Hodnocení rizika nakládání s geneticky modifikovanými organizmy podle 7 odst. 7 zákona č. 78/2004 Sb.

Transkript

1 Příloha č. 3 Žádosti Hodnocení rizika nakládání s geneticky modifikovanými organizmy podle 7 odst. 7 zákona č. 78/2004 Sb. Geneticky modifikovaná rostlina: len setý (Linum usitatissimum L.) Účel hodnocení: uvádění geneticky modifikovaných linií lnu transformovaných plasmidem ppcv812i/35s/fad2i/35s/gus (zkráceně FAD2-i GUS) do životního prostředí za účelem stanovení vlivu transgenu FAD2-i na obsah mastných kyselin v semenném oleji, vyhledávání morfologických a jiných odchylek využitelných ve šlechtění, hodnocení stability přenosu znaku do vyšších generací a fenotypového projevu rostlin v podmínkách polního pěstování. Riziko podmíněné: a) příjemcem: Len setý (Linum usitatissimum L.) je jednou z nestarších kulturních rostlin. V celosvětovém měřítku se len pěstuje na ploše asi 2 mil. hektarů v oblastech mírného a subtropického pásma (především Čína, Indie, Rusko, Holandsko, Belgie, Francie, Kanada, USA). Pěstování přadného lnu v ČR prakticky skončilo, ale plochy olejného lnu kolísají kolem ha. Olejný len se v současné době pěstuje v kukuřičných a řepařských oblastech (údaje Lnářského svazu ČR). Současné odrůdy lnu jsou plodinou velmi náročnou na agrotechnické podmínky. V našich podmínkách není znám případ přežívání rostlin na pěstebních plochách či ve volné přírodě. Za chladu a vlhka jsou rostliny lnu okamžitě napadeny řadou onemocnění houbového nebo bakteriálního původu (Eastham a Sweet, 2002). Rozmnožování lnu: Len setý (n=15) se rozmnožuje výhradně semeny. Kulturní len má homostylické květy a je samosprašný. Pyl lnu je relativně těžký, proto je špatně přenosný větrem. Většina pylu se v kvetoucích porostech nachází do výše 50 cm. V přirozených podmínkách frekvence cizosprášení u přadného lnu představuje jen zlomek procenta, pro olejný typ 1-3,4 %. Cizosprášení lnu je zprostředkováno hmyzem (třásněnky, včely), ale zejména přímým kontaktem květů sousedních rostlin. Při jasném slunečném počasí navštěvují kvetoucí porosty lnu včely. Za chladných podmínek se doba kvetení prodlužuje, za teplých zkracuje. Teplota dále ovlivňuje aktivitu opylujícího hmyzu (hlavně včel) a životaschopnost pylu. Plodem je pětipouzdrá tobolka, ve které může být až 10 semen. Zpravidla je však v tobolce 7 až 8 vyvinutých semen. U kulturního lnu zůstávají zralé tobolky uzavřené, takže nedochází k samovolnému výdrolu semen. Zralé semeno je 4-6 mm dlouhé a 2,4 až 3 mm široké. V podmínkách střední Evropy se vytváří jediná generace během vegetační sezóny. V našich podmínkách se v pěstebních oblastech lnu nevyskytuje žádný z jiných pěstovaných či planě rostoucích druhů, se kterým by docházelo k samovolnému křížení s kulturním lnem L. usitatissimum L. Při kříženích s L. flavum vyskytujícím se přirozeně na území ČR byla získána pouze neklíčivá semena, stejně tak i při kříženích s L. sulcatum. Také při křížení L. usitatissimum (n=15) s L. perenne (n=9) a L. austriacum (n=9) byly získány plody s neúplně vyvinutými semeny. Bylo však prokázáno, že len setý je možné snadno hybridizovat s planě rostoucím L. angustifolium a dalšími druhy s karyotypem n=15 (L. nervosum, L. pallescens a L. hispanicum). Při těchto kříženích je dosahováno vysoké násady semen, jakož i fertility

