Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Часть серии по
Генная инженерия
Генная инженерия logo.png
 
Генетически модифицированные организмы
История и регулирование
Процесс
Приложения
Споры

Генетически модифицированный рис являются рисовые штаммы , которые были генетически модифицированы (также называемые генной инженерии ). Растения риса были модифицированы для увеличения количества питательных микроэлементов, таких как витамин А , ускорения фотосинтеза , устойчивости к гербицидам, противодействия вредителям, увеличения размера зерна, выработки питательных веществ, ароматизаторов или производства человеческих белков. [1]

Естественное перемещение генов между видами, часто называемое горизонтальным переносом генов или латеральным переносом генов, также может происходить с рисом посредством переноса генов, опосредованного естественными векторами. Выявлены трансгенные события между рисом и просо сетария . [2] Выращивание и использование генетически модифицированных сортов риса остается спорным и не одобрено в некоторых странах.

Растения риса используются для генетической модификации

История [ править ]

В 2000 году в США были одобрены первые два сорта ГМ-риса с устойчивостью к гербицидам, названные LLRice60 и LLRice62. Позже эти и другие виды устойчивого к гербицидам ГМ риса были одобрены в Канаде, Австралии, Мексике и Колумбии. Однако ни одно из этих разрешений не привело к коммерциализации. [3] В 2009 году агентство Reuters сообщило, что Китай предоставил разрешение на биобезопасность ГМ-рису с устойчивостью к вредителям [4], но этот штамм не получил коммерческого распространения. По состоянию на декабрь 2012 года ГМ-рис не был широко доступен для производства или потребления. [5] Защитники утверждают, что, поскольку рис является основной культурой во всем мире, улучшения могут уменьшить голод, недоедание и бедность. [6]

В 2018 году Канада и США одобрили выращивание генетически модифицированного золотого риса , а Министерство здравоохранения Канады и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США заявили, что он безопасен для употребления. [7]

Черты характера [ править ]

Устойчивость к гербицидам [ править ]

В 2000-2001 гг. Monsanto исследовала добавление толерантности к глифосату в рис, но не пыталась вывести его на рынок. [8] [9] Линия устойчивых к гербицидам риса компании Bayer известна как LibertyLink . [10] Рис LibertyLink устойчив к глюфосинату (активное химическое вещество в гербициде Liberty). [9] Bayer CropScience пытается получить одобрение своего последнего сорта (LL62) для использования в ЕС. Штамм одобрен для использования в США, но не используется в больших количествах. Рис Clearfield был выведен путем отбора из вариаций, созданных в средах, которые, как известно, вызывают повышенную скорость мутаций. [11] Этот сорт хорошо переносит имидазол.гербициды. [12] Он был выведен с помощью традиционных методов разведения, которые не считаются генной инженерией. [11] [12] Клирфилд также скрещивают с более урожайными сортами, чтобы получить в целом более выносливое растение. [11]

Пищевая ценность [ править ]

Основная статья: Золотой рис

Золотой рис с более высоким содержанием витамина А был первоначально создан Инго Потрикусом и его командой. Этот генетически модифицированный рис способен производить бета-каротин в эндосперме (зерне), который является предшественником витамина А. Syngenta участвовала в ранней разработке Золотого риса и владела некоторой интеллектуальной собственностью [13], которую она передала некоммерческой организации. группы, включая Международный научно-исследовательский институт риса (IRRI), для развития на некоммерческой основе. [14] Научные данные о рисе были впервые опубликованы в журнале Science Magazine в 2000 году. [15]

Зерна золотого риса (справа) по сравнению с зернами обычного риса (слева)
Растения золотого риса выращивают в теплице

Всемирная организация здравоохранения заявила , что дефицит железа влияет на 30% населения мира. Ученые-исследователи из Австралийского центра функциональной геномики растений (ACPFG) и IRRI работают над увеличением количества железа в рисе. [16] Они модифицировали три популяции риса, сверхэкспрессируя гены OsNAS1, OsNAS2 или OsNAS3. Исследовательская группа обнаружила, что уровни концентрации никотианамина , железа и цинка увеличились во всех трех популяциях по сравнению с контрольной группой . [17]

Устойчивость к вредителям [ править ]

