Genetically modified plants

 

Трансгенный (генетически модифицированный) рапс –

Genetically modified rapeseed (canola)

 

Масличный рапс (Brassica napus L. ssp. oleifera Metzg.) – rapeseed – культурное растение семейства Крестоцветные (Капустные)

 

Основные производители рапса в мире: Китай, Индия, Канада, Япония; в Европе – Германия, Чехия, Польша,

Значение рапса:

1. Пищевое (масличное): используется рапсовое масло и продукты его переработки 

2. Фуражное (кормовое): используется зеленая масса, рапсовый жмых, семена (содержание белка в семенах – 19…31%)  

3. Техническое (гидравлические и смазочные масла, производство синтетических моющих средств, парфюмерия)

4. Энергетическое (биодизель)

5. Медоносное

6. Сидеральное («зеленое удобрение»)

 

Основной показатель рапсового масла – содержание эруковой кислоты и глюкозинолатов. При повышенном содержании этих веществ рапсовое масло непригодно для использования в пищу и на корм животных, но при повышенном содержании эруковой кислоты повышается качество биодизеля

 

Биологические особенности рапса:

1. Однолетник (яровой или озимый)

2. Факультативный самоопылитель, вероятность перекрестного опыления (энтомофилии или анемофилии) не превышает 5…30% 

3. Происхождение. Древние сорта рапса возникали в результате неоднократной спонтанной гибридизации видов рода Brassica. Некоторые современные сорта получены путем контролируемой гибридизации некоторых подвидов огородной листовой капусты (Brassica oleracea, геном С, геномная формула n=ABBCCDEEF, 2n=2x=18) и капусты полевой, или сурепицы (Brassica campestris = Brassica rapa subsp. campestris, геном А: геномная формула n=AABCDDEFFF, 2n=2x=20)

4. Геномика. Число хромосом 2n=38, геномная формула N1…N19. Обычно масличный рапс рассматривается как аллотетраплоид (n=10А+9С). Однако геномная формула более сложная: n=AAABBBCCCDDDEEEFFFF, или 2n=6ABCDEF+2F, поэтому масличный рапс может проявлять свойства сегментного гексаплоида. Ортологичные хромосомы несколько отличаются друг от друга, поэтому геном рапса может быть описан формулой А1…А10+С1…С9

5. Возможность ауткроссинга. На большей части культурного ареала имеет дикорастущих родственников, с которыми может скрещиваться – прежде всего, с диплоидными капустой полевой, или сурепицей (Brassica campestris = Brassica rapa subsp. campestris, геном А, геномная формула n=AABCDDEFFF, 2n=2x=20) и дикой редькой (Raphanus raphanistrum, геном Rr, геномная формула n=ABBCCDEEF, 2n=2x=18)

 

Традиционная селекция масличного рапса ведется по двум противоположным направлениям:

1. Селекция рапса пищевого и кормового направления: снижение содержания гликозинолатов, оптимизация соотношения жирных кислот (снижение содержания эруковой кислоты (группа сортов canola – Canadian Oil Low Acid) и линоленовой кислоты, повышение содержания  пальмитиновой, стеариновой и олеиновой кислот)

2. Селекция рапса технического направления: повышение содержания эруковой кислоты (технические масла, биодизель) или лауреновой кислоты (производство синтетических моющих веществ)

 

Трансгенный (генетически модифицированный) пищевой рапс–канола: основные сорта и линии 

 

