Трансгенные растения в сельском хозяйстве ВЫПОЛНИЛИ: БИБ 137 • НЕЧАЕВА ЖАННА, • СМОЛЕЕВА НАТАЛЬЯ
Определение: • Трансгенные растения — это те растения, которым «пересажены» гены других организмов. Другими словами - это гибриды с измененным набором генов. • Изменения производят для того, чтобы придать растению некоторые полезные свойства: устойчивость к вредителям, морозостойкость, урожайность, калорийность и тому подобное. • Трансгенные продукты, т. е генетически модифицированные, создаются методами генной инженерии. Источник:
История: • Все началось в 1972 году, когда Пол Берг впервые объединил в пробирке в единое целое два гена, выделенных из разных организмов. И получил «молекулярный» гибрид ДНК. • Первое трансгенное растение – табак - было создано в 1982 году, всего лишь спустя 29 лет после открытия первичной структуры ДНК. • В 1992 году в Китае стали выращивать табак, устойчивый к пестицидам. • Томатное пюре - первый генетически В 1994 году в США появились первые генетически модифицированный модифицированные помидоры. пищевой продукт, • • К 1995 году около 60 видов домашних растений было генетически модифицировано. В нынешнее время уже больше сотни. появившийся в Европе в продаже (1996 год)
Карта трансгенного мира: • Трансгенные культуры прочно входят в нашу жизнь: vировые площади возделывания этих растений неуклонно растут уже несколько лет подряд со скоростью более 10% в год. • В настоящее время на долю четырех стран приходится 99% мирового коммерческого производства трансгенных растений. • Странами, ведущими в производстве таких растений, являются США с Канадой и Аргентина с Бразилией. За ними подтягивается Китай и Япония. С рядом растений работает Австралия и некоторые страны ЕС. • В России генетически модифицированные продукты выращиваются только на экспериментальных участках, но в больших количествах ввозятся из других стран.
28 стран производят
• США – самый крупнейший в мире производитель и потребитель ГМО – лидируют как по площадям посевов, так и по степени принятия обществом трансгенной пищи. Трансгенные растения используются повсеместно, составляя 40% выращиваемой в стране кукурузы, 81% сои, 65% канолы (рапса) и 73% хлопка. • ГМ продукты применяются при изготовлении как продуктов питания для людей, так и кормов для животных без требования специальной маркировки при наличии в продукции трансгенных источников.
Зачем? • Растущий интерес к трансгенным растениям обусловлен тем, что 800 млн. человек ежегодно страдают от недоедания, а миллионы ежегодно умирают от голода. Причины в засухах, болезнях растений и вредителях, неэффективной системе землепользования. • Обеспечить продовольствием прирост населения только с помощью традиционных агротехнических приемов, таких как увеличение площадей посадки, использование химических средств подкормки и защиты растений, выведение новых сортов путем классической селекции и т. д. , представляется маловероятным. Поэтому особые надежды возлагаются на генную инженерию. • Помимо решения чисто практических задач, трансгенность представляет ученым новые возможности для познания молекулярных процессов, определяющих рост, развитие и жизнедеятельность организмов.
• В том числе трансгенные растения используют для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. Например, урожайность трансгенной сои в Аргентине на 10% выше, чем обычной. • Для сохранение биоразнообразия: Применение генетически модифицированных растений позволяет увеличить производство сельскохозяйственной продукции, не расширяя площади пахотных земель. • А это очень важно для сохранения биосферы, поскольку в развивающихся странах ежегодно вырубается 13 млн гектаров лесов под сельскохозяйственное и промышленное использование. • При этом уменьшается ущерб окружающей среде от использования ядохимикатов. Например, в 2001 году применение пестицидов сократилось на 20, 7 тысячи тонн в США. и на 78 тысяч тонн в Китае
Как создают? • Существует несколько достаточно широко распространенных методов для внедрения чужеродной ДНК в геном растения: • В первом из методов используется бактерия Agrobacterium tumefaciens (полевая бактерия, вызывающая опухоли), которая обладает способностью встраивать участки своей ДНК в растения, после чего пораженные клетки растения начинают очень быстро делиться и образуется опухоль. • Сначала ученые получили штамм этой бактерии, не вызывающий опухолей, но не лишенный возможности вносить свою ДНК в клетку. В дальнейшем нужный ген сначала клонировали в Agrobacterium tumefaciens и затем заражали уже этой бактерией растение. После чего инфицированные клетки растения приобретали нужные свойства, а вырастить целое растение из одной его клетки сейчас не проблема.
Схема агробактериальной трансформации.
• В следующем методе подразумевается следующее: Клетки, предварительно обработанные специальными реагентами, разрушающими толстую клеточную оболочку, помещают в раствор, содержащий: ДНК и вещества, способствующие ее проникновению в клетку. Таким образом выращивают из одной клетки целое растение. • Также существует метод бомбардировки растительных клеток специальными, очень маленькими вольфрамовыми пулями, содержащими ДНК. С некоторой вероятностью такая пуля может правильно передать генетический материал клетке и так растение получает новые свойства.
