Moderne dyrket majs blev tæmmet fra teosinte, et gammelt græs, gennem mere end 6,000 år gennem konventionel avl. Nicole Rager Fuller, National Science FoundationModerne dyrket majs blev tæmmet fra teosinte, et gammelt græs, gennem mere end 6,000 år gennem konventionel avl. Nicole Rager Fuller, National Science Foundation

Siden 1980'erne har biologer brugt genteknologi til at udtrykke nye træk i afgrødeplanter. I løbet af de sidste 20 år er disse afgrøder blevet dyrket på mere end en milliard hektar i USA og globalt. På trods af deres hurtige vedtagelse af landmænd er genetisk manipulerede (GE) afgrøder fortsat kontroversielle blandt mange forbrugere, som nogle gange har haft svært ved at få nøjagtige oplysninger.

I sidste måned udgav US National Academies of Sciences, Engineering and Medicine en gennemgå af 20 års data vedrørende GE-afgrøder. Rapporten bekræfter stort set resultater fra tidligere rapporter fra National Academies og anmeldelser produceret af andre store videnskabelige organisationer rundt om i verden, herunder Verdens Sundhedsorganisation og Europa-Kommissionen.

Jeg instruerer en laboratorium der studerer ris, en basisfødevareafgrøde for halvdelen af ​​verdens befolkning. Forskere i mit laboratorium identificerer gener, der kontrollerer tolerance over for miljøstress og resistens over for sygdom. Vi bruger genteknologi og andre genetiske metoder til at forstå genfunktion.

Jeg er meget enig i NAS-rapporten i, at hver afgrøde, uanset om den er opdrættet konventionelt eller udviklet gennem genteknologi, bør evalueres fra sag til sag. Hver afgrøde er forskellig, hver egenskab er forskellig, og hver landmands behov er også forskellige. Der kan opnås flere fremskridt med hensyn til afgrødeforbedring ved at bruge både konventionel avl og genteknologi end ved at bruge begge metoder alene.


indre selv abonnere grafik


Konvergens mellem bioteknologi og konventionel avl

Nye molekylære værktøjer udvisker sondringen mellem genetiske forbedringer lavet med konventionel avl og dem lavet med moderne genetiske metoder. Et eksempel er markørassisteret avl, hvor genetikere identificerer gener eller kromosomale områder forbundet med egenskaber, som landmænd og/eller forbrugere ønsker. Forskere leder derefter efter bestemte markører (mønstre) i en plantes DNA, der er forbundet med disse gener. Ved at bruge disse genetiske markører kan de effektivt identificere planter med de ønskede genetiske fingeraftryk og eliminere planter med uønsket genetik.

For ti år siden isolerede mine samarbejdspartnere og jeg et gen, kaldet Sub1, der kontrollerer tolerance over for oversvømmelser. Millioner af risbønder i Syd- og Sydøstasien dyrker ris i oversvømmelsestruede områder, så denne egenskab er ekstremt værdifuld. De fleste sorter af ris vil dø efter tre dages fuldstændig nedsænkning, men planter med Sub1-genet kan modstå to ugers fuldstændig nedsænkning. Sidste år dyrkede næsten fem millioner landmænd Sub1-rissorter udviklet af mine samarbejdspartnere på Internationalt Risforskningsinstitut ved brug af markørassisteret avl.

I et andet eksempel identificerede forskere genetiske varianter, der er forbundet med hornløshed (benævnt "polled") hos kvæg - en egenskab, der er almindelig hos oksekødsracer, men sjælden hos malkeracer. Landmænd afhorner rutinemæssigt malkekvæg for at beskytte deres førere og forhindre dyrene i at skade hinanden. Fordi denne proces er smertefuld og skræmmende for dyrene, veterinæreksperter har opfordret til forskning i alternative muligheder.

I en studere offentliggjort i sidste måned brugte videnskabsmænd genomredigering og reproduktiv kloning til at producere malkekøer, der bar en naturligt forekommende mutation for hornløshed. Denne tilgang har potentialet til at forbedre velfærden for millioner af kvæg hvert år.

Reducerer kemiske insekticider og øger udbyttet

Ved vurderingen af, hvordan GE-afgrøder påvirker afgrødes produktivitet, menneskers sundhed og miljøet, fokuserede NAS-undersøgelsen primært på to egenskaber, der er blevet manipuleret i planter: resistens over for skadedyr og tolerance over for herbicider.

Undersøgelsen viste, at landmænd, der plantede afgrøder, er konstrueret til at indeholde den insekt-resistente egenskab - baseret på gener fra bakterien Bacillus thuringiensis, eller Bt - generelt oplevede færre tab og anvendte færre kemiske insekticidsprays end landmænd, der plantede ikke-Bt-sorter. Den konkluderede også, at gårde, hvor Bt-afgrøder blev plantet, havde mere insektbiodiversitet end gårde, hvor avlere brugte bredspektrede insekticider på konventionelle afgrøder.

