Генетически модифицированный рис - Genetically modified rice
Часть серия на |
Генная инженерия |
---|
Генетически модифицированные организмы |
История и регулирование |
Процесс |
Приложения |
Споры |
Генетически модифицированный рис находятся рис штаммы, которые были генетически модифицированы (также называемые генная инженерия ). Растения риса были модифицированы для увеличения количества питательных микроэлементов, таких как витамин А, ускориться фотосинтез, переносят гербициды, противостоят вредителям, увеличивают размер зерна, генерируют питательные вещества, ароматизаторы или производят человеческие белки.[1]
Естественное перемещение генов между видами, часто называемое горизонтальный перенос генов или латеральный перенос генов, также может происходить с рисом посредством переноса генов, опосредованного природными векторами. Трансгенный события между рисом и Setaria проса.[2] Выращивание и использование генетически модифицированных сортов риса остается спорным и не одобрено в некоторых странах.
История
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] Рейтер сообщил в 2009 году, что Китай предоставил разрешение на биобезопасность ГМ-рису с устойчивостью к вредителям,[4] но этот штамм не был коммерциализирован. 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 генетически модифицированные золотой рис для выращивания, с Министерство здравоохранения Канады и США Управление по контролю за продуктами и лекарствами объявив его безопасным для употребления.[7]
Черты
Устойчивость к гербицидам
В 2000-2001 гг. Monsanto исследовала добавление глифосат терпимость к рису, но не пыталась вывести его на рынок.[8][9] Байер Линия устойчивых к гербицидам риса известна как LibertyLink.[10] Рис LibertyLink устойчив к глюфосинат (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] Clearfield также помесь с более урожайными сортами для получения более выносливого растения.[11]
Пищевая ценность
Золотой рис с более высокими концентрациями Витамин А изначально был создан Инго Потрикусом и его командой. Этот генетически модифицированный рис способен производить бета-каротин в эндосперм (зерно), который является предшественником витамина А. Сингента участвовал в ранней разработке Golden Rice и владел интеллектуальной собственностью[13] что он пожертвовал некоммерческим группам, включая Международный научно-исследовательский институт риса (IRRI) для развития на некоммерческой основе.[14] Научные подробности риса были впервые опубликованы в Научный журнал в 2000 г.[15]
В Всемирная организация здоровья заявил, что дефицит железа поражает 30% населения мира. Ученые-исследователи из Австралийский центр 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 никотианамин, железо и цинк уровни концентрации увеличились во всех трех популяциях по сравнению с контролем.[17]
Устойчивость к вредителям
Рис BT модифицирован для выражения cryIA (b) ген из Bacillus thuringiensis бактерия.[18] В ген придает устойчивость к различным вредителям, включая рисового мотылька, за счет производства эндотоксины. Правительство Китая проводит полевые испытания устойчивых к насекомым сорта. Преимущество риса BT заключается в том, что фермерам не нужно опрыскивать свои посевы пестицидами для борьбы с грибковыми, вирусными или бактериальными заболеваниями. патогены. 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. Китай одобрил рис для крупномасштабного использования с 2009 года.[20]
Устойчивость к аллергии
Исследователи из Японии пытаются развить гипогликемию.аллерген ic сорта риса. Исследователи пытаются подавить образование аллергена АС-альбумин.[19]
Японские исследователи протестировали генетически модифицированный рис на макака обезьяны, которые предотвратят аллергию на кедр пыльца, вызывающая Сенная лихорадка. 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 оральной вакцины.[22]
C4 фотосинтез
