Gensplejsning/Forædling
Landbruget anvender flere metoder til planteforædling:
Emner
1. Krydsning
2. Gensplejsning. Underemner:
-
A) Sygdomsbekæmpelse – genterapi. Eksempler
-
B) Plantedyrkning
-
C) Miljøforbedring
-
D) Naturlige gensplejsninger
-
E) Betænkeligheder
-
F) Hvor omfattende er gensplejsning?
-
G) Kildemateriale, litteratur, dokumentation
3. Kloning
4. Kromosomfordobling
5. Hybridavl. Krydsningsfrodighed – (heterosis)
6. Polyploidi ved bederoer
7. Mutation
8. Meristemformering, podning
9. Lidt litteratur og dokumentation
De forskellige metoder omtales kort i det følgende.
1. Krydsning
er den almindeligste og mest anvendte metode. Den anvendes både ved selvbestøvere og fremmedbestøvere.
Efter en krydsning mellem 2 udvalgte forældresorter følger mange års udvalg af enkelte planter, forsøgsarbejde og opformering.
Fra den første krydsning og til der foreligger en færdig sort der kan anvendes af landmanden, går der typisk 12 – 15 år. Denne tid kan forkortes, hvis der kan høstes 2 årlige afgrøder. Det kan ske ved at fragte såsæden til arealer på den sydlige halvkugle.
2. Gensplejsning – genmanipulation og kloning
Ved gensplejsning ændrer man direkte på de enkelte gener. Som værktøj anvendes ofte bakterier til overførsel af udvalgte gener med arveegenskaber, der har særlig interesse.
Gensplejsning af bakterier og planter er rimelig let at foretage, hvorimod det er langt vanskeligere at gensplejse dyr og mennesker.
Gensplejsning omfatter indsættelse af fremmede gener i celler – flere forskellige metoder kan anvendes.
(selve kromosomet) gennem en meget fin kanyle, mens cellen holdes på plads med en pipette.
En dyrecelle får f.eks. indsprøjtet DNA.
Metoderne til gensplejsning er mange – kun et enkelt skal vises kort:
Colibakterier (Escherichia Coli – også kaldet E-Coli) er almindeligt forekommende i naturen og i menneskets tarmsystem. Bakterien er velegnet til genoverførsel som det kan ses på figurerne ovenover.
Agrobacterium tumefaciens er en jordbakterie, der forårsager en sygdom rodhalsgalle på visse planter. Denne bakterie anvendes ofte til at overføre genmateriale til planter. Det sket f.eks. ved gensplejsning af sojabønnen, så den kunne tåle ukrudtsmidlet Roundup.
Beskydning med udvalgte genstykker anvendes ofte når planter skal genmodificeres. Ofte kobles med et fluorescerende gen, så man kan se, om splejsningen er lykkedes.
GenModificerede Organismer kaldes ofte for GMO.
I naturen er der gennem årmillioner sket spontane gensplejsninger – bælgplanternes evne til at udnytte luftens kvælstof ved hjælp af bakterier, der lever på rødderne er uden tvivl et resultat at en gensplejsning fra naturens hånd. Denne plantegruppe er pudsigt meget populær blandt de personer, der er størst modstand mod gensplejsning.
Tomoflen – er en hybrid mellem tomat og kartoffel er derimod ikke frembragt ved gensplejsning.
Teknikken bag denne frembringelse kaldes cellefusion.
Med gensplejsning kan der skydes genvej.
Gensplejsningsteknikken baner vej for uanede muligheder for fremstilling af planter og dyr efter vores ønsker og behov.
Det er muligheder, der både kan virke fascinerende, men også noget skræmmende. Ukendskab giver ofte anledning til overdrevne skrækforestillinger, der ikke har noget med virkeligheden at gøre. Skrækforestillinger er imidlertid godt stof for underholdningsindustrien.
Mange forsøg med at ændre på et områdes økologiske balance har givet fatale konsekvenser, så der er al grund til at foretage grundige undersøgelser, inden gensplejsede produkter gives fri.
- Human insulin.
Ved et af de første forsøg med udnyttelse af gensplejsningsteknik lykkedes det at få colibakterier til at producere menneskeinsulin, det såkaldte human insulin. Colibakterierne fik indsat det menneskelige gen for insulin.
Den gensplejsede insulin erstatter insulin udvundet fra bugspytkirtler fra især svin, men også kvæg leverer råproduktet.
Svineinsulin kan give følgesygdomme, her er den gensplejsede at foretrække.
Da sukkersyge – diabetes – er et stigende problem, vil man i virkeligheden ikke kunne skaffe dyr til insulinproduktionen. I Danmark er over 20.000 mennesker afhængig af insulin. Her i landet anvender vi ikke det gensplejsede insulin, vi producerer det bare.