Genmodificerede afgrøder, der i øjeblikket dyrkes i USA (IR=insektresistent, HT=herbicidtolerant, DT=tørketolerant, VR=virusresistent). Colorado State University ExtensionGenmodificerede afgrøder, der i øjeblikket dyrkes i USA (IR=insektresistent, HT=herbicidtolerant, DT=tørketolerant, VR=virusresistent). Colorado State University ExtensionUdvalget fandt, at herbicid-resistente (HR) afgrøder bidrager til større udbytte, fordi ukrudt lettere kan bekæmpes. For eksempel høstede landmænd, der plantede HR-raps, større udbytter og afkast, hvilket førte til bred anvendelse af denne afgrødesort.

En anden fordel ved plantning af HR-afgrøder er reduceret jordbearbejdning - processen med at vende jorden. Før plantning skal landmændene dræbe ukrudtet på deres marker. Før fremkomsten af ​​herbicider og HR-afgrøder bekæmpede landmænd ukrudt ved at dyrke. Jordbearbejdning forårsager dog erosion og afstrømning og kræver energi til at brænde traktorerne. Mange landmænd foretrækker reduceret jordbearbejdning, fordi de forbedrer bæredygtig forvaltning. Med HR-afgrøder kan landmænd bekæmpe ukrudt effektivt uden jordbearbejdning.

Udvalget bemærkede en klar sammenhæng mellem plantning af HR-afgrøder og landbrugspraksis med reduceret jordbearbejdning i løbet af de sidste to årtier. Det er dog uklart, om adoptionen af ​​HR-afgrøder resulterede i beslutninger fra landmændene om at bruge konserverende jordbearbejdning, eller om landmænd, der brugte bevarende jordbearbejdning, lettere adopterede HR-afgrøder.

I områder, hvor plantning af HR-afgrøder førte til stor afhængighed af herbicidet glyphosat, udviklede nogle ukrudtsmidler resistens over for herbicidet, hvilket gjorde det vanskeligt for landmænd at bekæmpe ukrudt ved hjælp af dette herbicid. NAS-rapporten konkluderede, at bæredygtig brug af Bt- og HR-afgrøder vil kræve brug af integrerede skadedyrsbekæmpelsesstrategier.

Rapporten diskuterer også syv andre GE-fødevareafgrøder dyrket i 2015, herunder æble (Malus domestica), raps (Brassica), sukkerroer (Beta vulgaris), papaya (carica papaya), kartoffel, squash (Cucurbita pepo) og aubergine (Solanum melongena).

Papaya er et særligt vigtigt eksempel. I 1950'erne udslettede papaya ringspot-virus næsten al papayaproduktion på den hawaiianske ø Oahu. Da virussen spredte sig til andre øer, frygtede mange landmænd, at den ville udslette den hawaiianske papaya-afgrøde.

I 1998 hawaiisk plantepatolog Dennis Gonsalves brugt genteknologi til at splejse et lille udsnit af ringpletvirus-DNA ind i papaya-genomet. De resulterende gensplejsede papayatræer var immune over for infektion og producerede 10-20 gange mere frugt end inficerede afgrøder. Dennis' pionerarbejde reddede papayaindustrien. Tyve år senere er dette stadig det eneste metode til bekæmpelse af papaya ringspot virus. I dag trods protester fra nogle forbrugere80 procent af den hawaiianske papaya-afgrøde er gensplejset.

Forskere har også brugt gensplejsning til at bekæmpe et skadedyr kaldet frugt- og skudboreren, som jager aubergine i Asien. Landmænd i Bangladesh sprøjter ofte insekticider hver 2.-3. dag, og nogle gange så ofte som to gange dagligt, for at kontrollere det. Verdenssundhedsorganisationen skøn at omkring tre millioner tilfælde af pesticidforgiftning og over 250,000 dødsfald forekommer på verdensplan hvert år.

For at reducere kemiske sprays på aubergine, manipulerede forskere ved Cornell University og i Bangladesh Bt ind i aubergine-genomet. Bt brinjal (aubergine) blev introduceret i Bangladesh i 2013. Sidste år 108 bangladeshiske landmænd dyrkede det og var i stand til drastisk at reducere sprøjtemidler af insekticider.

Giv verden mad på en økologisk baseret måde

Genetisk forbedrede afgrøder har været til gavn for mange landmænd, men det er klart, at genetisk forbedring alene ikke kan løse de mange forskellige komplekse udfordringer, som landmændene står over for. Økologisk baserede landbrugstilgange samt infrastruktur og passende politikker er også nødvendige.

I stedet for at bekymre os om generne i vores mad, skal vi fokusere på måder, hvorpå vi kan hjælpe familier, landmænd og landdistrikter med at trives. Vi skal være sikre på, at alle har råd til maden, og vi skal minimere miljøforringelsen. Jeg håber, at NAS-rapporten kan hjælpe med at flytte diskussionerne ud over distraherende pro/mod-argumenter om GE-afgrøder og genfokusere dem på at bruge enhver passende teknologi til at brødføde verden på en økologisk baseret måde.

Om forfatteren

The Conversation

ronald pamelaPamela Ronald, professor i plantepatologi, University of California, Davis. Hendes laboratorium studerer det genetiske grundlag for resistens over for sygdom og tolerance over for stress i ris. Sammen med sine samarbejdspartnere har hun konstrueret ris til modstandsdygtighed over for sygdomme og tolerance over for oversvømmelser, som alvorligt truer risafgrøder i Asien og Afrika.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation. Læs oprindelige artikel.


Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon