Waarom slagen bedrijven er niet in om de wereld genetisch gemodificeerde tarwe op te leggen?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Begin augustus publiceerde het tijdschrift Science een manifest van twee biotechnologen dat de wereld geen genetisch gemodificeerde tarwe heeft - met zijn hulp zou het naar hun mening mogelijk zijn om gevaarlijke ziekten te bestrijden die de landbouwsectoren van de economieën van ontwikkelingslanden bedreigen.

Na het lezen van het manifest besloot N+1 om erachter te komen waarom er nog steeds geen enkel gg-tarweras op de markt is en of we dat echt nodig hebben.

De auteurs van het manifest, Brande Wulff en Kanwarpal Dhugga, werken bij het John Innes Biotechnology Centre in het VK en het International Maize and Wheat Improvement Centre in Mexico. In een artikel voor Science melden ze geen steun van producenten van genetisch gemodificeerde rassen, maar de non-profitorganisaties die beide centra financieren, promoten agrarische biotechnologie.

Volgens wetenschappers is het gebrek aan belangstelling voor gg-tarwe onder ontwikkelaars voornamelijk te wijten aan de druk van publieke activisten die vechten tegen ggo's. Tegelijkertijd, schrijven ze, zou genetische modificatie bijvoorbeeld tarwe kunnen beschermen tegen explosies, een gevaarlijke schimmelziekte die voor het eerst werd ontdekt in Brazilië en van daaruit zich over Zuid-Amerika en andere continenten verspreidde. In 2016 werd de explosieziekte, die wordt overgebracht met besmet graan, gevonden in Bangladesh, waar de quarantaine nog steeds wordt gehandhaafd en van waaruit de ziekte zich over Zuidoost-Azië kan verspreiden en India kan binnenkomen. In tarwe is de weerstand tegen deze ziekte erg laag, maar de overeenkomstige genen zijn al gevonden in zijn wilde verwant, het graan Aegilops tauschii.

De auteurs zijn van mening dat Bangladesh bereid zou zijn genetisch gemodificeerde tarwe te introduceren ter bescherming tegen explosieziekte, aangezien het onlangs GM-aubergine heeft goedgekeurd en zich voorbereidt op het telen van GM-aardappelen die resistent zijn tegen Phytophthora. Maar daarvoor zal het nodig zijn dat iemand genetisch gemodificeerde tarwe maakt, schrijven wetenschappers.

Complex genetisch object

Wat we in het dagelijks leven tarwe noemen, zijn verschillende soorten planten, voornamelijk zachte tarwe (Triticum aestivum) en harde tarwe (Triticum durum). De eerste wordt gebruikt om broodmeel en tarwemout te maken, terwijl de laatste wordt gebruikt om couscous, bulgur, traditionele Italiaanse pasta en andere producten te maken. Durumtarwe is goed voor slechts 5-8 procent van alle verbouwde tarwe; volgens officiële statistieken van de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties (FAO) groeide de mensheid in 2016 ten minste 823 miljoen ton tarwe op een totale bebouwde oppervlakte van 221 miljoen hectare. Dit maakt tarwe het op één na grootste gewas in termen van totale gewasproductie na maïs.

Alle tarwe die in de wereld wordt verbouwd en verkocht, behoort niet tot ggo's: nu is in geen enkel land een variëteit van ggo-tarwe goedgekeurd voor commerciële teelt. In de basis van het VN-Verdrag inzake biologische diversiteit, dat gegevens verzamelt over genetisch gemodificeerde variëteiten van gecultiveerde planten, zijn slechts negen variëteiten zachte tarwe geregistreerd met een verscheidenheid aan eigenschappen, van herbicideresistentie tot een hoog eiwitgehalte (de basis dekt uiteraard niet alle projecten en landen, aangezien niet alle staten - bijvoorbeeld noch de Verenigde Staten noch Rusland - het Protocol van Cartagena inzake bioveiligheid bij dit verdrag hebben geratificeerd). Maar geen van deze variëteiten is verder gegaan dan de goedkeuring van experimentele gewassen voor wetenschappelijke doeleinden. Er zijn geen gegevens over GM-rassen van durumtarwe in de database.

