Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Горчичное растение

Гибрид горчицы Дхара-11 , также известный как ДМГ-11 , представляет собой генетически модифицированный гибрид вида горчицы Brassica juncea . Он был разработан профессором Дипаком Пенталом из Университета Дели с целью снижения спроса Индии на импорт пищевого масла. DMH - 11 был создан с помощью трансгенной технологии , в первую очередь с участием генной системы Bar, Barnase и Barstar . Ген Barnase обеспечивает мужское бесплодие, а ген Barstar восстанавливает способность DMH-11 производить плодородные семена. Встраивание третьего гена Bar позволяет DMH - 11 продуцировать фосфинотрицин-N-ацетил-трансферазу., фермент, ответственный за устойчивость к глюфосинату . Этот гибридный сорт горчицы стал предметом пристального внимания общественности, в основном из-за опасений относительно способности DMH-11 отрицательно влиять на окружающую среду, а также на здоровье потребителей. Было обнаружено, что DMH - 11 не представляет риска пищевой аллергии и продемонстрировал более высокую урожайность по сравнению с существующими сортами горчицы. Противоречивые детали и результаты, касающиеся полевых испытаний и оценок безопасности DMH-11, задержали его одобрение для коммерческого выращивания.

История [ править ]

Горчица - это масличная культура, которая в настоящее время занимает 6–7 млн ​​га (15–17 млн ​​акров) сельскохозяйственных земель, преимущественно в северо-западных засушливых регионах Индии. [1] Горчица входит в тройку самых производимых масличных культур в Индии. [2] Однако его урожайность не увеличивалась в течение нескольких лет и оставалась ниже 7,5 миллионов тонн. [3] Сорт горчицы DMH-11 был разработан, чтобы уменьшить зависимость Индии от импорта нефти для потребления человеком. [4] Ежегодно Индия тратит примерно рупий. 60 000 крор (10,5 млрд долларов) на 14,5 млн тонн импорта пищевого масла [5]при этом более 60% внутреннего спроса на пищевое масло удовлетворяется только за счет поставок из-за рубежа. [2] Увеличение внутреннего урожая горчичного масла значительно снизит зависимость Индии от импорта нефти и связанных с этим затрат. Трансгенный сорт горчицы DMH - 11 был разработан доктором Дипаком Пенталом и его коллегами из Центра генетической обработки сельскохозяйственных культур при Университете Дели , Южный кампус. [5] Это заняло 14 лет и примерно рупий. 700 миллионов на успешное создание сорта DMH - 11. [6] В случае утверждения DMH-11 станет первой генетически модифицированной пищевой культурой, коммерчески выращиваемой в Индии. Проект по развитию DMH - 11 получил финансирование отНациональный совет по развитию молочной промышленности Индии, а также Департамент биотехнологии (DBT). [7]

Развитие [ править ]

Методы и механизм [ править ]

Трансгенной горчицы ДМГ - 11 был разработан в 2002 году с использованием генетического материала , выделенного из непатогенных почвенных бактерий, [8] и методы в трансгенных системах для контроля опыления, которые в первую очередь участвуют в барназа - барстар систему. [9] Три гена, Bar, Barnase и Barstar, были экстрагированы из Bacillus amyloliquefaciens для получения гибридных семян. [5] Основная причина введения генной системы Barnase-Barstar в трансгенную линию горчицы заключалась в гетерозисной селекции и предотвращении самооплодотворения. [9] Встраивание гена барназы вызывает генетическое мужское бесплодие, предотвращая производство мужских особей.гаметофиты (пыльцевые зерна) горчичного растения. [5] Между тем, ген Barstar восстанавливает способность растения производить плодородные гибридные семена. [5] Горчица является самоопыляющимся растением, что затрудняет перекрестное опыление с другой желаемой мужской родительской линией без возникновения самоопыления . Ген барназы индуцировал мужскую стерильность у DMH - 11, упрощая процесс перекрестного опыления для получения новых гибридных сортов. Два родительских штамма, использованные для развития DMH-11, - это мутант Early Hira (EH -2), который был разработан Анилом Халаткаром из Университета Нагпура [10], и Varuna bn 3.6. [8]Сообщается, что вес семян DHM-11 составляет от 3,3 до 3,5 граммов (0,12 унции) на 1000 семян. [10]