В 2015 году консорциум из 12 лабораторий в восьми странах разработал сорт, показавший рудиментарную форму C4 фотосинтез (C4P) для ускорения роста за счет захвата углекислый газ и сконцентрировал его в специализированных клетках листа. C4P - причина быстрого роста кукурузы и сахарного тростника. Инженерия фотосинтеза C4 в рис может повысить урожайность с гектара примерно на 50 процентов. Текущий сорт по-прежнему зависит в первую очередь от C3 фотосинтез. 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
Альбумин сыворотки человека (HSA) - это белок крови человека. плазма крови. Применяется для лечения сильных ожогов, цирроз печени и геморрагический шок. 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, используя Агробактерии. Из 25 растений девять содержали белок HSA. Генетически модифицированный коричневый рис имеет ту же аминокислотную последовательность, что и HSA. Они назвали этот белок Oryza sativa рекомбинантный HSA (OsrHSA). Модифицированный рис был прозрачным. OsrHSA вскоре была продана, чтобы заменить коровий альбумин 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 заметное разнообразие производит человеческих Лактоферрин и Лизоцим.[26] Эти два белка естественным образом вырабатываются в организме человека. грудное молоко и используются во всем мире в детская смесь и регидратация товары.[26][27]
Сопротивление погружению
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 достаточно, чтобы рис выжил под водой до двух недель. Ген находится в всеобщее достояние.[29]
Проблемы с законом
нас
Летом 2006 г. USDA обнаружил следовые количества сорта LibertyLink 601 в партиях риса, готовых к экспорту. LL601 не был одобрен для пищевых целей.[30] Bayer подал заявку на отмену регулирования LL601 в конце июля, и USDA получил статус дерегулирования в ноябре 2006 года.[31] Загрязнение привело к резкому спаду на фьючерсных рынках риса с потерями для фермеров, выращивающих рис на экспорт.[30] Пострадало около 30 процентов производства риса и 11 000 фермеров в Арканзасе, Луизиане, Миссисипи, Миссури и Техасе.[30] В июне 2011 г. Байер согласился выплатить 750 миллионов долларов в качестве компенсации за ущерб и потерянный урожай.[30] Япония и Россия приостановили импорт риса из США, а Мексика и Европейский союз отказались проводить строгие проверки. Заражение произошло в период с 1998 по 2001 год.[32] Точная причина заражения не установлена.
Китай
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 поток 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
- Бойл, Ребекка (1 ноября 2011 г.). «Рис генетически модифицирован для производства белка крови человека». POPSCI.com. Популярная наука. Получено 8 апреля 2012.
- Веллер, Кит (23 мая 2006 г.). «Коллекция риса выявляет ценные черты». USDA.gov. Министерство сельского хозяйства США. Получено 28 апреля 2012.
- Грусак, Михаил А (28 апреля 2010 г.). «Библиотека фотографий ARS». USDA.gov. Министерство сельского хозяйства США. Получено 29 апреля 2012.
- Шарма, Арун К .; Шарма, Манодж К. (2009). «Растения как биореакторы: последние разработки и новые возможности». Достижения биотехнологии. 27 (6): 811–832. Дои:10.1016 / j.biotechadv.2009.06.004. ЧВК 7125752. PMID 19576278.* Diao, X; Фрилинг, М; Лиш, Д. (2006). «Горизонтальный перенос транспозона растения». PLOS Биология. 4 (1): e5. Дои:10.1371 / journal.pbio.0040005. ЧВК 1310652. PMID 16336045.
- Грей, Натан (2011). «Исследования ГМ-риса могут дать надежду людям с дефицитом питательных микроэлементов (сентябрь / октябрь 2011 г.)». NutraIngredients.com. Получено 8 апреля 2012.
Рекомендации
- ^ Шарма и Шарма 2009.
- ^ Диао, Фрилинг и Лиш 2006.
- ^ База данных GM Crop Центра оценки экологических рисков, (LLRICE06, LLRICE62).
- ^ Китай одобрил безопасность ГМО риса, Reuters, 27 ноября 2009 г.
- ^ Состояние игры: генетически модифицированный рис, Rice Today, январь-март 2012 г.
- ^ Демонт, М .; Штейн, А. Дж. (2013). «Глобальная ценность ГМ-риса: обзор ожидаемых агрономических и потребительских выгод». Новая биотехнология. 30 (5): 426–436. Дои:10.1016 / j.nbt.2013.04.004. PMID 23628812.
- ^ Коглан, Энди (30 мая 2018 г.). «Золотой рис ГМ получил одобрение регулирующих органов США». Новый ученый. Получено 7 июн 2018.