MON71800, ontwikkeld door Monsanto, kwam het dichtst in de buurt van goedkeuring: net als veel andere bekende gg-variëteiten van het bedrijf is MON71800 resistent tegen glyfosaat (dit is de zogenaamde Roundup Ready-tarwe). In 2004 kreeg het bedrijf zelfs de nodige goedkeuring van de Amerikaanse Food and Drug Administration, maar voltooide het geen goedkeuringsproces van een andere instantie, de EPA. De media schreven toen dat het project, dat zeker 5 miljoen dollar en zeven jaar in beslag nam, werd stopgezet vanwege tegenstand van boeren die vreesden dat de verspreiding van gg-tarwe in de Verenigde Staten hen de toegang tot de sceptische Europese markt zou ontnemen. Monsanto N+1 heeft geen antwoord gegeven op de specifieke vraag of het bedrijf momenteel GM-tarwerassen ontwikkelt, maar zei dat het "zich blijft inzetten voor continue innovatie in tarwe door middel van biotechnologie en genetische bewerking."

Van tijd tot tijd verscheen er nieuws over de ontwikkeling van gg-rassen na 2004: zo ging een van Monsanto's partners, het Indiase bedrijf Mahyco, in 2013 veldproeven uitvoeren met herbicidetolerante tarwe (op vraag N+1, de bedrijf antwoordde dat het nu geen deals met gg-tarwe zijn). Syngenta heeft ook onderzoek gedaan naar genetisch gemodificeerde tarwe die resistent is tegen fusariumpieken, maar dit project is stopgezet, zegt Igor Chumikov, directeur voor de regulering van rassen en biotechnologische eigenschappen van planten in het GOS van Syngenta in Rusland. Bayer CropScience zei vorig jaar dat het ggo-tarwe niet als zijn wereldwijde prioriteit ziet, maar hybriden.

Volgens experts die door N + 1 zijn geïnterviewd, bevinden zich ten minste 500 variëteiten van gg-tarwe in verschillende testfasen in de wereld, en bij gebrek aan interesse ervoor op de Amerikaanse en Europese markten, waren de leiders bijvoorbeeld Australië en China. In Australië heeft de nationale onderzoeksorganisatie CSIRO dit voorjaar goedkeuring aangevraagd voor het testen van harde en zachte tarwe met resistentie tegen tarweroest, een schimmelziekte die granen aantast. De tests zouden vijf jaar duren; blijkbaar heeft CSIRO daar toestemming voor gekregen (de organisatie kon zelf geen N+1 vragen beantwoorden). In 2017 begon het testen van genetisch gemodificeerde tarwe met hogere opbrengsten in het VK en zal daar doorgaan tot eind 2019.

Tegelijkertijd betekent het ontbreken van goedgekeurde variëteiten niet dat gg-tarwe nergens ter wereld groeit: verhalen over hoe ergens in de velden, niet-geautoriseerd en onbekend waar genetisch gemodificeerde tarwe wordt gevonden, doen zich al sinds tenminste 1999 voor. Een voorbeeld van zo'n verhaal gebeurde afgelopen zomer in Canada: in juni van dit jaar bevestigden de Canadese autoriteiten dat tarwe langs een landweg in het zuiden van Alberta, die de herbicidebehandeling overleefde, genetisch gemodificeerd bleek te zijn (wat voor soort variëteit het was, was niet gespecificeerd; in 2017, in het land Er waren 54 beperkte veldproeven met GM en hybride tarwe, waarvan 39 specifiek gericht op resistentie tegen herbiciden - geen daarvan werd uitgevoerd in Alberta.) Vanwege deze onverwachte tarwe hebben Japan en Zuid-Korea de invoer van tarwe uit Canada stopgezet, en de Canadese minister moest zijn EU-tegenhanger bellen en uitleggen dat deze tarwe nergens anders werd gevonden dan in één veld in Alberta.