Устойчивость DMH-11 к глуфосинату обусловлена ​​ферментом, экспрессируемым геном Bar ( устойчивость к Bialaphos ). Клонированный ген Bar в DMH-11, полученный из Streptomyces hygroscopicus , кодирует синтез фосфинотрицин-N-ацетилтрансферазы (PAT). [11] Этот фермент несет ответственность за детоксикации активного ингредиента в гербицидном глюфосинате: фосфинотрицин . [5] Механизм действия фосфинотрицина включает ингибирование глутамин синтетазы., который предотвращает детоксикацию аммиака и впоследствии вызывает накопление токсинов в растительных клетках. Ингибирование глютамин синтетазы также приводит к общему снижению уровня глутамина. В растениях глутамин действует как сигнальная молекула и как основной донор аминокислот для синтеза нуклеотидов. [12] Ферменты PAT, продуцируемые геном Bar, деактивируют Bialaphos (трипептидный предшественник фосфинотрицина) посредством ацетилирования с образованием неактивного, нетоксичного продукта. [11]

Оценка безопасности [ править ]

В сентябре 2015 года Южный кампус Университета Дели подал заявку в Комитет по оценке генной инженерии с просьбой разрешить выброс ДМГ-11 в окружающую среду. [13] Перед коммерциализацией гибрид горчицы подвергался полевой оценке биобезопасности в ограниченном пространстве. официально известное как исследование уровня исследований биобезопасности (BRL), проводимое Индийским советом сельскохозяйственных исследований (ICAR). [14] Это испытание проводилось в 2014–2015 годах после получения разрешения от Комитета по оценке генетической инженерии (GEAC), главного регулятора трансгенных продуктов в Индии. [14] Исследования безопасности, проведенные для DMH - 11, были разделены на следующие категории: молекулярная характеристика, безопасность пищевых продуктов, экологическая безопасность и протоколы обнаружения.[15] Молекулярная характеристика включает исследования экспрессии генов Bar, Barnase и Barstar, вставленных в последовательность ДНК DMH-11. [15] Тесты на безопасность пищевых продуктов изучали токсичность трех белков в DMH-11 с использованием композиционного и биоинформатического анализа. [15] В ходе испытаний на экологическую безопасность проверялась способность к засоренности и агрессивные параметры DMH - 11. [15] Детали и результаты этих испытаний безопасности еще не были обнародованы.

Краткое изложение оценки безопасности доступно в Интернете, однако необработанные данные были скрыты от общественности Министерством окружающей среды и лесов (МЭЛ). [16] Доступ к нему можно получить только через приложение в Минэкономразвития. [16] Официальная 133-страничная оценка безопасности DMH-11, озаглавленная «Оценка пищевой и экологической безопасности GE Mustard», была загружена на веб-сайт GEAC для получения отзывов общественности, где было получено 750 комментариев от представителей общественности. [13] Эти комментарии были затем рассмотрены подкомитетом и включены в окончательный отчет об оценке безопасности, представленный в GEAC. [13] В отчете сделан вывод, что ДМГ - 11 безопасен для употребления в пищу человеком и имеет питательную ценность. [17]Анита Прасад, председатель GEAC, объявила, что комиссия будет положительно рекомендовать DMH - 11 министру окружающей среды Анилу Мадхаву Дейву для посадки. [17]

GEAC первоначально разрешил DMH - 11 для коммерческого выращивания, однако они отозвали свое одобрение, решив, что до начала проведения испытаний необходимы дополнительные тесты и дополнительные данные, касающиеся воздействия DMH - 11 на насекомых-опылителей, в частности медоносных пчел, и на микробное разнообразие почвы. коммерциализация. [18] Центр генетической обработки сельскохозяйственных культур при Университете Дели подал заявку на разрешение выращивать участки DMH-11 в Дели и Пенджабе, чтобы проверить влияние трансгенной горчицы на медоносных пчел. [18] В марте 2018 года Комитет по оценке генной инженерии одобрил DMH-11 для полевых исследований с целью изучения его потенциального воздействия на медоносных пчел и других насекомых-опылителей. [19]Полевые испытания будут проводиться в Пенджабском сельскохозяйственном университете и Индийском научно-исследовательском институте сельского хозяйства. [19]