Insulin fremstillet af gensplejsede planter – f.eks. kartofler – er en mulighed, der måske viser sig at være en fremtidens behandling af diabetespatienter. - Væksthormoner.
Mange andre menneskelige proteiner, som f.eks. væksthormon, kan fremstilles på lignende måde. - Somatostatin –
et hormon – var et af de første stoffer, der blev fremstilles v.h.a. gensplejsning. Somatostatin har betydning for væksten og en vis betydning for udviklingen af sukkersyge. - AIDS-fri donorblod.
Grise kan ikke få AIDS. Man kan splejse gener fra mennesker ind i grise, så de producerer både menneske- og grisehæmoglobin. De 2 typer blod kan adskilles efter slagtning.
Hvis metoden viser sig at virke, vil man fremover kunne anvende blod, der er ikke er inficeret med virus, der giver leverbetændelse og AIDS. - Malariavaccine.
I Californien har forskere fået tobaksplanter til at producere en
vaccine mod malaria. Tobaksplanten har fået indført et gen, der koder for dannelsen af bestemte proteiner, som findes i malariaparasitten, der overføres af myggen Anopheles. - Graviditetshormon.
Med indsplejsede gener fra mennesket kan man få planter til at udvikle human graviditetshormon. - Caries.
Indsplejsning af gener i planter så der produceres stoffer, der indirekte modvirker huller i tænderne – caries – er afprøvet med held – foreløbig dog kun på tobaksplanten. - Kolera.
Vaccination mod kolera via gensplejsede bananplanter, der producerer en inaktiv form af koleratoksin. Det bevirker, at kroppen selv producerer antistoffer mod denne frygtede sygdom. - Osteløbe fremstilles fra kalvemaver. Det aktive stof er enzymet chymosin. Osteløbe får ostestoffet til at udskille sig fra mælken.
Et dansk firma (Chr. Hansen, er nu overtaget af andet selskab) har rettighederne til på global plan, at fremstille og sælge osteløbe udfra genmodificering – helt udenom døde dyr.
I Danmark må kun anvendes enzymer udvundet fra kalvemaver – selv om der er tale om identiske produkter uden nogen DNA overhovedet – det samme gælder for mange andre, lignende produkter. - Leverbetændelse.
Vacciner mod leverbetændelse er gensplejsede. - Enzymer.
NOVO fremstiller enzymer til vaskemidler ved gensplejsning – uden den teknik kunne de ikke tåle de 30 graders varme, der anvendes ved vask. - Væksthormoner
er gensplejsede etc. - Gensplejsede kartofler kan fremstille Beta-defensin, et svineprotein, der normalt udskilles i svinets mundhule og tarm, hvor det medvirker ved immunforsvaret, idet dette protein er bakteriedræbende. Beta-defensin kunne blive et alternativ til de udfasede vækstfremmere.
Gensplejsningen foregår ved at blande en bakterie med denne specifikke egenskab med kartoffelstykker. Kartoflen er et udmærket objekt i denne henseende da den formerer sig vegetativt og ikke krydsbestøver med andre planter i den danske natur.
Kilde: Seniorforsker Ph.D., Knud Larsen, Forskningscentret, Foulum. - Genomet for ris er kortlagt hvilket baner vejen for at fremstille rissorter med ønskede egenskaber.
I mange lande er der udpræget mangel på A-vitamin. Ris med forhøjet A-vitamin er ved at være klar til brug, hvorved der er mulighed for at øge folkesundheden.
I vor dagligdag møder vi GMO i stigende grad.
Muligheden for at fremstille medicin ved gensplejsning er møder ikke den store modstand. Der er vel ikke mange, der modsætter sig fremstilling af livsvigtig medicin.
a) Genterapi
drejer sig om at overføre kunstigt genmateriale direkte til patienter med en lidelse, der skyldes manglende eller defekte gener.
Der kan også være tale om, at immunforsvaret skal styrkes.
Det er imidlertid ikke en enkel sag at overføre gener til de rigtige steder i kroppen.
En af de mest lovende metoder er at anvende virus, hvor man har ødelagt de smitsomme gener.
Der er anvendt forskellige virusformer som vektorer, men metoden er så ny, at man endnu kun kan opvise få sikre, videnskabelige positive resultater.
Men mange forskere er ikke i tvivl om, at man i fremtiden vil kunne helbrede en lang række lidelser ad denne vej. Nogle enkelte eksempler:
- 2 børn i USA med en arvelig immundefekt, kunne ikke producere et enzym, der er nødvendigt for dannelsen af de såkaldte T- lymfocytter, der har betydning for immunforsvaret.