2 hybridů, ale tyto druhy se v přírodě ČR nevyskytují. Poněkud horší výsledky byly získány po kříženích s L. africanum, L. corymbiferum a L. decumbens. Šíření lnu v prostředí: Len se šíří výhradně semeny. Po sklizni zůstávají na poli semena z výdrolu. Semena lnu se mohou šířit prostřednictvím lidí i zvířat. V případě lidí se jedná o ztráty při výsevu a sklizni, (v případě ruční sklizně zůstávají semena na pěstební ploše). Ptáci rozšiřují semena cestou potravního řetězce. Specifickými faktory, ovlivňujícími šíření lnu jsou: Teplota, vlhkost, výskyt konkurenčních rostlin (plevelů). Len je kulturní rostlinou se specifickými pěstebními nároky. Při jeho pěstování je velmi důležité potlačení plevelů v porostu. Plevele silně konkurují lnu při příjmu živin a vláhy z půdy, přispívají k rozvoji chorob lnu. Len je také citlivý k reziduím pesticidů přítomným v půdě po pěstování jiných plodin, zejména obilovin. Kulturní len nepatří k rostlinám, které by se ve volné přírodě byly schopny etablovat a trvale udržet. Len snadno vymrzá v zimním období. Rovněž semena nejsou schopna přežít ve volné přírodě do následujícího jara. Zvýšená vlhkost vzduchu a zamokření půd podporují výskyt houbových a dalších onemocnění lnu, které mají na len mimořádně negativní vliv. Souhrn: Len setý je rostlinou se specifickými pěstebními nároky, jejíž schopnost šíření v přírodě oproti jiným druhům je velmi snížena. Jedinými částmi rostliny umožňujícími její šíření jsou semena, která mohou být šířena prostřednictvím lidí i zvířat (hlavně ptáků). Vzhledem k typu použité genetické modifikace se neočekává, že by transgenní rostliny lnu měly zvýšenou schopnost přežití a šíření v prostředí, tomu nasvědčují i stávající zkušenosti z našich polních experimentů s GM lnem v letech Genetická modifikace FAD2-i GUS použitých linií lnu není zaměřena na ovlivnění obsahu potenciálně škodlivých látek, proto změny v jejich množství nejsou očekávány. Z tohoto důvodu semena transgenních linií lnu lze považovat za zdravotně nezávadné. Zdrojem potenciálního rizika ve vztahu k šíření lnu jsou zejména manipulace spojené s výsevem semen, sklizní a dopravou rostlin do laboratoří, odsemeňováním tobolek. b) vloženým dědičným materiálem: Plasmidový konstrukt obsahuje expresní kazetu FAD2-i (promotor CaMV 35S, segment DNA pro FAD2 desaturázu, spacer, invertovaný segment DNA), promotor CaMV 35S z plazmidu pan4, hpt gen z E. coli, gen uida pro beta-glukuronidázu (GUS) s intronem z E. coli (K12). Při tvorbě konstruktu byla použita část genu pro FAD2 desaturázu, která je obsažena v DNA lnu, a proto se nepředpokládá vznik nových, pro člověka, živočichy nebo životní prostředí škodlivých vlastností. V důsledku RNA interference může dojít ke změnám v obsahu mastných kyselin v semenném oleji, ke zvýšení obsahu kyseliny olejové na úkor vícenenasycených mastných kyselin, čímž se olej skladbou mastných kyselin přiblíží oleji olivovému. c) vektorem: K přenosu plasmidového konstruktu byl použit kmen GV3101 Agrobacterium tumefaciens, který neobsahuje gen pro rezistenci k hygromycinu, což umožnilo použít gen hpt přítomný v konstruktu k selekci transformantů. Detailní studium případné přítomnosti fragmentů vektorové DNA bude provedeno u materiálů vybraných k dalšímu využití na základě výsledků polních experimentů. 2

3 d) dárcovským organismem (pokud je dárcovský organismus v průběhu genetické modifikace použit) Nevztahuje se. e) vložením konstruktu: Vložením konstruktu může docházet k inzerčním mutacím, které mohou vyřadit z funkce gen, do kterého se konstrukt vložil. Část polních pokusů je právě zaměřena na vyhledávání takovýchto mutantů, jež se vyskytují v nízkých frekvencích, a na posouzení jejich potenciální využitelnosti ve šlechtitelském procesu. f) signálními a selekčními geny: Transgenní linie, jež jsou předmětem plánovaného uvolnění do životního prostředí obsahují selekční gen hpt, který je často používán pro selekci transformovaných rostlin. Gen je schválen zdůvodněním European Food Safety Authority z (EFSA, 2004) pro použití v GMO uvolňovaných na trh. O jejich případné škodlivosti nejsou známy žádné údaje. Signální gen uida (pro GUS) pochází z běžné bakterie trávicího traktu člověka i zvířat, bakterie E. coli. Rovněž v případě tohoto genu nebyly v literatuře popsány žádné nepříznivé účinky (Ondřej a Drobník, 2002). g) ostatními složkami insertu: Insert neobsahuje žádné další úseky, které by se exprimovaly. h) vynětím části dědičného materiálu: Genetické modifikace, jež jsou předmětem této žádosti, nezahrnují vynětí části dědičného materiálu. i) výsledným GMO Genetické modifikace lnu výše uvedenými konstrukty nevedou ke zvýšení potenciálu rostliny přežívat ve volné přírodě, zvýšení jeho konkurenceschopnosti, toxicitě či dalším nežádoucím vlastnostem. j) místem a rozsahem nakládání s geneticky modifikovaným organismem nebo produktem: Polní pokusy s GM lnem budou prováděny na experimentálních pozemcích firmy Agritec, v katastrálním území obce Vikýřovice, jež se nachází mimo míst s vyšší frekvencí dopravy a osob. Navíc, parcely se lnem budou situovány do odlehlých partií honu. Stejná lokalita byla námi již v minulosti ( ) využívána pro uvolnění GM lnu do životního prostředí (na základě rozhodnutí MŽP č.j. 19/1999, č.j. 1010/OER/GMO/01 a č.j /ENV/07 ). Agrotechnické postupy používané pro len s následnou rotací plodin (len by neměl být na stejné ploše pěstován min. po dobu šesti let, aby se zabránilo šíření některých houbových chorob a tzv. půdní únavě) umožňují spolehlivou kontrolu výskytu zaplevelujících rostlin z výdrolu a jejich následnou likvidaci. Samovolné šíření transgenních rostlin je prakticky vyloučeno - viz bod a. Pokusný pozemek vzhledem k velikosti maximálně několika set m 2 (podle postupně vzrůstajícího počtu rostlin v dalších vegetačních sezónách) lze dobře kontrolovat i umístit vhodně vzhledem k dispozicím honu. k) životním prostředím v místě nakládání s geneticky modifikovaným organismem: Jedná se o území zemědělsky využívané. Nejbližší plochy k parcelám s transgenním lnem jsou využívány buď jako pastviny, nebo jako orná půda. Umístění pokusného pozemku mimo obec a navíc do nejvzdálenějších partií lokality od místní komunikace je voleno 3

4 z důvodu izolace pokusných parcel od pěstované vegetace v soukromých zahradách, snadné kontroly okolní vegetace - v blízkém okolí jsou pěstovány především luskoviny, obiloviny, řepka ozimá, konopí seté. Porosty netransgenního lnu jsou na lokalitu umísťovány ve vzdálenosti nejméně 300 m od porostů lnu transgenního (norma ÚKZÚZ určuje 200 m). Celý pozemek je ošetřován a výskyt plevelů, rostlinných patogenů a škůdců je silně omezen. V pěstebních oblastech lnu se nevyskytují žádné příbuzné druhy, se kterými by se kulturní len mohl křížit. Pyl lnu je poměrně těžký a špatně se šíří větrem. V blízkém okolí nejsou umístěna včelstva. Při zachování izolační vzdálenosti 300 m od jiných ploch s netransgenním lnem nehrozí únik transgenu do životního prostředí. Hybridizace s Linum flavum, jediným druhem z rodu Linum vyskytujícím se přirozeně v ČR se stejným počtem chromozómů jako u L. usitatissimum, byla v experimentech provedených ve firmě AGRITEC neúspěšná. Tyto skutečnosti značí, že riziko úniku pylu a vzniku potenciálně transgenního potomstva mimo podmínky pokusu je prakticky nulové. l) možnými interakcemi mezi GMO nebo produktem a životním prostředím v místě nakládání: Předpokládá se, že exprese použitého konstruktu se projeví na obsahu mastných kyselin v dělohách semene. RNA interferencí se sníží produkce FAD2 desaturázy a tím se také sníží konverze kyseliny olejové v linolovou. V důsledku toho se zvýší obsah kyseliny olejové v semeni. Změny tohoto typu nemohou negativně ovlivnit životní prostředí v místě nakládání. Lokalita je ve vzdálenosti min. 2 km vzdušnou čarou od okraje nejbližšího chráněného krajinného celku CHKO Jeseníky a 8 km od národní přírodní rezervace Rašeliniště Skřítek. Posouzení rizik geneticky modifikovaných vyšších rostlin uvolňovaných do životního prostředí dle 5, odst. 9) vyhlášky č. 209/2004 Sb.: a) pravděpodobnost, že se za podmínek uvádění do životního prostředí stanou geneticky modifikované vyšší rostliny odolnější než příjemce nebo rodičovský organismus v zemědělském prostředí nebo invazivnější v přírodním