“Van alle gewassen die nu worden verbouwd, is tarwe misschien wel een van de moeilijkste objecten om te selecteren. Zachte tarwe is een polyploïde, het heeft een hexaploïde genoom (de celkern bevat drie elementaire genomen A, B en D, dat wil zeggen zes sets chromosomen, er zijn er 42 - N + 1). 99 procent van alle rassen die nu geteeld worden, zijn juist broodtarwerassen, een genetisch zeer complex object. Bovendien behoort tarwe tot de eenzaadlobbige klasse, dus al het werk aan de genetische modificatie ervan was minder succesvol in vergelijking met andere gewassen en werd later gestart , zegt Dmitry Miroshnichenko, senior onderzoeker bij het BIOTRON-laboratorium voor expressiesystemen en modificatie van het plantengenoom bij Instituut voor Bioorganische Chemie RAS.

symbolische barrière

De moeilijkheden bij het werken met tarwe zijn niet beperkt tot het gewas zelf: Miroshnichenko zegt dat de technologische achterstand gepaard gaat met methodologische problemen. Voor de genetische modificatie van alle culturen worden twee standaardmethoden gebruikt: agrobacteriële transformatie, wanneer genen worden overgedragen met behulp van bacteriën van het geslacht Agrobacterium en hun plasmiden, en de bioballistische methode, de overdracht van genetische sequenties met behulp van het zogenaamde genenkanon - een apparaat dat deeltjes zware metalen uit het DNA "schiet" in de vorm van dezelfde plasmiden. Volgens de wetenschapper zijn nu in Europa, de VS, Azië en andere landen alleen genetisch gemodificeerde planten toegestaan, die zijn verkregen met behulp van de agrobacteriële methode, waarbij kan worden bevestigd dat er slechts één vreemde insert aanwezig is in het genoom van een gemodificeerde plant, en niet meerdere, zoals gewoonlijk geeft bioballistiek. Voor transgene tarwe is de agrobacteriële methode pas in de afgelopen tien jaar ontwikkeld, zegt Miroshnichenko.

“Twintig jaar geleden verwachtte iedereen dat de commerciële teelt van gg-tarwe morgen zou zijn. Ik vermoed dat dit om verschillende redenen niet is gebeurd, en veel van deze redenen komen voor bij tarwe en rijst. Het punt is natuurlijk niet dat er significante biotechnologische barrières zijn voor het creëren van deze variëteiten, "merkt plantgenomics-specialist Hugh Jones van de Universiteit van Aberystwyth in Wales op. Jones gelooft dat de houding ten opzichte van tarwe in de samenleving anders is dan bijvoorbeeld maïs of sojabonen: voor veel mensen heeft "tarwe een grote culturele symboliek". Daarom vermoedt hij dat de negatieve houding ten opzichte van genetisch gemodificeerde tarwe dieper is dan ten opzichte van andere voedingsmiddelen. Miroshnichenko is het daarmee eens: “Vanuit sociaal oogpunt is tarwe het belangrijkste graangewas, het is brood, enzovoort. Het publiek ervaart de genetische modificatie negatief.”

Er zijn meer pragmatische problemen, zegt Jones: tarwe is het meest verhandelde gewas en handelsartikel, en het is moeilijk om genetisch gemodificeerde tarwe te scheiden van gewone tarwe. Zelfs als één land de teelt van genetisch gemodificeerde tarwe toestaat, zal het onmiddellijk te maken krijgen met exportverboden naar andere landen, die zeer streng zullen zijn vanwege de dreiging van bioveiligheid. Als gg-tarwe mag, dan moet dat overal, zegt de wetenschapper.

Kanwarpal Dugga, een van de auteurs van het manifest in Science, merkt in een interview met N + 1 op dat bijna alle genetisch gemodificeerde plantenrassen die op de markt verkrijgbaar zijn, in de VS zijn ontwikkeld, getest en gekweekt, en van daaruit gingen ze naar andere markten (met uitzondering van Bt-aubergine met resistentie tegen insectenplagen, gecreëerd in India). "Ondanks alle veiligheidsgegevens die gedurende twintig jaar zijn verzameld voor genetisch gemodificeerde maïs en genetisch gemodificeerde sojabonen, worden ze nog steeds niet buiten Amerika verbouwd", zegt Dougga, eraan toevoegend dat Amerikaanse boeren de helft van alle tarwe die ze verbouwen exporteren. GM-tarwe - zal onvermijdelijk worden geleid door de importerende landen.

Tegelijkertijd gelooft Dougga niet dat tarwe fundamenteel verschilt van andere genetisch gemodificeerde gewassen in termen van afwijzing door de consument, omdat ze in alle landen waar anti-ggo-stemmingen heersen, voornamelijk betrekking hebben op voedsel dat mensen zelf eten. bijvoorbeeld dieren. "Zelfs de meest actieve tegenstanders van ggo's in Europa - Oostenrijk, Frankrijk, Duitsland - importeren ggo-maïs en ggo-sojabonen als veevoer", merkt de wetenschapper op.