Сорта (линии)	Генетически измененные признаки	Гены, участвующие в генетической трансформации	Методы генетической трансформации
23-18-17, 23-198	Повышенное содержание лауриновой и миристиновой кислоты *	te – ген тиоэстеразы, выделенный из калифорнийского лавра (Umbellularia californica) npt II – ген неомицин-фосфотрансферазы – селективный ген устойчивости к антибиотику канамицину	Агробактериальная трансформация
GT200 (RT200)  (MON-89249-2) Roundup Ready™ Canola	Устойчивость к гербициду Глифосат	cp4 EPSPS – ген енолпирувил-шикимат-3-фосфат-синтазы Agrobacterium tumefaciens gox – ген глифосатоксидазы Ochrobactrum anthropi	Агробактериальная трансформация
RT73 (GT73)  (MON-ØØØ73-7)	Устойчивость к гербициду Глифосат	cp4 EPSPS – ген енолпирувил-шикимат-3-фосфат-синтазы Agrobacterium tumefaciens gox – ген глифосатоксидазы Ochrobactrum anthropi	Агробактериальная трансформация
OXY-235  (ACS-BNØ11-5) Navigator™ Canola	Устойчивость к гербициду Оксинил	bxn – ген нитрилазы (фермент, гидролизующий оксинил), выделенный из бактерии Klebsiella ozaenae	Агробактериальная трансформация
MS8  (ACS-BNØØ5-8) InVigor™ Canola	Устойчивость к гербициду Фосфинотрицин (глюфосинат аммония) Характеризуется мужской стерильностью	barnase – ген Bacillus amyloliquefaciens bar – ген Streptomyces hygroscopicus Оба гена кодируют фосфинотрицин-ацетил-трансферазы npt II – ген неомицин-фосфотрансферазы – селективный ген устойчивости к антибиотику канамицин	Агробактериальная трансформация
MS8 x RF3  (ACS-BNØØ5-8 x ACS-BNØØ3-6) InVigor™ Canola	Устойчивость к гербициду Фосфинотрицин (глюфосинат аммония)	Линия MS8 характеризуется мужской стерильностью Линия RF3 характеризуется восстановленной мужской фертильностью	Межлинейная гибридизация
PGS1 (MS1(B91-4) x RF1(B93-101))  (ACS-BNØØ4-7 x ACS-BNØØ1-4) MS1 x RF1	Устойчивость к гербициду Фосфинотрицин (глюфосинат аммония)	Линия MS1 характеризуется мужской стерильностью, модифицирована геном barnase из бактерии Bacillus amyloliquefaciens; генетическая конструкция включает специфический пыльцевой промотор табака Nicotiana tabacum Линия RF1 характеризуется восстановленной мужской фертильностью; модифицирована геном barstar из бактерии Bacillus amyloliquefaciens Обе линии модифицированы геном bar бактерии Streptomyces hygroscopicus; генетическая конструкция включает промотор PSsuAra из Arabidopsis thaliana npt II – ген неомицин-фосфотрансферазы – селективный ген устойчивости к антибиотику канамицину	Межлинейная гибридизация
PGS2 (MS1 x RF2) (B91-4 x B94-2)  (ACS-BNØØ4-7 x ACS-BNØØ2-5)	Устойчивость к гербициду Фосфинотрицин (глюфосинат аммония)	Линия MS1 характеризуется мужской стерильностью Линия RF12 характеризуется восстановленной мужской фертильностью	Межлинейная гибридизация
RF3  (ACS-BNØØ3-6) InVigor™ Canola	Устойчивость к гербициду Фосфинотрицин (глюфосинат аммония)	barstar – ген Bacillus amyloliquefaciens bar – ген Streptomyces hygroscopicus
T45 (HCN28)  (ACS-BNØØ8-2) InVigor™ Canola	Устойчивость к гербициду Фосфинотрицин (глюфосинат аммония)	pat – ген фосфинотрицин-ацетил-трансферазы из почвенной бактерии Streptomyces viridochromogenes
Topas 19/2, HCN92  (ACS-BNØØ7-1, HCN92) Liberty-Link™ Innovator (срок действия разрешения ЕС истек)	Устойчивость к гербициду Фосфинотрицин (глюфосинат аммония)	pat – ген фосфинотрицин-ацетил-трансферазы npt II – ген неомицин-фосфотрансферазы – селективный ген устойчивости к антибиотику канамицин

 

* Используются в производстве косметических средств, ароматизаторов и некоторых лекарственных препаратов

Примечание. Периодически в СМИ появляется информации о существовании трансгенных сортов рапса, устойчивых к вредителям, патогенам и неблагоприятным факторам среды. Однако ссылки на научные работы отсутствуют.

 

Основные риски распространения трансгенного (генно-модифицированного) рапса-канолы:

1. При использовании трансгенного рапса-канолы, устойчивого к гербицидам – возникновение физиологических рас сорняков, также устойчивых к гербицидам, что заставит применять гербициды чаще и в больших дозах

2. При расширении посевных площадей, занятых трансгенным рапсом-канолой – соответствующее расширение искусственных рынков жиров и рапсового меда

3. Ауткроссинг – перенос генов устойчивости к гербицидам от ГМ-рапса в популяции дикорастущих крестоцветных. Вероятность этого события чрезвычайно мала: возникновение межвидовых и межродовых гибридов F₁ вполне возможно, однако эти гибриды – аллотриплоиды – практически бесплодны при скрещивании между собой и дикорастущими крестоцветными

 

внешние ссылки:

Артемьева А.М., Клоке Э., Чесноков Ю.В. Анализ филогенетических связей вида Brassica oleracea L. (капуста огородная) // Вестник ВОГиС. – 2009. – Т. 13. – №4. – С. 759–771. – URL: http://www.bionet.nsc.ru/vogis/pict_pdf/2009/2009_4/7.pdf

Консенсусный документ по биологии масличного рапса (Brassica napus L.) – URL: http://www.oecd.org/dataoecd/5/23/43479232.pdf

Рапс – URL: http://www.august.in.ua/ru/vocabulary/raps

Brassica napus (rapeseed) genome view – URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/mapview/map_search.cgi?taxid=3708

Genetically modified canola – URL: http://www.afaa.com.au/resource_guides/Resource_Canola.pdf

Genetically modified canola – URL: http://www.agric.wa.gov.au/objtwr/imported_assets/content/fcp/gmcrops/ministerial_gmo_industry_reference_gm_canola.pdf

GM Approval Database – URL: http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/default.asp.

GM Canola: An Information Package – URL: http://www.daff.gov.au/__data/assets/pdf_file/0010/539443/gm-canola-info-package.pdf

GMO-compass – URL: http://www.gmo-compass.org/eng/home/

Organisation for Economic Co-operation and Development – URL: http://www.oecd.org/

 

внутренние ссылки:

Общая и теоретическая биология – URL: http://afonin-59-bio.narod.ru

Генетическая безопасность – URL: http://afonin-59-bio.narod.ru/gensecurity/gensecurity.htm

 

Составитель: Афонин Алексей Алексеевич

e-mail: afonin.salix@gmail.com

 

13.11.2012