De blev behandlet med et gen via en virus, så de selv kunne producere enzymet og derved blive i stand til at leve udenfor den boble, de ellers var henvist til a.h.t. faren for infektioner. (Boblebørn)
Børnene er nu helbredte, idet genterapien har ændret i de stamceller, der producerer immuncellerne. - Cystisk fibrose er en arvelig sygdom, der er meget almindelig og dødelig.
Sygdommen skyldes en fejl i et gen, der styrer et regulerende protein.
Ved dyreforsøg har man vist, at man kan overføre et ubeskadiget gen i lungerne, der kunne producere tilstrækkeligt af det manglende protein.
I 90érne fik hunfåret Tracy indsat et særligt gen, så der i mælken blev udskilt et kemisk stof, der er livsnødvendigt som medicin mod cystisk fibrose. Et enkelt får kan ikke levere ret megen medicin, her påkalder kloning (se senere) sig stor interesse. - I Danmark udføres forsøg med genterapi mod leverkræft. I forbindelse med svag kemoterapi ser det ud til at det har en meget god effekt mod denne svære sygdom.
- Af andre sygdomme man er interesseret i kan nævnes AIDS, blodpropper, sklerose, skizofreni m.v.Til top
b) Plantedyrkning. Resistens mod sygdomme og skadedyr.
I landbruget er der gode muligheder for forbedringer af kulturplanternes egenskaber, der ikke kan ske ved normal forædling.
Ved at gensplejse gener fra vilde planter ind i kulturplanterne, er det muligt at gøre dem mere modstandsdygtige over angreb af skadedyr og sygdomme.
- Majs – Bt 176.
Firmaet Novartis har indsat et særligt gen fra bakterien Bacillus thuringiensis i majs, der får planten til at producere et giftstof, der er virksom mod en række insekter.
Samtidig har man gensplejset evnet til at modstå et bestemt middel mod ukrudt (Basta).
Disse egenskaber vil mindske behov for planteværn og give en miljømæssig og økonomisk gevinst, der dog skal deles med firmaet.
I majsen er indsat et såkaldt markørgen der udvikler et protein, der er modstandsdygtigt overfor et særligt antibiotika – ampicillin. Markørgenet er indsat for at man kan kontrollere om gensplejsningen er lykkedes.
Majsen har opnået stor udbredelse. Den er godkendt i 1997 i EU og 1992 i USA.
Der har været en del opstandelse p.g.a. risiko for spredning af gener fra majsen til andre planter. Risikoen for dette må siges at være hypotetisk, da majsen ikke krydses med andre græsser. I Danmark vil risikoen være nul, da vi ikke kan avle majs til modenhed. - Stoffet lectin, der findes i flere planter, er giftigt for visse insekter. Det anvendes som et naturligt pesticid. Man har splejset et gen fra planten Vintergæk ind i kartoffel så den danner lectin og dermed opnår en form for naturlig plantebeskyttelse.
Forskeren Arpad Pusztai blev kendt, da han offentliggjorde nogle spektakulære resultater til offentligheden omkring forsøg med fodring af rotter med rå, gensplejsede kartofler.
Arpad Pusztai er en dygtig genforsker, men han fodringsmetode har givet anledning til megen kritik – se link nedenfor. - Levnedsmidler, produceret ved hjælp af gensplejsning og andre bioteknologier, er allerede på markedet, og mange er under udvikling.
- Ærter har et gen, der gør planten modstandsdygtig over for Coloradobillen, der gør stor skade på kartoffelplanter verden over.
Det er lykkedes at indsætte ærtegenet i kartoffelplanter så sprøjtning med insekticider mod billen bliver så unødvendig. - Tomater bliver bløde, fordi de producerer et bestemt enzym, der nedbryder cellevæggen. Det er lykkedes at fremstille tomatplanter hvor dette enzym er slukket. Planten har været i handelen længe
- Kartoffelsorter med indbygget resistens mod vira vil være en stor landvinding. Arbejdet er langt fremme.
- Insektresistens hos planter kan nedsætte anvendelsen af pesticider. Ved indsplejsning af giftgener fra bakterien Bacillus thuringiensis kan man overføre den interne bekæmpelse af visse insekter til udvalgte planter. Majs Bt 176 er omtalt ovenfor.
- Udvikling af foderafgrøder med færre ufordøjelige stoffer vil være en miljøgevinst, da udnyttelsen af foderet bliver bedre.
Der arbejdes med afgrøder, der formindsker overskuddet af kvælstof ved fodring, giver færre problemer med tab gennem udvaskning. - Gensplejsede bakterier kan forøge dyrs fordøjelse.