БТ риса изменяется , чтобы выразить CryIA (б) ген из Bacillus Thuringiensis бактерии . [18] ген придает устойчивость к различным вредных организмов , включая рисовую мотылька через производство эндотоксинов . Правительство Китая проводит полевые испытания устойчивых к насекомым сортов . Преимущество риса BT заключается в том, что фермерам не нужно опрыскивать свои посевы пестицидами для борьбы с грибковыми, вирусными или бактериальными патогенами . Обычный рис опрыскивают три-четыре раза за вегетационный период для борьбы с вредителями. [19] Другие преимущества включают повышение урожайности и доходов от выращивания сельскохозяйственных культур. Китайодобрил рис для крупномасштабного использования с 2009 года. [20]

Устойчивость к аллергии [ править ]

Исследователи в Японии пытаются разработать гипогликемию аллергена IC сортов риса. Исследователи пытаются подавить образование аллергена АС-альбумин. [19]

Японские исследователи протестировали генетически модифицированный рис на макаках , который предотвратит аллергию на пыльцу кедра , вызывающую сенную лихорадку . Симптомы аллергии на кедр включают зуд в глазах, чихание и другие серьезные аллергические реакции. Модифицированный рис содержит семь белков пыльцы кедра (7Crp), которые блокируют эти симптомы, вызывая оральную толерантность. [21] Takaiwa проводит клинические испытания на людях этого белка 7Crp в качестве пероральной вакцины. [22]

C4 фотосинтез [ править ]

В 2015 году консорциум из 12 лабораторий в восьми странах разработал сорт, демонстрирующий элементарную форму фотосинтеза C4 (C4P) для ускорения роста за счет улавливания углекислого газа и его концентрации в специализированных клетках листьев. C4P - причина быстрого роста кукурузы и сахарного тростника. Инженерия фотосинтеза C4 в рис может повысить урожайность с гектара примерно на 50 процентов. Текущий сорт все еще полагается в первую очередь на фотосинтез C3.. Чтобы заставить их полностью усвоить C4P, растения должны продуцировать специализированные клетки в определенном порядке: один набор клеток для захвата углекислого газа и окружения других клеток, которые его концентрируют. Некоторые (возможно, десятки) генов, участвующих в производстве этих клеток, еще предстоит идентифицировать. Другие культуры C3P, которые могут использовать такие знания, включают пшеницу, картофель, помидоры, яблоки и сою. [23]

Производство рекомбинантных белков [ править ]

Сывороточный альбумин человека (HSA) - это белок в плазме крови человека . Его применяют для лечения сильных ожогов, цирроза печени и геморрагического шока . Он также используется в донорской крови, и его не хватает во всем мире. В Китае ученые модифицировали коричневый рис как экономичный способ производства белка HSA. Китайские ученые поместили промоторы рекомбинантного белка HSA в 25 растений риса с помощью Agrobacterium . Из 25 растений девять содержали белок HSA. Генетически модифицированный коричневый рис имеет ту же аминокислотную последовательность, что и HSA. Они назвали этот белок рекомбинантным HSA Oryza sativa (OsrHSA). Модифицированный рис был прозрачным. OsrHSA вскоре был продан для замены коровьего альбумина.для выращивания клеток. [24] Клинические испытания были начаты в Китае в 2017 году и в США в 2019 году. [25] Та же компания Oryzogen производит другие рекомбинантные человеческие белки из риса.

Ventria Bioscience использует запатентованную систему, известную как Express Tec, для производства рекомбинантных белков человека в рисовых зернах. [26] Их наиболее известная разновидность производит лактоферрин и лизоцим человека . [26] Эти два белка естественным образом вырабатываются в грудном молоке человека и используются во всем мире в детских смесях и продуктах для регидратации . [26] [27]

Сопротивление погружению [ править ]

Хотя рис растет в воде, он не может пережить наводнения, которые в 2010 году привели к потере 4 миллионов тонн риса только в Индии и Бангладеш. Добавление одного гена Sub1A [28] было достаточным для того, чтобы рис выжил под водой до двух недель. Ген находится в общественном достоянии . [29]

Правовые вопросы [ править ]

Соединенные Штаты [ править ]

Летом 2006 года Министерство сельского хозяйства США обнаружило следы сорта LibertyLink 601 в партиях риса, готовых к экспорту. LL601 не был одобрен для пищевых целей. [30] В конце июля компания Bayer подала заявку на дерегулирование LL601, и в ноябре 2006 года Министерство сельского хозяйства США предоставило статус дерегулирования. [31] Загрязнение привело к резкому падению фьючерсных рынков риса с потерями для фермеров, выращивающих рис на экспорт. [30] Пострадали примерно 30 процентов производства риса и 11 000 фермеров в Арканзасе, Луизиане, Миссисипи, Миссури и Техасе. [30] В июне 2011 года Bayer согласился выплатить 750 миллионов долларов в качестве компенсации ущерба и потерянного урожая. [30]Япония и Россия приостановили импорт риса из США, а Мексика и Европейский союз отказались вводить строгие проверки. Заражение произошло в период с 1998 по 2001 год. [32] Точная причина заражения не была обнаружена.

Китай [ править ]

Правительство Китая не выдает лицензий на коммерческое использование генетически модифицированного риса. Весь ГМ рис одобрен только для исследований. Пу и др. Заявили, что рис, созданный для производства белка крови человека (HSA), требует выращивания большого количества модифицированного риса. Это вызвало озабоченность по поводу экологической безопасности потока генов . Они утверждали, что это не будет проблемой, потому что рис является самоопыляющейся культурой, и их тест показал, что менее 1% модифицированного гена передается при опылении. [24] Другое исследование показало, что поток генов, опосредованный насекомыми, может быть выше, чем предполагалось ранее. [33]

Источники [ править ]

  • Бойл, Ребекка (1 ноября 2011 г.). «Рис генетически модифицирован для производства белка крови человека» . POPSCI.com . Популярная наука . Проверено 8 апреля 2012 года .
  • Веллер, Кит (23 мая 2006 г.). «Сбор риса выявляет ценные черты» . USDA.gov . Министерство сельского хозяйства США . Проверено 28 апреля 2012 года .
  • Грусак, Михаил А (28 апреля 2010 г.). «Фотобиблиотека АРС» . USDA.gov . Министерство сельского хозяйства США . Проверено 29 апреля 2012 года .
  • Шарма, Арун К .; Шарма, Манодж К. (2009). «Растения как биореакторы: последние разработки и новые возможности» . Достижения биотехнологии . 27 (6): 811–832. DOI : 10.1016 / j.biotechadv.2009.06.004 . PMC  7125752 . PMID  19576278 .* Диао, Х; Фрилинг, М; Лиш, Д. (2006). «Горизонтальный перенос транспозона растения» . PLOS Биология . 4 (1): e5. DOI : 10.1371 / journal.pbio.0040005 . PMC 1310652 . PMID 16336045 .  
  • Грей, Натан (2011). «Исследование ГМ-риса может дать надежду людям с дефицитом питательных микроэлементов (сентябрь / октябрь 2011 г.)» . NutraIngredients.com . Проверено 8 апреля 2012 года .

Ссылки [ править ]