De consument ziet geen enkel voordeel

“Er is geen enkele specifieke eigenschap voor tarwe die van groot belang is. Bovendien is er in de industrie geen consensus over welke eigenschap het meest waardevol zou zijn', zegt William Wilson, GM-tarwe-expert en professor aan de North Dakota State University. Dmitry Miroshnichenko zegt dat de eigenschappen die zijn verkregen voor de meeste andere commerciële genetisch gemodificeerde gewassen - herbicideresistentie en insectenresistentie - niet relevant zijn voor tarwe: "Deze twee eigenschappen zijn niet degene die in de eerste plaats moeten worden aangepakt, omdat ze een beperkte commerciële waarde hebben bij de teelt van tarwe. Toen Monsanto in 2004 in de Verenigde Staten toestemming vroeg om herbicidetolerante gg-tarwe te telen, trokken ze de aanvraag in, juist omdat de gg-eigenschap weinig commerciële waarde had. De negatieve houding ten opzichte van de teelt van gg-tarwe op dat moment "overmeesterde" het mogelijke commerciële succes ", zegt de wetenschapper.

De eigenschappen die men graag zou willen krijgen van genetisch gemodificeerde tarwe zijn dezelfde eigenschappen waar fokkers mee worstelen, merkt Miroshnichenko op. Ten eerste is het weerstand tegen ongunstige factoren - afhankelijk van waar de tarwe wordt verbouwd, is het ofwel droogte en hoge temperaturen, of, omgekeerd, lage temperaturen en vorst, evenals weerstand tegen een verhoogd zoutgehalte in de bodem, en dus Aan. De tweede groep eigenschappen waar veel vraag naar is, is resistentie tegen fytopathogenen, met name tegen een aantal schimmelziekten, dit zijn fusarium, roest, echte meeldauw, enzovoort”, zegt hij. In deze gebieden wordt veel onderzoek gedaan naar gg-tarwe, hoewel er meer exotische ideeën zijn: in Australië ontwikkelt CSIRO bijvoorbeeld tarwe die het cholesterolgehalte in het bloed verlaagt door het verhoogde gehalte aan bètaglucanen.

Tot nu toe zijn er geen duidelijke successen op deze gebieden: Amerikanen, Europeanen en Chinezen "hebben zich gericht op eenvoudigere culturen die sneller effect zouden hebben", voegt Miroshnichenko toe. “Voor tarwe is lange tijd de vraag geweest welke eigenschap genetisch zo kan worden gemodificeerd dat het een commercieel tastbaar effect zou hebben bij het verhogen van de opbrengst in ongunstige omstandigheden, terwijl tegelijkertijd in gunstige jaren de opbrengst neemt niet af. Vergeleken met andere gewassen, vooral tweezaadlobbige gewassen, leidt modificatie van ogenschijnlijk dezelfde genen soms niet tot de verwachte effecten in tarwe', zegt de onderzoeker.

Wilson merkt op dat in de praktijk elke eigenschap die de kwaliteit van het gewas verbetert en de kosten voor boeren verlaagt, zeer gunstig zou zijn. "Boeren zouden graag [GM-tarwe] willen hebben … Dit zou de opbrengst kunnen verhogen, de kosten en risico's kunnen verlagen en de kwaliteit kunnen verbeteren. Maar de consumenten zijn in dit geval een zeer luidruchtige minderheid”, zegt de wetenschapper.

Tegelijkertijd werpt Dougga een bredere kijk op het probleem: in de meeste gg-gewassen van tegenwoordig zijn hun nieuwe gunstige eigenschappen gunstig voor telers, niet voor consumenten. "Misschien als we genetisch gemodificeerde tarwevariëteiten hadden met voordelen voor de consument, bijvoorbeeld in de vorm van enkele duidelijke gezondheidsvoordelen, zou de situatie met de oppositie tegen genetisch gemodificeerde tarwe kunnen veranderen", suggereert de wetenschapper.