prostředí: Kulturní len je rostlinou se specifickými pěstebními nároky, jež v podmínkách ČR není schopna přežívat zimu ve formě semen či jako rostlina. Je krajně nepravděpodobné, že geneticky modifikované rostliny lnu exprimující mutaci některého z vlastních genů či na základě vložení jediného cílového genu se stanou v důsledku toho odolnějšími než rodičovský organizmus či budou invazívnější v přirozeném prostředí. Již dříve prováděné polní pokusy ve firmě Agritec s GM lnem ( ) neprokázaly změnu takových vlastností v porovnání s příjemcem. Len je kulturní plodinou, která vyžaduje intenzívní péči a nemá přirozený potenciál se etablovat na stanovišti nebo ve volné přírodě. Nepředpokládá se, že uvedená genetická modifikace změní schopnost přežívání rostlin a růstové vlastnosti rostlin lnu a v důsledku toho i interakce s životním prostředím. b) každá selekční výhoda nebo nevýhoda plynoucí z této genetické modifikace: Není pravděpodobné, že by v důsledku jediné mutace vlastního genu získal len selekční výhodu proti jiným rostlinám. Většina mutací navozovaných inzerční mutagenezí je ztrátových, což obvykle značí nevýhodu oproti standardnímu genotypu. Stejně tak není pravděpodobné, že by v důsledku vnesení cílového genu FAD2-i, uida nebo hpt daná plodina získala selekční výhodu v polních podmínkách. Navíc, kulturní len se rozmnožuje výhradně semeny, která nepřežívají podmínky zimy. 4

5 Selekční výhoda v důsledku vnesení genu pro odolnost rostlin ke kanamycinu či hygromycinu v přírodě neexistuje, neboť zde neexistuje selekční tlak, který by nositele genu zvýhodňoval. Daný systém je možné využít jen k selekcím v in vitro podmínkách. Jiná selekční výhoda z uvedené genové manipulace pro rostliny lnu nevyplývá. c) možnost přenosu dědičného materiálu na stejný nebo sexuálně kompatibilní druh za podmínek pěstování geneticky modifikovaných vyšších rostlin a každá selekční výhoda nebo nevýhoda, která může být takto přenesena: Možnost přenosu dědičného materiálu na rostliny kulturního lnu je minimální vzhledem k biologickým vlastnostem lnu (viz bod 1.3. Žádosti) i použitým izolačním vzdálenostem (min. 300 m). Jiné křížitelné druhy se v blízkém ani vzdáleném okolí nevyskytují. d) možné okamžité nebo opožděné účinky na životní prostředí způsobené přímými nebo nepřímými interakcemi mezi geneticky modifikovanou vyšší rostlinou a cílovým organismem (pokud cílový organismus existuje): Cílový organismus neexistuje. e) možné okamžité nebo opožděné účinky na životní prostředí způsobený přímými nebo nepřímými interakcemi mezi geneticky modifikovanou vyšší rostlinou a necílovými organismy, včetně vlivu na úroveň populací konkurentů býložravců, případně symbiontů, parazitů a patogenů: Vzhledem ke specificitě použitých transgenů nejsou zde očekávány žádné okamžité nebo opožděné účinky na životní prostředí. Změna obsahu mastných kyselin v žádném případě nemůže poškodit hmyz, který len navštěvuje, ani živočichy, kteří se dostanou do kontaktu s uvedeným lnem. f) možné okamžité nebo opožděné účinky na lidské zdraví vyplývající z možných přímých nebo nepřímých interakcí mezi geneticky modifikovanou vyšší rostlinou a osobami přicházejícími s ní do styku: Vzhledem ke specificitě použitých transgenů nejsou očekávány žádné okamžité nebo opožděné negativní účinky na lidské zdraví. Změna obsahu mastných kyselin v žádném případě nemůže poškodit osoby, které se na poli či při zpracování rostlin a semen po sklizni dostanou do kontaktu s uvedeným lnem. K obdobným změnám v obsazích mastných kyselin došlo např. u indukovaných jedno- a dvojnásobných mutantů lnu v genech pro desaturázy mastných kyselin, jež se staly základem šlechtitelských programů tzv. nízkolinolenových typů lnu, kde obsah kyseliny linolenové (omega-3) byl snížen pod 2 % (typ linola) či 5 % (typ solin) na úkor hromadění omega-6 a omega-9 mastných kyselin (Green 