- Ved gensplejsning kan man forbedre planternes evne til at udnytte kuldioxid via fotosyntesen. Her er rødalgens klorofyl interessant, da den er ca. 3 gange så effektiv som kulturplanternes.
Miljøforbedring
- Ved gensplejsning kan man begrænse brugen af pesticider eller erstatte de, der belaster miljøet mest, med mere miljøvenlige midler. Nogle enkelte eksempler:
- Gensplejsede sojabønner vakte stor opstandelse i visse kredse – selv om bønner var helt identiske med ikke -gensplejsede bønner, valgte industrien at fravælge produktet.
Gensplejningen blev foretaget på den måde, at Salmonellabakterier blev udsat for Roundup (Glyphosat). Mutationer var skyld i, at enkelte overlevede. De var nu forsynet med et enzym, der kunne nedbryde Roundup. Man isolerede enzymet og det lykkedes at overføre genet til sojaplanten med den teknik, der er nævnt tidligere. - I Danmark har man udviklet en bederoe med Roundup-resistens. Den er endnu under forsøgsmæssig afprøvning.
- Gensplejsede abrikostræer med indbygget virusresistens. (PPV-virus- plum pox-virus eller Sharkasygdom). Ferskner angribes også af denne sygdom.
- I USA testes en majsplante, der danner gift mod en af majsens alvorligste skadedyr – den europæiske Majsborer, der et Møl.
Man har gensplejset et gen fra bakterien Bacillus thuringiensis, så majs selv kan producere et giftstof – Bt-toksin – , som kun påvirker ganske bestemte grupper af insekter.
Bt-toksinet dannes af bakteriernes sporer som et proteinkrystal, der sidder udvendigt på sporerne.
Stoffet nedbrydes hurtigt i naturen. Bakterien har været anvendt i mange år til insektbekæmpelse i kartofler, majs og bomuld.
I USA har majsen været en stor succes, ca. 10 mio. ha – over 3 gange Danmarks landbrugsareal – er tilsået med genmajs. Majsen har sparet miljøet for store mængder insekticider. Det samme gælder for gensplejset bomuld. Den behandles normalt 5-8 gange med insekticider – med GMO-bomuld kan det gøres med 2-3 behandlinger (tal fra Australien).
I laboratorieforsøg er vist, at pollen fra genmajs indeholder Bt-toksin i mængder, at de kan være giftige for larver af Monark-sommerfuglen.
Hvorvidt det sker i praksis er ikke undersøgt. Det skal i givet fald ske ved, at pollen ved vinddrift skal falde ned på bladene af de planter, der ædes af larverne – i det aktuelle eksempel på planten Svalerod, der er den eneste foderplante for denne sommerfuglelarve. - Der er udviklet selvlysende tobaksplanter ved at overføre gener fra Ildfluen.
Teknikken kan anvendes til flere ting – bl.a. til at følge forureninger. - Bedre frostresistens har man opnået ved at overføre gener fra dybhavsflyndere.
- Ved at tilføre en plante et gen, så der produceres et blåt farvestof når der sker en mutation, kan man afsløre stråling fra radioaktive stoffer. En plante – Gåsemad – er anvendt for at undersøge følgerne af forurening med radioaktive stoffer i forbindelse med Tjernobyl-katastrofen.
- Man kan ændre kartoflens stivelsesenzymer således, at stivelsen kan anvendes direkte i industrien og derved spare kemisk behandling. Der arbejdes med metoder til at forhindre nedbrydning af stivelsen ved længere tids opbevaring.
D) Naturlige gensplejsninger
Mange har den opfattelse, at gensplejsning og genteknologien bygger på unaturlige principper.
- Det er ikke umiddelbart rigtigt. Der er masser af eksempler på, at gener kan udveksles mellem forskellige arter. Nogle enkelte eksempler:
- Bælgplanters evne til at fiksere kvælstof fra luften skyldes, at de “holder husdyr”. Denne evne til symbiose med mikroorganismer er uden tvivl fremkommet ved en naturlig gensplejsning engang i forhistorisk tid. Det er en meget kompliceret proces, der involverer så mange genpar, at man har opgivet at kopiere teknikken til andre planter.
- Immunforsvaret . Vi producerer mange forskellige udgaver af antistoffer. Her dannes til stadighed nye gener til forsvar mod angreb af stadig nye sygdomme.
- Agrobakterium – en bakterie, der forårsager en plantesygdom Rodhalsgalle – overfører i naturen en del gener til planter. Nogle får plantecellen til at danne fremmede stoffer, som f.eks. stoffet octopin , der kun kendes fra blæksprutter.Bakterien anvendes til at overføre egenskaber til planter som nævnt tidligere.
