Möjligheter
med GMO-raps
SV E N S KFR Ö T I D N I N G N R7. SE P T E M B E R1998
4
Av konsulent Roland Lyhagen, Svalöf Weibull AB
Såväl möjligheter som risker är överdrivna i debatten. Visst är det ett kraftfullt verktyg för växtföräd-larna men det har också begräns-ningar. Förädlarnas bedömning när det gäller riskerna är att dessa inte skiljer sig på något avgörande sätt från riskerna att föra in nya egen-skaper med konventionell föräd-ling.
Myndighetskontroll och demokratisk insyn
I motsats till andra förädlingsmeto-der så är den moförädlingsmeto-derna gentekni-ken kontrollerad och tillståndsplik-tig av myndigheterna. Tillämp-ningen av tekniken regleras i
Gentekniklagen vars efterlevnad kontrolleras av Arbetarskydds-styrelsen, Fiskeriverket, Jordbruks-verket, Kemikalieinspektionen, Livsmedelsverket, Läkemedels-verket och Skogsstyrelsen. Dessutom finns ett demokratiskt sammansatt rådgivande organ, Gentekniknämnden, som bevakar de etiska frågorn och ger råd om användning av tekniken. I nämn-den sitter 7 riksdagledamöter, 7 experter från de olika forskningsrå-den samt två höga jurister som ordförande respektive vice ordfö-rande. Kontrollmyndigheterna begär in ett utlåtande från Gentek-niknämnden innan tillstånd ges för olika tillämpningar.
Vad betyder GMO?
GMO är en av våra nya
förkortning-ar i debatten och betyder GenModifierade Organismer. Tekniken inom växtförädlingen innebär att man flyttar enskilda gener mellan olika organismer eller sätter in en av artens gener bak- och framvänd. Överföringen sker på cellnivå och därefter åter-bildar man plantan genom cellod-ling. Överföring av enskilda gener kan ske från samma växtart eller från helt andra växtarter eller från helt andra organismer som djur, bakterier eller virus. Transgen kal-las en organism som erhållit en gen med hjälp av genteknik från en annan art eller organism.
Vad är gener och hur ser de ut?
De flesta organismer är uppbyggda av celler (figur 1). Hos växter och djur innehåller varje enskild cell
Möjligheter
med GMO-raps
Få frågor idag är föremål för så ingående diskussion i jordbruksbranschen, inom
konsumentrörelsen och i massmedia som den moderna gentekniken. Ståndpunkterna går
vitt isär - från att gentekniken skall revolutionera produktionsmöjligheterna och
minska världssvälten till risker om total ekologisk katastrof.
SV E N S KFR Ö T I D N I N G N R7. SE P T E M B E R1998 5
en cellkärna som rymmer generna organiserade i kromosomer. Kromosmerna är uppbyggda av själva arvmassan, DNA (desoxyri-bonukleinsyra). DNA är i sin tur uppbyggd av två kedjor av omväx-lande sockerart och fosfat. Mellan dessa parallellgående kedjor sitter kvävebaserna adenin, tymin, cyto-sin och guanin. Arvsmolekylen är till sin struktur likadant uppbyggd i alla organismer, det är endast ordningsföljden mellan kväveba-serna som skiljer och som ger olika egenskaper. Kopplad till genen finns en promotor, en kortare följd av kvävebaser, som talar om var, när och hur genen skall fungera.
Ett visst antal baspar i DNA-mole-kylen kodar för ett enzym som styr en biokemisk process i organismer och tar sig uttryck i en egenskap. Att arvmassan till sin struktur är lika uppbyggd hos alla organismer, dvs med samma byggstenar men med olika ordningsföljd, är den första förutsättningen för att kunna flytta gener mellan helt olika orga-nismer. Många gener är dessutom gemensamma mellan olika orga-nismer. Människan har till exempel många gener gemensamt med chimpansen.
Hur framställs GMO?
