМ ознаками. Показано, що серед 29 зареєстрованих ліній сої 25 мають ознаку толерантності до різних гербіцидів (гліфосат, глюфосинат та інші); 3 – мають ознаку стійкості до пошкодження лускокрилими комахами-шкідниками; 7 – ознаку модифікованих жирних кислот. При цьому, деякі лінії можуть нести у своєму геномі кілька чужорідних генів, відповідно, поєднувати кілька нових ознак. Наприклад, лінія DP305423 x GTS40-3-2 має у своєму генотипі 3 чужорідних гени, які забезпечують формування ознак стійкості до двох видів гербіцидів та змінений якісний склад насіння. Для створення 7-ми ГМ ліній сої був використаний метод трансформації рослин за допомогою Ti-плазміди, для 17 ліній – метод бомбардування мікрочастинками з використанням генної гармати [12].

Кукурудза (Zea mais L.) – поряд із пшеницею та рисом – є однією з головних зернових культур у світі, тому стабільний і високий рівень урожаю цієї культури актуальний для багатьох країн [11]. Одним із новітніх напрямів у селекції кукурудзи – це використання методів генної інженерії. На сьогодні вже 86% посівів кукурудзи в світі займає генетично модифікована кукурудза, що характеризується найбільшою кількістю зареєстрованих ліній (132) з-поміж інших ГМ культур [10]. Крім того, кількість ГМ ліній кукурудзи, дозволених до вирощування в різних країнах, досить сильно коливається: США – 38, Канада – 58, ЄС – 39, Австралія – 21, Китай – 16, Росія – 11 [12].

Більшість ГМ ліній кукурудзи характеризується толерантністю до обробки гербіцидами, а також стійкістю до пошкодження комахами-шкідниками. Ознака стійкості до комах забезпечується вбудуванням у геном рослини гену синтеза дельта-ендотоксину (CRY-білок). Природнім шляхом цей білок синтезується бактерією Bacillus thuringiensis, яка вже впродовж багатьох років використовувалася в препаратах захисту рослин від комах-шкідників, чим довело безпечність свого застосування. Її білок CRY є токсичним для комах, при цьому різні штами бактерії продукують специфічні токсини до певних видів комах [2, 9]. Використовуючи методи генної інженерії вченим вдається вбудовувати ген цього білку в геном рослини, в результаті чого рослина набуває стійкості до пошкодження певним видом комах. У такий спосіб, створені ГМ рослини картоплі, кукурудзи, бавовнику, тютюну [8, 12].

У ГМ кукурудзи ген cry1a контролює синтез білків класу CRYI, які є токсичними для лускокрилих комах та їх личинок; ген cry3 контролює синтез білків класу CRYIІІ, токсичних для твердокрилих комах та їх личинок [2, 7]. Bt-рослини є більш екологічними в порівнянні з гербіцид-стійкими, оскільки не потребують застосування на їх посівах інсектицидів. Зазвичай, тільки 5% внесених інсектицидів спрацьовує за призначенням, а 95% потрапляє в оточуюче середовище, забруднюючи водні джерела та знищуючи корисних комах [11].

Сучасними напрямами генетичного покращання кукурудзи є надання рослинам ознаки стійкості до посухи, що в майбутньому може забезпечити стабільний врожай кукурудзи в умовах глобальної зміни клімату, а також надання ознак змінених якісних показників рослинної продукції (змінений склад жирних кислот, амінокислотний склад), чоловіча стерильність [14].

В даному дослідженні були проаналізовані всі дозволені до вирощування та використання лінії кукурудзи за новими ГМ ознаками. Серед 132 зареєстрованих ліній кукурудзи більше 100 ліній мають гени стійкості до різних гербіцидів (гліфосат, глюфосінат та інші); 90 – гени стійкості до пошкодження лускокрилими комахами-шкідниками; 65 – до твердокрилих; 25 – несуть гени стійкості до антибіотиків; 6 – мають чужорідний ген чоловічої стерильності; 4 – гени стійкості до посухи; 8 – гени модифікованої альфа амілази та 2 лінії мають модифікований амінокислотний склад


Free homepage created with Beep.com website builder
 
The responsible person for the content of this web site is solely
the webmaster of this website, approachable via this form!