Противоречие [ править ]

Воздействие на здоровье [ править ]

Достопочтенный Верховный суд Индии назначил Комитет технических экспертов (TEC), который в своем отчете за 2013 год рекомендовал полный запрет на устойчивые к гербицидам трансгенные культуры. [20] Одной из причин, названных TEC, была возможность негативных последствий для здоровья в результате того, что фермеры щедро применяли гербициды для своих культур. [20]

Экологические эффекты [ править ]

Основной причиной коммерциализации ДМГ-11 является потенциальное образование «суперсорняков». DMH - 11 толерантен к глюфосинату, и поэтому считается, что он побуждает фермеров обильно опрыскивать гербицид при коммерциализации. Это вызывает давление искусственного отбора на сорняки, что может привести к появлению устойчивых к глюфосинату видов сорняков. [20] Однако наибольшую озабоченность в связи с коммерческим культивированием DMH-11 вызывает потенциальное генетическое загрязнение богатого биоразнообразия рода Brassica в результате перекрестного опыления между DMH-11 и дикими популяциями. [20] Горчичные растения опыляются ветром и насекомыми. Из-за его восприимчивости к ауткроссингусуществует вероятность необратимого заражения богатой зародышевой плазмы горчицы в Индии, состоящей из диких и одомашненных местных сортов . [20]

Социально-экономические эффекты [ править ]

В 2004 году председатель Целевой группы по сельскохозяйственной биотехнологии посоветовал воздержаться от коммерциализации устойчивых к гербицидам культур, поскольку они устраняют необходимость в ручной прополке, которую выполняют многие сельские женщины в Индии. [20] По оценкам Кавиты Куруганти, члена Альянса за устойчивое и целостное сельское хозяйство, рост даже 25% DMH-11 приведет к потере 4,25 миллионов рабочих дней для многих женщин. [21]

Другая причина решительного противодействия коммерциализации DMH-11 в Индии связана с прошлым негативным опытом с ГМ-культурами, в первую очередь с Bt-хлопком в Махараштре. Была предложена связь между плохой производительностью Bt-хлопка и большим количеством самоубийств фермеров , особенно в 2004 году. [22] [23] Протестующие DMH-11 считают, что непомерно высокие цены на семена в сочетании с низкой урожайностью могут привести к финансовым последствиям. лишения, экономический стресс и, возможно, новые самоубийства среди фермеров. [24] Связь между выращиванием генетически модифицированных культур и самоубийствами фермеров, однако, оказалась необоснованной имеющимися данными, несмотря на то, что она использовалась в качестве общей аргументации против сельскохозяйственной биотехнологии в Индии.[25] [22]

Производительность [ править ]

Доходность [ править ]

ДМГ-11 продемонстрировал гетерозис урожайности в диапазоне 19-40% по сравнению с некоторыми из лучших индийских сортов. [26] Однако есть два признака, которые, как было установлено, плохо развиты и выражены у гибридной разновидности; это размер семян и длина кремнезема. [26] Обе эти характеристики являются важными компонентами урожайности. Другое многоцентровое испытание, проведенное в полевых условиях, показало, что DMH - 11 дает на 30% больше урожая, чем существующие штаммы традиционных сортов горчицы. [27]

Аллергенный потенциал [ править ]