- Små DNA-stykker ( Retrotransposoner ) kopierer sig selv og indsplejses i kromosomer. Det sker i svampe, dyr og i planter.
- Retrovirus producerer gensplejsninger i mennesker og dyr. Hvis det sker i kønscellerne kan de nye egenskaber overføres til afkommet.
- Virus kan overføre arvemasse fra andre organismer. Influenza kan overføres fra fugle til menneske. Hundegalskab kan overføres fra hund til menneske er nogle få eksempler.
E) Betænkeligheder
Der kan mange, der er usikre overfor teknikken. Det skyldes til dels mediernes behandling af emnet. Forbrugeren lades noget i stikken ved en usaglig behandling af stoffet. Mange forbrugere tager afstand fra gensplejsede fødevarer. De har fået det indtryk, at der kan være en eller anden risiko forbundet ved at spise sådanne produkter. Det skal slås fast, at alle fødevarer indeholder gener. Gener bliver nedbrudt i organismen på samme måde som fødens øvrige organiske stoffer. Det nedbrydes til kuldioxid og vand.
Noget helt andet er, om man af principielle grunde ikke vil spise produkterne – men det er en anden sag.
Man det er naturlig at stille det krav til gensplejsning, at de gensplejsede organismer må kunne forårsage uoprettelige skader i naturen.
Der er mange eksempler på, at menneskets indgriben har medført store økologiske katastrofer.
Faren for krydsbestøvning mellem arter er tilstede og kan måske medføre en uønsket spredning af arveanlæggene der igen kan påvirke naturens balance mellem arterne.
Eksempler på sådanne skader ved manipulering med naturen er mange og bliver ofte trukket frem i debatten – med mere eller mindre relevans.
For at forhindre uhensigtsmæssig spredning af gensplejsede planter i naturen har medicinalindustrien udarbejdet en teknik med indførsel af et “dræbergen” – et gen der vil forårsage at gensplejsede organismer ikke kan klare sig i naturen på egen hånd
Men er den teknik også 100 % sikker?
Bakterier kan overføre gener til hinanden. Resistensgener kan på den måde vandre fra bakterie til bakterie og måske overføres til den naturlige flora og fauna.
Der er kritikere, der ser en risiko for, at de indsplejsede virus kan kombinere sig med gener for en indtrængende, skadelig virus og derved skabe helt nye virusstammer.
Disse og andre betænkeligheder gør, at man skal udføre meget omfattende undersøgelser under markforhold inden man giver tilladelse af almindelig dyrkning.
For gensplejsede majs og sojabønner her i landet er der imidlertid ingen risiko forbundet ved anvendelsen. De anvendes udelukkende som foder – de kan ikke anvendes som sædekorn under vore himmelstrøg. Og vinddrift af pollenkorn er uhyre beskeden og sker på et tidspunkt, at sommerfuglelarver for længst er forpuppet.
F) Hvor omfattende er gensplejsning?
- Sojabønner.. – ca. 36.5 mio. ha.
- Majs ……. – ca. 12.4 mio. ha.
- Bomuld ….. – ca. 6.8 mio. ha.
- Raps/Canola. – ca. 3 mio. ha.
Verdens areal med GMO-afgrøder steg i årene 2001 til 2004 henholdsvis 12 % -> 15 % –> 20 % pr. år.
I 2012 var arealet steget til 170 mio. ha.
I 2014 var arealet steget til 181.5 mio. ha.
Ca. 75 % af arealet er med herbicidresistente planter, 17 % med Bt-afgrøder.
Ca. 8.25 mio. farmere i 17 lande dyrker GMO-afgrøder i 2004.
I 2008 er yderligere kommet 3 lande med – Burkino Faso (8500 ha), Egypten (700 ha), Bolivia 0.6 mio ha)
I EU udgjorde GMO-arealer 94.000 ha i 2009, en tilbagegang på 112.000 ha fra 2008.
I Danmark dyrkes ca. 2 ha med GMO-planter, som destrueres og arealerne totalbekæmpes med sprøjtemidler.
På global plan voksende arealet med GMO-afgrøder 9 mio. ha i 2009 til 134. mio ha., hvilket svarer til godt 50 gange Danmarks areal.
I 2012 kom to nye lande med – Cuba og Sudan.
ISAAAs nyhedsbrev – slides
ISAAAs hjemmeside – International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications.
Kilde :
ISAAAs hjemmeside – International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications.
Kilde: EPS graphic, “Global Status of Biotech Crops in 2008.
Der er endnu et meget begrænset udvalg af gensplejsede planter på markedet.
Men mange nye er på vej. USA ligger på førstepladsen, hvad antal og udbredelse angår. Men også i Kina findes der store arealer med gensplejsede planter, om end der ikke foreligger særlig sikre tal herfor. Man regner med ca. 3 % af det totale areal.