Man identifierar en intressegen i någon organism, klipper ut den ur DNA-kedjan med hjälp av ett enzym, flyttar in den i ett ringfor-migt DNA i en speciell
jordbakte-rie. Jordbakterien har en naturlig förmåga att i jorden överföra en del av sitt ringformiga DNA, den så kallade plasmiden, som kan infek-tera skadade växtrotceller, varvid plasmidens gener införlivas med rotcellens gener. Därmed börjar rotcellen producera ämnen som är nyttiga för bakteriens överlevnad. Vi utnyttjar denna naturliga över-föringsmekanism på ett styrt sätt. Man badar en vävnad med lämpli-ga celler från raps med jordbakte-rier som har plasmider med intressegenen. Dessutom finns en markörgen kopplad till intressege-nen. Markörgenen är ofta någon form av antibiotikaresistens,
vanli-gen kanamycinresistens. Att vi använder just den här antibiotika-resistensen beror på att kanamycin inte används humanmedicinskt eller veterinärmedeicinskt för att bota sjukdomar. Vid genöverföring används markörgenen för att finna de få celler som transformerats. Man tillsätter helt enkelt kanamy-cin till bladcellerna efter trnsfor-mationen. Då dör alla celler utom de som har fått kanamycinresisten-sgenen. Dessa överlevande celler har då också fått vår intressegen eftersom den var hopkopplad med kanamycingenen. De överlevande cellerna odlas på näringssubstrat varvid hela rapsplantor återbildas som då också har två extra gener: intressegen och kanamycinresi-stensgenen och förutom sina ursprungliga ca 100 000 gener!
Vilka egenskaper kan förändras?
Denna teknik är endast användbar för enkelt nedärvda egenskaper, som styrs av en gen. Det kan vara odlingsegenskaper, herbicidtole-rans, svamp- och virusresistens, insektsresistens och kvalitetsegen-skaper. Men många egenskaper är komplext nedärvda med många gener inblandade och då är inte denna teknik användbar. Det inne-bär att den moderna gentekniken är ett komplement till övriga tradi-tionella förädlingsmetoder och måste i regel kombineras med dessa för att få en totalt sett odlingsvärd sort. Den helt övervä-gande delen av förädlingsarbetet
sker alltså med tradionella meto-der och ute i fält medan man på laboratoriet med genteknik kan tillför enstaka strategiskt mycket intressanta egenskaper.
Naturligtvis pågår parallellt utveckling och förädling av alla egenskaper med traditionella metoder med samma intensitet som tidigare.
Nya egenskaper i rapsen inte bara herbicidtolerans
Vid Svalöf Weibull pågår ett tiotal projekt med genmodifiering varav ett nått fram till en marknadsintro-duktion. Det är en stärkelseföränd-rad potatissort för pappersin-dustrin. I raps arbetar vi med ny herbicidtolerans, ökad tolerans mot bomullsmögel och andra svampar, resistens mot rapsbaggar
Planta Organ(blad) Bladvävnad Cell medcellkärna
Cellkärna 0,03 mm
En liten del av DNA-molekylen
Figur 1. Alla organismer är uppbyggda av celler. I cellkärnan finns arvsmassan, DNA, organiserad i kromosomer. Gener, avgränsade delar av DNA-molekylen, styr alla livsprocesser inklusive överförandet av egenskaper till avkomman.
SV E N S KFR Ö T I D N I N G N R7. SE P T E M B E R1998 7 och förändrad
fettsyrasamman-sättning.
Närmast i tiden ligger vårraps-sorter med ny herbicidtolerans vil-ket behandlats i en tidigare artikel i Svensk Frötidning. Med ny herbi-cidtolerans kan både effektivare och billigare ogräskontroll åstad-kommas. Det stärker den pressade oljeväxtkalkylen och ökar möjlig-heterna att behålla oljeväxtodling-en inom landet.
Bättre svampresistens ett gammalt önskemål
Genom att överföra två gener från korn till raps hoppas vi väsentligt förbättra rapsens tolerans mot flera olika svampar, främst bomullsmögel och kransmögel. Några genmodifierade rapsplantor har testats med varierande resultat men nya transformationer genom-förs parallellt och förhoppningsvis kommer några intressanta konstel-lationer att vaskas fram ur detta utvecklingsarbete. Det skulle bli ett synnerligen värdefullt
genombrott om vi kunde öka resi-stensenen radikalt mot svampsjuk-domar. Projektet är ännu i sin linda och sorter för marknaden ligger i bästa fall inom en 10-årsperiod.