DMH - 11 также был подвергнут тесту на пищевую аллергенность с использованием биоинформатических сравнений в соответствии с рекомендациями CODEX и ICMR , чтобы проверить, являются ли аминокислотные последовательности белков Bar, Barnase и Bastar потенциальными аллергенами. [9] Тест проводился путем выявления любых сходств между аминокислотной последовательностью трех белков и другими известными предполагаемыми аллергенами. [9] Потенциальные открытые рамки считывания в местах вставки ДНК трех генов были оценены на предмет потенциального сходства с существующими аллергенами в базе данных AllergenOnline.org. [9] Результаты исследования показали, что DMH - 11 не представляет риска пищевой аллергии для потребителей. [9]Были предложены дальнейшие испытания ДМГ - 11, такие как проведение теста на человеческий сывороточный IgE. [9]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Пенталь, Дипак. «Выращивание масличной горчицы: рассказы некоторых марафонцев» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 29.10.2018.
  2. ^ a b «ГМ-горчица - большой шаг вперед» . @businessline . Проверено 17 октября 2018 .
  3. ^ "Снова ряды GM, с горчичным соусом" . Индийский экспресс . 2016-02-08. Архивировано 31 октября 2018 года . Проверено 31 октября 2018 .
  4. ^ "Юридическая битва по полевым испытаниям ГМ культур". Природа Индии . 2014-01-31. DOI : 10.1038 / nindia.2014.14 . ISSN 1755-3180 . 
  5. ^ a b c d e f Кумар, Рави. «Генетически модифицированная горчица: гибрид горчицы Дхара-11» . www.biotecharticles.com . Архивировано 19 октября 2018 года . Проверено 5 октября 2018 .
  6. ^ Джаяраман, Killugudi (2017-12-08). «Активисты хоронят надежды Индии на ГМ-горчицу». Природа Биотехнологии . 35 (12): 1124. DOI : 10.1038 / nbt1217-1124a . ISSN 1087-0156 . PMID 29220031 . S2CID 28355271 .   
  7. ^ Гупта, доктор Vibha. «Оценка безопасности ГМ-гибрида горчицы; тематическое исследование» (PDF) . ilsi-india.org . Архивировано 29 октября 2018 года (PDF) . Проверено 29 октября 2018 года .
  8. ^ a b Шринивас, Кришна Рави (2017), «Режим регулирования генетически модифицированных культур в Индии», в Аденле, Адемола А; Моррис, Э. Джейн; Мерфи, Денис J (ред . ), Генетически модифицированных организмов в развивающихся странах , Cambridge University Press , стр 236-246,. Дои : 10,1017 / +9781316585269,021 , ISBN 9781316585269
  9. ^ a b c d e f g Сиругури, Васанти; Бхаратрадж, Динеш Кумар; Ванкудаватх, Раджу Найк; Рао Менду, Вишну Вардхана; Гупта, вибха; Гудман, Ричард Э. (2015). «Оценка рекомбинантных белков Bar, Barnase и Barstar, экспрессированных в генно-инженерной Brassica juncea (индийская горчица), на предмет потенциальных рисков пищевой аллергии с использованием биоинформатики и литературного поиска». Пищевая и химическая токсикология . 83 : 93–102. DOI : 10.1016 / j.fct.2015.06.003 . ISSN 0278-6915 . PMID 26079618 .  
  10. ^ a b «Гибрид ГМ горчицы с техническими недостатками - Times of India» . Таймс оф Индия . Архивировано 02 июля 2018 года . Проверено 17 октября 2018 .
  11. ^ а б Питер., Бёгер (2002). Классы гербицидов в разработке: способ действия, цели, генная инженерия, химия . Вакабаяси, Ко., Хираи, Кенджи. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg . ISBN 9783642594168. OCLC  851760065 .
  12. ^ Кан, Чиа-Ченг; Чунг, Цуй-Юнь; Джо, Ян-Ань; Се, Мин-Сюн (2015-09-25). «Глютамин быстро индуцирует экспрессию ключевых генов факторов транскрипции, участвующих в реакции азота и стресса в корнях риса» . BMC Genomics . 16 (1). DOI : 10,1186 / s12864-015-1892-7 . ISSN 1471-2164 . PMC 4582844 . PMID 26407850 .   
