Hvad er cisgenese, og hvad er mulighederne

Transkript

1 Hvad er cisgenese, og hvad er mulighederne Preben Bach Holm Institut for Molekylærbiologi og Genetik Science and Technology, Aarhus Universitet Forskningscenter Flakkebjerg 4200 Slagelse Plantekongres januar, 2012 Herning Kongrescenter

2 Genetisk modificerede planter Etik Religion Risiko Globalisering Økologi Miljø Sundhed Nytteværdi Udviklingslande Multinationale selskaber Patenter

3 Transgenese Alle gener i alle organismer Arter, der kan krydse med hinanden Konventionel forædling Genetisk modifikation Ny sort Ny sort

4 De frosttolerante tomater Anti-frost proteinet fra den arktiske flynder The fish berry

5 DNA elementer anvendt til fremstilling af kartofler resistente mod coloradobiller og bladrullervirus New Leaf Plus Source: Rommens TIPS 9,

6 Cisgenese Alle gener i alle organismer Arter, der kan krydse med hinanden Konventionel forædling Genetisk modifikation Ny sort Ny sort

7 Æbleskurv Æbleskurv Kartoffelskimmel Henk Schouten Evert Jacobsen

8 Genpulje konceptet i forædlingen Primære genpulje (GP-1): Sorter og landracer af den samme art, og direkte forfædrearter, der kan krydse uden problemer Sekundære genpulje (GP-2): Nært beslægtede arter, der kan krydse med GP-1 og producere i det mindste nogle fertile hybrider Tertiære genpulje (GP-3): Fjernere beslægtede arter, der kan krydse med med GP-1 og - 2, men som kræver yderligere hjælpemidler så som embryo isolering og dyrkning og kromosomfordobling for at opnå afkom. After: JR Harland and JMT de Wet Toward a Rational Classification of Cultivated Plants. Taxon 20: and Wikipedia

9 Elitesort Interessegen X Vild beslægtet art X F1 X F2 F3 Hordeum spontaneum Linkage drag Fn Hordeum vulgare Overførsel af gen fra vild slægtning til elitesort ved tilbagekrydsning

10 Elitesort Interessegen Vild beslægtet art Kloning af interessegen Transformation Overførsel af gen fra vild slægtning til elitesort ved transformation (cisgenese)

11 Beijing Institute of Genomics Genomer næsten komplet sekventerede

12 DuRPh: Et hollandsk 10-årigt, 10 million cisgenese projekt vedrørende resistens mod kartoffelskimmel Kartoflen er den vigtigste afgrøde i Holland. Hollandske dyrkere avler kartofler til konsum og industrielle formål på et areal på ha med et total udbytte på 7.4 millioner tons. I kartoffeldyrkningen anvendes meget store mængde fungicider sammenlignet med andre afgrøder. Fungiciderne anvendes primært mod kartoffelskimmel (Phytophthora infestans). En konventionel kartoffelmark behandles med fungicider gange i vækstsæsonen. Dette giver en stor miljøpåvirkning. Derudover koster kartoffel-skimmelsprøjtningerne omkring 130 millioner per år, svarende til 20% af produktionsomkostningerne. I 2009 havde man udviklet den første cisgene kartoffel med resistens mod kartoffelskimmel

13 Annex 1B af GMO direktivet 2001/18/EC Teknikker/metoder for genetisk modifikation, der ikke er omfattet af direktivet 2001/18/EC: 1) mutagenese 2) cellefusion (inklusive protoplast fusion) af celler af planter, der kan krydses med konventionelle metoder. Hollænderne bag ved Cisgenesekonceptet og hollanske forædlere forsøger at få Cisgenese konceptet ind under Annex 1B. Omfattende debat i Netherland Commission on Genetic Modification. International debat i forskerkredse vedrørende om cisgene afgrøder skal reguleres som konventionelle afgrøder eller som de øvrige genetisk modificerede afgrøder. Debat i US Environmental Protection Agency (EPA) om deregulering af cisgene afgrøder Debat og lobbyisme i Europa Parlamentet Høring i Europa Parlamentet den 21 juni, 2011: Cisgenesis in Plant Breeding: New opportunities for SMEs through innovation Cisgenic er registreret som varemærke af græsforædlingsfirmaet Pastoral Genomics, NZ