Genplanterne breder sig hurtigt selv om der er udbredt modstand blandt befolkningen, der ikke er helt trygge ved teknikken.
På verdensplan regnes man med, at der nu (2004) er ca. 81 mio. ha. mod 67.7 mio i 2003 med GMO-planter – en stigning på 20 % mod 15 % året før –.Til sammenligning er Danmarks landbrugsareal lidt under 3 mio. ha.
På verdensplan benytter 8.25 mio. landmænd GMO-afgrøder af en eller anden art.
Sojaplanten er den plante, hvor gensplejsningen har vundet størst udbredelse. Det hænger sammen med, at den ofte må ukrudtssprøjtes mange gange, hvis udbyttet skal være tilfredsstillende.
Gensplejsede sojaplanter kan klare sig med få behandlinger, hvilket er årsagen til den store interesse for landbruget i at anvendes de langt dyrere frø til udsæd.
En glyphosat -tolerant sojaplante er godkendt i EU (1996)
Majs er nr. 2 på listen. Her er det navnlig modstandsdygtigheden mod angreb af visse skadedyr, der har interesse – Bt-majsen producerer selv insektgift.
Resistens overfor glyphosat (Roundup) eller glufosinat ammonium (Basta) er normalt også indbygget i denne GMO-majs.
En Bt-majs med tolerancer overfor glufosinat er godkendt i EU (1997, 1998, 1998 – 4 firmaer.)
En Basta-tolerant majs er godkendt i EU (1998)
Ved at indsætte et gen i den glyphosat-tolerante majs, har man opnået majsplanten ikke påvirkes af glyphosat. Det er EPSPS-genet (5-EnolPyruvylShikimate-3-Phosphate Synthase) i almindelige majsplanter, der er afgørende for glyphosats virkning.
EPSPS-genet er nødvendigt for dannelsen af EPSPS-enzymet, som er nødvendigt for at planter kan omdanne sukkerarter til de særlige aromatiske aminosyrer, der anvednes til proteinsyntese.
Ved at indsplejse et gen, så den danner et EPSPS-lignende enzym, mEPSPS, som findes i bestemte bakterier, kan der omdannes sukkerstoffer til aminosyrer uden at blive hæmmet af glyphosat.
Glyphosat virker ved at hæmme enzymet EPSPS, og mEPSPS blokeres ikke af glyphosat. Derfor vil sprøjtning med glyphosatholdigt herbicid få planter uden resistens til at visne.
Bomuld indtager 3. pladsen i størrelsen af dyrkede arealer. Her splejses for ukrudts- og skadedyrsangreb.
GMO-bomuld dyrkes i USA, Australien, Mexico og i Kina.
På verdensplan er omfanget i størrelsesordenen 2 mio. ha.
Raps der kan tåle Roundup har stor interesse, da Raps – i lighed med andre korsblomstrede – er meget følsomme overfor stort set alle ukrudtsmidler.
En hansteril raps med resistens overfor Basta er godkendt i EU (1996, 1998)
Tobak, tolerant overfor ukrudtsmidlet bromoxynil blev godkendt i EU i 1994.
Nelliker med henholdsvis ændret farve og længere holdbarhed blev godkendt i EU i 1997/98
Bederoe med glyphosat fra Danisco, Monsanto og DLF-trifolium er anmeldt til godkendelse. Sagen er p.t. stillet i bero. Sagen er udskudt i EU til senere.
I danske forsøg har roen vist mindre behov for anvendelse af pesticider. (DMU)
Lucerne
Bønne
Krybende Hvene (golfgræs)
Melon, Papaya, Petunia, Blommer, kartofler, Squash, Sukkerroe, Sødpeber, Tomat, Hvede, Hør m.v.
3. Kloning
Kloning betyder ukønnet formering. Ved kloning bliver der lavet en kopi af en celles arvemasse.
Kopierne kaldes en klon. Planter, der formerer sig ukønnet – vegetativt – danner kloner. Det gælder f.eks. kartofler, jordbær, vedvarende græsser etc. Mælkebøtten danner også kloner, idet den danner frø uden befrugtning – frøet er haploid!
Mange organismer formerer sig ukønnet, bakterier, gærceller, amøber m.fl. Jordbærstiklinger er kloner af moderplanten – man kalder det vegetativ formering.
Når man formerer planter ved stiklinger, kloner man planten.
Ved at implantere æg fra særlig gode køer i såkaldte rugemødre, kan man opformere afkom fra særlig lovende krydsninger i kvægbruget.
I dyreverdenen kan man med speciel teknik klonet individer.