- ^ Болдуин, Форд (2 февраля 2009 г.). «Технология борьбы с сорняками риса». Дельта Фарм Пресс.
- ^ а б Уильямс, Билл Дж .; Страхан, Рон; Вебстер, Эрик П. (июнь – июль 2002 г.). «Системы борьбы с сорняками для риса Clearfield». Луизиана Сельское хозяйство.
- ^ Гюнтер, Марк (27 июня 2007 г.). «Генетически модифицированный рис попадает в продовольствие США». CNNMoney. Получено 11 ноября 2011.
- ^ а б c Кроуган, Тим (2003). «Райс Клирфилд: это не ГМО». LSU AgCenter. Получено 25 ноября 2020.
- ^ а б "E0019 Clearfield® Рис" (PDF). Государственный университет Миссисипи Расширение. Архивировано из оригинал (PDF) 25 ноября 2020 г.
- ^ Кристенсен, Джон. «УЧЕНЫЙ ЗА РАБОТОЙ: Инго Потрикус; Золотой рис в оранжерее, защищенной от гранат». Нью-Йорк Таймс. 21 ноября 2000 г. Web. 10 ноября 2011 г.
- ^ Золотой рис и интеллектуальная собственность: государственно-частное партнерство и гуманитарное использование, Сайт Гуманитарного совета «Золотой рис».
- ^ 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. Дои:10.1126 / science.287.5451.303. PMID 10634784.
- ^ Биофортификация железа, Сайт ACPFG.
- ^ Серый 2011.
- ^ 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. Дои:10.1038 / nbt1093-1151. PMID 7764096. S2CID 21129991.
- ^ а б «ГМО Компас: Рис». Архивировано из оригинал 9 марта 2012 г.. Получено 5 марта 2012.
- ^ Джеймс, К. «Китай одобрил знаменательное решение, касающееся биотехнологий риса и кукурузы».
- ^ Коглан, Энди (3 июля 2009 г.). «ГМ-рис облегчает аллергию на желудок». NEWSCIENTIST.com. Reed Business Information Ltd. Получено 29 апреля 2012.
- ^ Такаиши, S; Сайто, S; Камада, М; Отори, N; 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. Дои:10.1186 / s13601-019-0249-8. ЧВК 6381677. PMID 30828418.
- ^ Буллис, Кевин (декабрь 2015 г.). «Ускорение роста растений, чтобы накормить мир | Обзор технологий MIT». Обзор технологий MIT. Получено 30 декабря 2015.
- ^ а б Бойл 2011.
- ^ Лю, Кун; Чжоу, Лихуа (13 августа 2019 г.). «FDA одобряет новую биотехнологию». China Daily. Ухань. Получено 2 февраля 2020.
- ^ а б c «Ventria Bioscience: повышение глобальной доступности жизненно важных рекомбинантных лекарств и других биотехнологических продуктов». Ventria.com. Получено 12 ноября 2012.
- ^ «Канзас приветствует измененные рисовые культуры из Вентрии». Деловой журнал Сакраменто. 27 ноября 2011 г.
- ^ «Sub1A». funricegenes.github.io. Получено 16 марта 2020.
- ^ Бренд, Стюарт (2010). Дисциплина всей Земли. Книги пингвинов. ISBN 9780143118282.
- ^ а б c d Bloomberg News (1 июля 2011 г.). «Байер соглашается с фермерами по поводу модифицированных семян риса». Нью-Йорк Таймс.
- ^ «USDA ПЕРЕГРЕВАЕТ ЛИНИЮ ГЕНЕТИЧЕСКИ ИНЖЕНЕРНОГО РИСА». USDA.gov. USDA. 24 ноября 2006 г. Архивировано с оригинал 5 октября 2011 г.. Получено 11 ноября 2011.
- ^ Берри, Ян (1 июля 2011 г.). "Байер заплатит фермерам, выращивающим рис, за заражение генами". WSJ.com. Журнал "Уолл Стрит. Получено 8 марта 2012.
- ^ 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. Дои:10.1111/1365-2664.12299.