  13. ^ a b c «Информационный бюллетень Программы биобезопасности в Южной Азии» (PDF) . ilsirf.org . Май 2017. Архивировано (PDF) из оригинала 30.10.2018 . Проверено 8 марта 2019 .
  14. ^ а б Чаухан, JS; Пал, Сатиндер; Чоудхури, PR; Сингх, BB (7 декабря 2016 г.). «Все индийские проекты координированных исследований и ценность для выращивания и использования полевых культур в Индии: генезис, выходы и результаты» . Индийский журнал сельскохозяйственных исследований . 50 (6). DOI : 10.18805 / ijare.v50i6.6687 . ISSN 0976-058X . 
  15. ^ a b c d «Экологический выпуск FAQ по генетически модифицированной горчице» (PDF) . envfor.nic . Архивировано 29.10.2018 из оригинального (PDF) . Проверено 8 марта 2019 .
  16. ^ a b «Объяснитель: из-за чего идет борьба за GM Mustard» . Минута новостей . 2016-10-04. Архивировано 31 октября 2018 года . Проверено 30 октября 2018 .
  17. ^ a b «Индия приближается к утверждению первой ГМ-культуры» . Наука | AAAS . 2017-05-15. Архивировано 31 октября 2018 года . Проверено 30 октября 2018 .
  18. ^ a b Коши, Джейкоб (2018-09-04). «Испытания ГМ горчицы могут скоро получить одобрение» . Индус . ISSN 0971-751X . Проверено 29 октября 2018 . 
  19. ^ a b «GEAC одобряет полевые исследования ГМ горчицы на медоносной пчеле» . Архивировано 29 октября 2018 года . Проверено 29 октября 2018 .
  20. ^ a b c d e f Национальные академии наук, инженерия; Исследования, Отдел земной жизни; Ресурсы, Совет по сельскому хозяйству; Перспективы, Комитет по генетически модифицированным культурам: прошлый опыт и будущее (2016-12-28). Генетически модифицированные культуры . DOI : 10.17226 / 23395 . ISBN 978-0-309-43738-7. PMID  28230933 .
  21. ^ "Тесты на горчицу на ГМ были сфальсифицированы, активисты призывают Дэйва отказаться от рекомендации GEAC" . The Economic Times . 2017-05-12. Архивировано 31 октября 2018 года . Проверено 30 октября 2018 .
  22. ^ a b Грюер, Гийом; Сенгупта, Дебдатта (27 января 2011 г.). «Хлопок Bt и самоубийства фермеров в Индии: оценка, основанная на фактах». Журнал исследований развития . 47 (2): 316–337. DOI : 10.1080 / 00220388.2010.492863 . ISSN 0022-0388 . PMID 21506303 . S2CID 20145281 .   
  23. ^ "CBS News / Ежемесячный опрос New York Times № 1, сентябрь 2006 г.". ICPSR Data Holdings . 2008-04-11. DOI : 10.3886 / icpsr04624 .
  24. ^ Бхисе, Маник Чангоджи; Behere, PrakashBalkrushna (2016). «Исследование методом случай-контроль психологического стресса у переживших самоубийство фермеров в районе Вардха в центральной Индии» . Индийский журнал психиатрии . 58 (2): 147. DOI : 10,4103 / 0019-5545.183779 . ISSN 0019-5545 . PMC 4919957 . PMID 27385846 .   
  25. ^ Джаяраман, Killugudi (2017-12-01). «Активисты хоронят надежды Индии на ГМ-горчицу» . Природа Биотехнологии . 35 (12): 1124. DOI : 10.1038 / nbt1217-1124a . ISSN 1546-1696 . PMID 29220031 . S2CID 28355271 .   
  26. ^ a b Ramchiary, N .; Padmaja, KL; Sharma, S .; Гупта, В .; Sodhi, YS; Mukhopadhyay, A .; Arumugam, N .; Pental, D .; Прадхан, АК (24 июля 2007 г.). «Картирование урожайности, влияющей на QTL в Brassica juncea: значение для селекции основных масличных культур засушливых районов». Теоретическая и прикладная генетика . 115 (6): 807–817. DOI : 10.1007 / s00122-007-0610-5 . ISSN 0040-5752 . PMID 17646960 . S2CID 1449347 .   
  27. ^ Анбажаган, П .; Thingbaijam, KKS; Нат, Словакия; Нарендара Кумар, JN; Ситхарам, Т.Г. (2010). «Многокритериальная оценка сейсмической опасности для города Бангалор, Индия». Журнал азиатских наук о Земле . 38 (5): 186–198. Bibcode : 2010JAESc..38..186A . DOI : 10.1016 / j.jseaes.2010.01.001 . ISSN 1367-9120 .