Et meget berømt eksempel er Fåret 6LL3 – kaldet “Dolly” som er blevet mere kendt end sin artsfælle Tracy.
Dolly blev skabt af embryologen Ian Wilmut fra Roslin Institute i Skotland. D. 5. juli 1996 blev fåret Dolly født.
Han tog cellekernen ud af en ubefrugtet ægcelle fra et moderfår af racen Scottish Blackface. Cellekernen med dets DNA blev udsuget af cellen.
Dollys moder var af racen Finn Dorset. Man tog celler fra yveret og overførte det til et vækstmedium, og senere blev det anbragt under den tomme ægcelles membran.
Ved at stimulere med strøm fik man sat gang i celledelingen. Ægcellen blev overført til et hunfår af racen Scottish Blackface.
Da Dolly blev født var hun genetisk identisk med sin moder – Finn Dorset fåret – ikke af det sorthovede Scottish Blackface hunfår, der fødte hende.
Lammet kaldtes derefter Dolly. (Parton!)
Megan og Morag er enæggede tvillinger af får, hvor der er benyttet en anden teknik end den, som Dolly blev skabt efter – de blev klonet fra et få dage gammelt foster..
Men hvad er perspektiverne ved denne kloning?
Er der opnået noget, der ikke kunne ske med mere normale teknikker?
Ved hjælp af gensplejsningsteknik har man indsat genet for den menneskelige blodstørkningsfaktor i får.
(Faktor IX – et livsvigtigt protein til type B blødere).
Blodstørkningsfaktoren udvindes af fårenes mælk og anvendes til forsøg ved fremstilling af blødermedicin.
Ved kloning kan man opformere får med præcis samme egenskab. På en billig måde kan teknikken levere medicin til alle på kloden med denne lidelse.
Man gemmer i debatten, at “Dolly” ikke er en 100 % nøjagtig kopi af det moderfår, der leverede en cellekerne – dels er de ikke opfostret i samme livmoder – dels mangler Dolly det genetiske materiale, der findes udenfor cellekernen i de såkaldte mitokondrier.
Kloning er en teknik hvor man kan opformere et enkelt individ til mange.
Teknikken er så ung, at der er mange uløste spørgsmål.
Hvor gammel var Dolly egentlig ved fødslen – den anvendte yvercelle var 6 år – var det Dollys fysiologiske alder?
Disse og mange andre spørgsmål kender man endnu ikke svaret på, men da der i cellen er en indbygget system, der holder styr på antal celledelinger, må det forventes, at f.eks. Dollys fysiologiske alder var højere end normalt.
Det er stor interesse i at klone køer, der har en meget høj mælkeydelse. Det har man gjort med Zita, en holstensk ko med en næsten dobbelt ydelse over det normale. De første klonede kalve fra Zita blev født i 2001, og der er planer om flere kloninger
Klonede svin kan hjælpe syge mennesker, da svinet fysiologisk ligner mennesket. Det er f.eks. lykkedes at frembringe Amyotrof Lateral Sclerose (ALS) hos grise, hvor man så kan studere denne lidelse nærmere.
I Danmark arbejdes der med kloning bl.a. ved Danmarks Jordbrugsforskning, under ledelse af prof. Henrik Callesen.
4. Kromosomfordobling
er en metode, der anvendes til enkelte græsser.
Ved at tilføre et bestemt stof fra planten Høst-Tidløs – Colchicin – på et bestemt stadie i kønscellernes delingsfase, kan man opnå en fordobling af kromosomtallet.
5. Hybridavl
Krydsningsfrodighed – (Heterosis)Afkommet af indavlede fremmedbestøvere bliver mindre et vist antal generationer med fortsat indavl. Hvis to indavlede linier krydses bliver afkommet større end de oprindelige sorter. Denne effekt kaldes krydsningsfrodighed – og den benævnes som hybridavl. Det er den fremherskende metode i majsdyrkning, hvor udbyttet med metoder er forøget ca. 30 %
Ved majs er teknikken let, da hanblomsterne sidder i toppen – adskilt fra hunblomsterne. Ved at fjerne hanblomsterne fra naboplanterne kan man tvinge majsen til selvbestøvning.
Metoden kan ikke anvendes ved alle fremmedbestøvere, men ved at anvende avanceret teknik er det lykkedes at fremstille hybridfrø af en lang række planter.
Hybridrug og Hybridraps er eksempler på det.
En del haveafgrøder har med held benyttet metoden – frøene herfra kaldes F1 frø. (Spinat – Agurk m.fl.)
Ved gensplejsning kan man indsætte gener der koder for selvdestruerende enzymer, der kun dannes i plantens pollenkorn, hvorved man får såkaldte “hansterile” der forhindrer selvbestøvning. Det giver ofte bedre ydende afkom.