Kan man nå rapsbaggeresistens?
I detta projekt har ett speciellt växtprotein isolerats som visat sig
skadligt för rapsbaggar. Genen för detta protein har överförts till raps och effekten studeras nu i omfat-tande växthusförsök. Genom att koppla genen till en vävnadsspeci-fik promotor för genen, kan man få proteinerna att uttryckas endast i t ex de knoppdelar som baggarna och dess larver äter av.
Ändrad fettsyrasammansättning
Med genteknik kan man ändra oljans sammansättning i raps och lin utöver vad som är möjligt med traditionell korsningsförädling. Vegetabiliska oljor är uppbyggda av fettsyror. Andelen av olika fett-syror i olja bestämmer näringsvär-de, kemiska och fysikaliska egen-skaper samt användningsområden. De projekt som bedrivs i samarbe-te mellan SLU och Svalöf Weibull syftar till att få fram fettsyrasam-mansättningar för tekniska ända-mål. Det är dels hög oxidations-kvalitet och låg smältpunkt på rapsoljan som kan användas som smörjmedel och hydrauloljor. Den andra eftersträvade förändringen är hydroxylerade, reaktiva, fettsy-ror som kan ingå i lacker och poly-merer. Här sker förändringen i olje-lin för att lättare särhålla denna specialkvalitet. Mycket utvecklings-arbete återstår och sorter för mark-naden blir inte aktuella inom den närmsta femårsperioden.
Bättre konkurrenskraft
Varför arbeta med en så omdebat-terad teknik som verkar möta stort motstånd hos konsumenterna? Kritiken mot tekniken har alltmer förskjutits från en fråga om risker till en fråga om etik och förtroen-de. Därav följer att det är viktigt att vara tydlig och ärlig i sitt bud-skap från växtförädlingsföretagen och livsmedelsindustrin. Det gäller att tala om vad man gör, hur man genförändrar och i vilka livsme-delsprodukter det hamnar. Märkning av livsmedel som inne-håller genmodifierade råvaror är ett sätt att gå konsumenterna till mötes. Riskerna för hälsa och miljö bedöms och värderas strängt av förädlarna och företagen.
Fördelarna med gentekniken är flera. Effektiva resistenskällor för bomullsmögel har man t ex inte lyckats finna inom rapsfamiljen för att föra in med traditionell föräd-ling. Med genteknik öppnas denna möjlighet. Likaså med rapsbagge-resistens. Det skall minska beho-vet av kemisk bekämpning. Ny herbicidtolerans kan ge billigare, effektivare och miljövänligare ogräskontroll. Det stärker rapsens konkurrenskraft gentemot spann-målen men också svenska bönders konkurrensförmåga i Europa. Ny fettsyrasammansättning kan ge möjligheter att odla industri- eller medicingrödor med högt avsätt-ningsvärde. För Europa gäller det att klara en allt hårdare konkurrens från USA efter hand som det euro-peiska jordbrukets skyddsmurar sänks i nya GATT- och WTO-avtal. Redan nu pressas den europeiska oljeväxtodlingen hårt av ameri-kansk soja och majs som i många fall redan är genmodifierade och produceras billigare. För konsu-menterna ligger den omedelbara nyttan i billigare och bättre råva-ror. Billigare livsmedel har varit det överordnade konsumentmålet under hela efterkrigstiden och ett viktigt argument för inträde i EU. ■
Gener från korn som kodar för resistensproteiner samt gen för
kanamycinresistens Genöverföring med hjälp av jordbakterien Agrobacterium tumifaciens En vävnad av rapsceller badas i en lösning av bakterier Några få procent av cellerna blir transformerade För att finna de transformerade
cellerna tillsätts antibiotika (kanamycin). Endast celler med kanamycinresistens överlever. De bär också på resistensgenen mot
bomullsmögel. De transformerade
cellerna överförs för odling i näringssubstrat i petriskålar. Snart utbildas
ett skott med stjälk och blad. Småplantor överförs till
krukor och plantor med förhoppningsvis förbättrad bomullsmögelresistens har
skapats