  1. ^ Шарма и Шарма 2009 .
  2. ^ Diao, Freeling & Lisch 2006 .
  3. ^ Fraiture, M.-A .; Roosens, N .; Taverniers, I .; Де Луз, М .; Deforce, D .; Герман П. (июнь 2016 г.). «Биотехнологический рис: текущие разработки и будущие проблемы обнаружения в пищевой и кормовой цепочке» . Тенденции в пищевой науке и технологиях . 52 : 66–79. DOI : 10.1016 / j.tifs.2016.03.011 . Проверено 9 января 2021 года .
  4. ^ Китай одобрил безопасность ГМО риса , Рейтер, 27 ноября 2009 г.
  5. ↑ Состояние дел: генетически модифицированный рис , Rice Today, январь-март 2012 г.
  6. ^ Демонт, М .; Штейн, AJ (2013). «Глобальная ценность ГМ-риса: обзор ожидаемых агрономических и потребительских выгод». Новая биотехнология . 30 (5): 426–436. DOI : 10.1016 / j.nbt.2013.04.004 . PMID 23628812 . 
  7. ^ Коглан, Энди (30 мая 2018 г.). «Золотой рис ГМ получает одобрение регулирующих органов США» . Новый ученый . Проверено 7 июня 2018 .
  8. ↑ Болдуин, Форд (2 февраля 2009 г.). «Технология борьбы с сорняками риса». Дельта Фарм Пресс.
  9. ^ a b Уильямс, Билл Дж .; Страхан, Рон; Вебстер, Эрик П. (июнь – июль 2002 г.). «Системы борьбы с сорняками для риса Clearfield» . Луизиана Сельское хозяйство.
  10. ↑ Гюнтер, Марк (27 июня 2007 г.). «Генетически модифицированный рис попадает в продукты питания США» . CNNMoney . Проверено 11 ноября 2011 года .
  11. ^ a b c Кроуган, Тим (2003). «Райс Клирфилд: это не ГМО» . LSU AgCenter . Проверено 25 ноября 2020 года .
  12. ^ a b «E0019 Clearfield® Rice» (PDF) . Расширение государственного университета Миссисипи . Архивировано из оригинального (PDF) 25 ноября 2020 года.
  13. ^ Кристенсен, Джон. «УЧЕНЫЙ ЗА РАБОТОЙ: Инго Потрикус; Золотой рис в оранжерее с защитой от гранат». Нью-Йорк Таймс. 21 ноября 2000 г. Web. 10 ноября 2011 г.
  14. ^ Золотой рис и интеллектуальная собственность: государственно-частное партнерство и гуманитарное использование , веб-сайт Гуманитарного совета по золотому рису.
  15. ^ Ye, X; Аль-Бабили, S; Клоти, А; и другие. (Январь 2000 г.). «Разработка пути биосинтеза провитамина А (бета-каротин) в (не содержащий каротиноидов) эндосперм риса». Наука . 287 (5451): 303–5. Bibcode : 2000Sci ... 287..303Y . DOI : 10.1126 / science.287.5451.303 . PMID 10634784 . 
  16. ^ Биофортификация железа , сайт ACPFG.
  17. ^ Серый 2011 .
  18. ^ Fujimoto, H .; Ито, К .; Ямамото, М .; Kyozuka, J .; Симамото, К. (1993). «Устойчивый к насекомым рис, полученный путем введения модифицированного гена δ-эндотоксина Bacillus thuringiensis». Био / Технологии . 11 (10): 1151–1155. DOI : 10.1038 / nbt1093-1151 . PMID 7764096 . S2CID 21129991 .  
  19. ^ a b "Компас ГМО: Рис" . Архивировано из оригинала 9 марта 2012 года . Проверено 5 марта 2012 года .
  20. ^ Джеймс, К. "Китай одобряет биотехнологический рис и кукурузу в знаковом решении" .
  21. ^ Колен, Энди (3 июля 2009). «ГМ рис облегчает аллергию на желудок» . NEWSCIENTIST.com . Reed Business Information Ltd . Проверено 29 апреля 2012 года .
  22. ^ Такаиши, S; Сайто, S; Камада, М; Отори, Н; Кодзима, H; Ozawa, K; Takaiwa, F (2019). «Оценка активации базофилов, вызванной трансгенными семенами риса, экспрессирующими целые Т-клеточные эпитопы основных аллергенов пыльцы японского кедра» . Клиническая и трансляционная аллергия . 9 : 11. DOI : 10,1186 / s13601-019-0249-8 . PMC 6381677 . PMID 30828418 .  
  23. ^ Bullis, Кевин (декабрь 2015). «Ускорение роста растений, чтобы накормить мир | Обзор технологий MIT» . MIT Technology Review . Проверено 30 декабря 2015 года .
  24. ^ а б Бойл 2011 .
  25. ^ Лю, Кун; Чжоу, Лихуа (13 августа 2019 г.). «FDA одобряет новую биотехнологию» . China Daily . Ухань . Дата обращения 2 февраля 2020 .
  26. ^ a b c «Ventria Bioscience: повышение глобальной доступности жизненно важных рекомбинантных лекарств и других биотехнологических продуктов» . Ventria.com . Проверено 12 ноября 2012 года .
  27. ^ "Канзас приветствует измененные посевы риса из Вентрии" . Деловой журнал Сакраменто. 27 ноября 2011 г.
  28. ^ "Sub1A" . funricegenes.github.io . Дата обращения 16 марта 2020 .
  29. ^ Бренд, Стюарт (2010). Дисциплина всей Земли . Книги пингвинов. ISBN 9780143118282.
  30. ^ a b c d Bloomberg News (1 июля 2011 г.). «Байер соглашается с фермерами по поводу модифицированных семян риса» . Нью-Йорк Таймс .
  31. ^ «USDA ПЕРЕМЕНЯЕТ ЛИНИЮ ГЕНЕТИЧЕСКИ ИНЖЕНЕРНОГО РИСА» . USDA.gov . USDA. 24 ноября 2006 Архивировано из оригинала 5 октября 2011 года . Проверено 11 ноября 2011 года .
  32. ↑ Берри, Ян (1 июля 2011 г.). «Байер платит фермерам, выращивающим рис, за генное заражение» . WSJ.com . The Wall Street Journal . Проверено 8 марта 2012 года .
  33. ^ Pu; Ши; Ву; Гао; Лю; Рен; Ян; Тан; Вы; Шен; Он; Ян; Бу; Чжан; Песня; Сюй; Strand; Чен (2014). «Насекомые, посещающие цветы, и их потенциальное влияние на поток трансгенов в рисе» . Журнал прикладной экологии . 51 (5): 1357–1365. DOI : 10.1111 / 1365-2664.12299 .