14 Van Bueren et al NJAS Wageningen J. Life Sci. 54, Title: Organic agriculture requires process rather than product evaluation of novel breeding techniques Should varieties obtained through cisgenesis or reverse breeding be allowed in organic agriculture? The answer to this question depends on whether the product or the process of breeding is taking into account. Assessment based on the product implies a choice of an ethical approach that only con-sider the extrinsic consequences of human action by making a risk-benefit analysis. It neglects so-called intrinsic, ethical arguments of unnaturalness against genetic engineering. We therefore conclude that products of cisgenesis and reverse breeding should be subjected to the current GMO-regulations in organic agriculture and should thus be banned from organic agriculture.

15 Hensigt: Projekt Cisgen byg og hvede til dyrefoder 1) At udvikle genetisk modificeret foderbyg og hvede baseret på cisgenesekonceptet. 2) At vurdere om sådanne afgrøder har økonomiske, ernæringsmæssige og miljømæssige fordele, og om de vil blive vurderet som nyttige og etisk acceptable af danske borgere. 3) For at nå disse mål har vi lavet et forskningskonsortium, der kombinerer ekspertise i molekylærbiologi, forædling, håndtering, processering, økonomi, sociologi og etik.

16 Cisgen byg og hvede til dyrefoder Udvikling af transformationsvektorer Transformation af byg og hvede Downstream håndtering Økonomi Forædling Phytase potentiale Kvælstofudnyttelse Karakterisering i drivhus Etik og forbruger accept Markforsøg

17 Cisgenesekriterier: 1) Der anvendes genomiske kloner med egen promotor og terminator. Klonen er fra samme art eller en art som planten kan krydse med Promoter Gen Terminator Exon Intron 2) Der må ikke forefindes fremmed DNA i den cisgene plante i form af f. eks. antibiotikaresitensgener og vektorsekvenser. 3) Den genomiske kopi skal være indsat med et minimum af rearrangement og udenfor andre kodende gener

18 Frekvensen af cisgene linier Frekvensen af cisgene linier= Frekvensen af GM linier * Frekvensen af linier uden backbone * Frekvensen af linier uden hygromycin resistens genet * Frekvensen af linier med minimal rearrangement = 10% Dosis effekt af PAPhy_a

19 Jeg vil ikke have noget imod at spise brød fra korn modificeret med gener fra: (Miele, Lassen and Sandøe In preparation) Kornplanten selv Gener fra en beslægtet plante Gener fra en bakterie Gener fra et dyr Gener fra mennesker % 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Helt enig Delvist enig Hverken /eller Delvist uenig Helt uenig

20 Down-stream håndtering og segregering Lager facilitet på gården På gården Non cisgen mark Cisgen mark Animalsk production Gylle/ gødning Kornlager Mark på nabogård Udenfor gården Haastrup, Nielsen, Hauge Madsen and Gylling 2011, in preparation

21 Konsekvenser af forskellig grad af regulering for foderhvede og -byg 1. Cisgent korn håndteres som GMO (fuld regulering) 2. Cisgent korn underkastes mindre omfattende risikovurdering og segregeringskrav (dereguleret) 3. Cisgent korn håndteres som non-gm (ingen regulering) 1. Rengøring af mejetærsker, kornvogn, såmaskine og halmpresser 2. Rengøring af korntransportører og lagerfaciliteter på gården 3. Rengøring af kornsiloer 4. Rengøring af betongulv 5. Årlig rengøring

22 Hvede Triticale Trithordeum CISGEN GRUPPE Rug Byg Rug x hvede x byg

23 Tak for opmærksomheden