6. Polyploidi
er en speciel forædlingsmetode, der her i landet udnyttes ved forædling af bederoer.
Metoden beror på, at nogle planter har den ejendommelige egenskab, at de vokser mest frodig, hvis der er 3 kromosomer pr. sæt – en lille forklaring:
Planters kromosomtal pr sæt kromosomer:
- 1 pr. sæt kaldes haploid. Det antal findes i normale planters kønsceller.
- 2 pr. sæt kaldes diploid. Det er det normale for en almindelig plantes celler.
- 3 pr. sæt kaldes triploid. Det antal findes i plantens frøhvide. De triploide celler i frøhviden dannes ved en dobbeltbefrugtning – en kønscelle smelter sammen med en normal celle, der er diploid – det giver 2 stk./sæt. Frøhviden er cellens madpakke, derfor skal væksten her være optimal.
Ved en speciel teknik kan man krydse 2 sorter af bederoer på en sådan måde, at der dannes særlig mange triploider. Det giver roer med en meget høj ydelse - 4 pr. sæt kaldes tetraploid. Det kaldes for kromosomfordobling.
- 6 pr. sæt kaldes hexaploid. Alm. hvede er fra naturen hånd hexaploid.
7. Mutation
Mutation er en metode, der direkte ændrer på planternes arvelige egenskaber.
Tidligere anvendtes stråling til at frembringe mutanter – det sket f.eks. i Risøs gammafelt, hvor man anvendte kobolt-60 eller cæsium-137.
Man har forladt denne metode for mange år siden – nu benyttes kemiske stoffer, der har samme effekt, men er langt lettere at dosere præcist.
Visse kemiske stoffer har samme effekt som stråling, idet der i cellerne dannes nogle meget aktive forbindelser – de såkaldte frie radikaler. Det er disse stoffer, der laver skader på kromosomerne.
(Man anvender f.eks. stoffet EMS (ethylmetanesulfonat), der giver en langt højere frekvens af mutationer end stråling gør.)
De fleste mutationer giver ringere afkom – men i ganske enkelte tilfælde kan det frembringe planter med forbedrede egenskaber.
Metoden har kun givet meget få resultater – i 60 érne blev en mutant af sorten Bonusbyg dyrket meget – den var mere stivstrået end modersorten (Pallasbyg).
En enkelt bygsort er fremavlet med et højere indhold af aminosyren Lysin. Den havde ingen interesse, da udbyttet var meget lavt – pr. ha var den totale mængde Lysin ikke forøget.
Metoden er uden betydning i landbruget – men i havebruget frembringes en lang række sorter med f.eks. brogede blade, der er populære som stueplanter. Blodbøgen er en mutant af almindelig bøg – frøene giver normale planter.
I naturen ses ofte mutanter – i en roemark kan f.eks. ofte ses enkelte planter med mere eller mindre brogede blade.(ca. 1:100.000)
8. Meristemformering, Podning
Podning
kaldes ofte forædling, men det er ukorrekt. Podning er en formeringsmetode – ikke en forædlingsmetode.
Meristemteknikken
Et meristem er et vækstpunkt i en plante. Her kan udtages celler, der kan bringes til at vokse videre i et særligt vækstsubstrat.
I gartneriet anvendes metoden ofte til opformering.
I landbruges har man med held benyttet metoden til at skaffe sygdomsfrit materiale.
Tidligere var visse kartoffelsorter 100 % befængt med virus, der fulgte læggematerialet. (virus-x)
Det gjaldt bl.a. sorten Dianella, der havde interesse til produktion af kartoffelmel.
Ved at anvende meristemer lykkedes det at skaffe sygdomsfrit materiale. Metoden var så vellykket, at den anvendes i stor udstrækning.
Meristemteknikken er et eksempel på fremskaffelse af bedre materiale uden at der ændres i generne.
9. Lidt Litteratur Og Dokumentation
Mæthedens pris – bioteknologi, fødevarer og global ansvar. Per Pindstrup-Andersen & Ebbe Schøler. ISBN 87-621-0161-7. Rosinante.
Kloning. Teknologi i fremtiden. 2002. ISBN 87-627-0235-1. Forlaget Flachs
Et EU-direktiv (90/220/EØF) trådte i kraft d. 23.10.1991. Direktivet tager sigte på regulering på dette område.
Anvendelse af genmodificerede planter (pdf)
Faglig rapport 439 fra DMU. PDF-fil
Brochure – ISAAA. Internationalt organ for GMO-samarbejde (pdf)
Bioteknologi. Morten Kvistgård, Tekniske forlag 1986. ISBN 87 571-0955-9