De toekomst van "CRISPR-tarwe"

In november 2009 publiceerde het tijdschrift Nature Biotechnology een artikel waarin de ontwikkelaars van genetisch gemodificeerde planten opnieuw "hun gezicht keerden" naar tarwe: Monsanto beloofde al in dat decennium de eerste genetisch gemodificeerde variëteiten, en Bayer CropScience - degene die vandaag de dag de voorkeur geeft aan genetische modificatie boven hybriden - samen met het Australische CSIRO was van plan om zijn product tegen 2015 op de markt te brengen. Een decennium later zijn wetenschappers ondervraagd door N + 1 nog steeds optimistisch, maar om verschillende redenen.

“Ik denk dat biotechtarwe sowieso zal verschijnen, want onderzoek naar genomic editing met CRISPR/Cas-systemen heeft de ontwikkeling van deze richting in de afgelopen vijf jaar gestimuleerd. Ik denk dat er in de nabije toekomst zeker veelbelovende variëteiten van biotechtarwe zullen verschijnen, aangezien er al behoorlijk goede ontwikkelingen zijn in China en de Verenigde Staten, naar analogie met rijst of maïs”, zegt Miroshnichenko.

William Wilson vestigt ook zijn hoop op CRISPR / Cas en andere technologieën voor het bewerken van genoompunten: naar zijn mening zal het beter gaan met "CRISPR-wheat". Dougga is het daarmee eens, daarbij verwijzend naar de wasachtige maïs van Corteva AgriScience (voorheen bekend als DuPont Pioneer), die zich voorbereidt om op de markt te komen. Miroshnichenko zegt dat Chinese wetenschappers al hebben gerapporteerd over de mogelijkheid van genomische bewerking van een van de Mlo-genloci van tarwe, die indirect verantwoordelijk is voor resistentie tegen fytopathogenen. "Maar er is nog niets bekend over hoeveel een verandering in dit gen de opbrengst van de plant en de manifestatie van andere eigenschappen beïnvloedt, dit bevindt zich nog in het stadium van onderzoek", merkt de wetenschapper op. In de Verenigde Staten komen soortgelijke onderzoeken op gang. Een andere groep Chinese wetenschappers liet zien hoe CRISPR/Cas kan helpen de moeilijkheden met hexaploïde tarwe te overwinnen, waarbij, om een stabiele nieuwe eigenschap te verkrijgen, dezelfde veranderingen moeten worden aangebracht in alle kopieën van het gen.

Ten slotte hopen wetenschappers dat CRISPR / Cas zal helpen bij het ontwikkelen van hybride tarwe, die momenteel niet op de markt is - het is technisch moeilijk om zelfbestoven tarwehybriden in massa te produceren. “Ik denk dat deze richting een groot potentieel heeft. Veel moderne gewassen - sojabonen, maïs, tomaten, paprika's, enzovoort - zijn allemaal hybriden die de opbrengst en veerkracht kunnen verhogen. Door agrotechnische methoden kunnen we nu al zeggen dat we de drempel hebben bereikt om de opbrengst van tarwe te verhogen. De opkomst van hybriden zal de opbrengst in de toekomst aanzienlijk helpen verhogen”, zegt Miroshnichenko. Igor Chumikov van Syngenta vestigt de aandacht op hybride tarwe verkregen door traditionele kweekmethoden: volgens hem kan hybride tarwe "een kwaliteit bieden die veel hoger is dan de kwaliteit van rassentarwe". Syngenta heeft de afgelopen jaren hybride wintertarwe ontwikkeld voor de EU en verwacht deze "binnen de komende drie tot vijf jaar" op de markt te brengen, zei Chumikov.

Het is waar dat het Europese Hof van Justitie in juli van dit jaar CRISPR-enthousiastelingen enigszins van streek maakte door dergelijke ontwikkelingen feitelijk gelijk te stellen aan GGO's: dit betekent blijkbaar dat in ten minste één grote en belangrijke tarwemarkt problemen met de perceptie van dergelijke producten niet zullen verdwijnen. Terwijl de wereld aan het uitzoeken is wat als genetische modificatie wordt beschouwd en wat niet, zal de "verbeterde" tarwe misschien nooit uit de vicieuze cirkel komen waarin het door de hele mensheid tegelijk moet worden goedgekeurd, en de oproepen van wetenschappers "om niet laat tarwe een wees onder genetisch gemodificeerde gewassen" zal niet worden gehoord.