Соя (до 80%): Лецитин, мясные продукты, сыр тофу, соевый соус, сухое молоко. Кукуруза (до 70%): Консервированная кукуруза, кукурузная мука, полента, хлеб, печенье. Картофель (до 60 -70%): Крахмал, который встречается в составе томатных паст, мясных продуктов, фруктовых пюре, выпечки. Рис (до 50%): Рисовая мука, сухие завтраки, хлопья и выпечка. Из чего и что? • * % ГМ – произведенных от общего числа в мире.
Соя: • Соя - важнейшая белково-масличная культура мирового земледелия и она тоже не проходит мимо генной инженерии. • На рынке широко присутствует один вид трансгенной сои (GTS_40 -3 -2), устойчивой к гербициду Раунда п, т. е к химическому веществу против сорняков. Она продаётся под торговой маркой «Раунда п Рэ ди» • По химическому составу и питательным свойствам не отличается от обычной. • В трансгенную сою внедрен ген фермента из агробактерий, обладающего устойчивостью к гербициду глифосату, который убивает большинство растений, но является малоопасным для человека и животных. • Трансгенная соя - первый продукт из генетически модифицированных источников который получил "права гражданства" в России. • С 2002 г. на территории России информация об использовании ГМ-сои в составе продуктов питания обязательно должна присутствовать на этикетке товара, если её содержание превышает 5%.
Польза или вред от сои? • Наукой доказано, что в сое содержатся изофлавоноиды. Исходя из этой позиции соя полезна для человеческого организма. Так как изофлавоноиды – это растительные аналоги женских половых гормонов, и они благоприятно влияют на состояние здоровья людей, особенно в борьбе с онкологическими заболеваниями. • Но если говорить о трансгенной сое, исследования немецких ученых показали, что содержание этих фитоэкстрогенов в модифицированной сое очень высоко. • Если употребление обычной сои может предупредить онкологическое заболевание, то трансгенный аналог, наоборот, может спровоцировать подобные заболевания, а именно преждевременное старение клеток головного мозга и раковые заболевания половых органов.
Опыт № 1: • Наглядное свидетельство действия трансгенных продуктов: • На фотографии два 19 -ти дневных крысёнка. Родителей одного из них кормили перед зачатием и в период беременности "традиционной" соей, второго – ГМ-соей.
• Кукуруза: Генетически модифицированная кукуруза в 2009 году стала одной из одиннадцати ГМ культур, которые выращивали в мире в коммерческих целях. В США и Канаде её стали выращивать с 1997 года.
Опыт № 2: • Французские ученые обнародовали результаты 2 -летнего исследования: потребление генно-модифицированной кукурузы в 2 -3 раза повышает смертность и частоту раковых заболеваний у подопытных крыс.
Картофель: • Картофель, устойчивый к колорадскому жуку, был создан путём введения гена выделенного из генома почвенной тюрингской бациллы Bacillus thuringiensis, вырабатывающий белок Cry, представляющий собой протоксин, в кишечнике насекомых этот белок растворяется и активируется до истинного токсина, губительно действующего на личинок и имаго насекомых. • У человека и других теплокровных животных подобная трансформация протоксина невозможна и соответственно этот белок для человека не токсичен и безопасен. • Опрыскивание спорами Bacillus thuringiensis использовалось для защиты растений и до получения первого трансгенного растения, но с низкой эффективностью, продукция эндотоксина внутри тканей растения существенно повысило эффективность защиты, а также повысило экономическую эффективность ввиду того, что растение само начало продуцировать защитный белок.
• Опыт № 3: Согласно данным отчета Института питания РАМН 1998 г. , у крыс, получавших трансгенный картофель компании "Монсанто", как через месяц, так и через шесть месяцев эксперимента наблюдались: статистически достоверное снижение массы тела, анемия и дистрофические изменения печеночных клеток.
Вывод: • Фундаментальная биология обогатилась за последние годы множеством новых прогрессивных технологий. Идет настоящая биотехнологическая, генноинженерная революция, в основе которой лежат методы трансгенеза. • У трансгенных растений много сторонников и много противников. Пока что на все 100 % нет доказательств о пользе или вреде их на организм человека. • Также стоит отметить, что анализ трансгенных растений проводится на высоком уровне, как и не трансгенных – это и медицинские экспертизы, химические экспертизы на аллергенность и токсичность. • Возможно, за трансгенными растениями будущее. Просто человек всегда воспринимает с осторожностью все новое, что приходит в нашу жизнь. • Трансгенным растениям нужно дать шанс, дальнейшее развитие, и в будущем они спасут не одно поколение людей от голода.
Скачать презентацию Трансгенные растения в сельском хозяйстве ВЫПОЛНИЛИ БИБ 137
Трансгенные растения в сельском хозяйстве.pptx