1986a,b, Green a Dribnenki 1965, Kenaschuk a Rashid, 1993, Dribnenki et al. 2007). Tyto odrůdy jsou celosvětově využívány pro potravinářské účely již téměř dvě desetiletí a žádné nepříznivé účinky na lidské zdraví nebyly dosud pozorovány. Obdobně byla v zahraničí, klasickými postupy i metodami genového inženýrství, vytvořena řada odrůd sóji a řepky olejné se změněným složením oleje určených pro lidskou výživu. Toxické účinky hygromycinfosofotransferázy, produktu selekčního genu hpt, nebyly prokázány. Gen hpt zařadil vědecký výbor Evropského úřadu pro bezpečnost potravin (EFSA) do nejnižší kategorie potenciální rizikovosti selekčních genů na bázi tolerance k antibiotikům vůči zdraví člověka, zvířat a životnímu prostředí (EFSA 2004). Len je běžně pěstovaným druhem na území ČR. Nejsou známy škodlivé účinky lnu ani vložených transgenů na člověka a ostatní živočichy (Bhatty 1995, Health Canada 1999, Jhala et al. 2009). 5

6 g) možné okamžité nebo opožděné účinky na zdraví zvířat a důsledky pro potravní řetězce vyplývající z konzumace geneticky modifikovaných vyšších rostlin nebo produktu, který je určen jako krmivo: Takto geneticky modifikované linie lnu nejsou v této fázi výzkumu určeny pro použití jako potravina ani jako krmivo. Navíc nejsou známy nepříznivé účinky použitých genů na zdraví zvířat (viz též předchozí bod), ani nepříznivé důsledky pro potravní řetězce (Bhatty 1995, Cunnane 1995). Naopak, zvýšený obsah kyseliny olejové v semenném oleji, což je cílem této transformace lnu, by měl umožnit využívat v budoucnu lněný olej jako tepelně stabilní konzumní olej a tím snížit používání tepelně méně stabilních olejů. Používání tohoto oleje napomůže odstranit také zdravotní rizika vyplývající v současné době z příliš vysoké konzumace olejů s vysokým obsahem kyseliny linolové narušující potřebnou rovnováhu mezi přijímanými omega-6 a omega-3 mastnými kyselinami (Morris 2004). h) možné okamžité nebo opožděné účinky na biogeochemické procesy vyplývající z interakcí geneticky modifikované vyšší rostliny a cílových a necílových organismů v okolí pěstování geneticky modifikované vyšší rostliny Takové účinky se nepředpokládají vzhledem k zachování původních růstových vlastností lnu. i) možné okamžité nebo opožděné přímé a nepřímé účinky na životní prostředí v důsledku použití specifických pěstebních, sklizňových a zpracovatelských technik pro GMO v případě, že se tyto techniky liší od běžně používaných: Nepředpokládá se změna pěstebních, sklizňových a zpracovatelských technik pro geneticky modifikované rostliny lnu. Závěry hodnocení rizika: Kulturní len je s ohledem na nároky pro pěstování, způsob rozmnožování, neexistence planých kompatibilních druhů v blízkosti oblastí jeho pěstování v ČR a neexistence možnosti zplaňování považován za poměrně velmi bezpečný rostlinný druh, jehož potenciál šíření lze snadno udržet pod kontrolou, protože je minimální. Riziko uvádění tohoto GMVR je proto hodnoceno jako bez rizika nebo s minimálním rizikem škodlivého působení na zdraví člověka a zvířat, životní prostředí nebo biologickou rozmanitost (Eastham a Sweet, 2002, Jhala et al. 2009). Riziko při uvádění do životního prostředí v tomto případě spíše spočívá v přítomnosti aktivního selekčního genu. Gen hpt je obecně uznáván za bezpečný v GMO a v potravinách z nich připravených. Hodnocení rizika je dále odvislé od správného nakládání s GM rostlinami. K tomu slouží zpracovaný Provozní řád a Havarijní plán, se kterými budou seznámeny všechny osoby pověřené manipulací s GMO. Nakládání s geneticky modifikovaným lnem nesoucím plasmid ppcv812i/35s/fad2i/35s/gus (zkráceně FAD2-i) spadá na základě výše provedeného rozboru rizik do první kategorii rizika dle zákona. Vypracoval: RNDr. Slavomír Rakouský, CSc., odborný poradce 6

7 Literatura: Bhatty, R.S.: Nutrient composition of whole flax seed and flax seed meal. In Cunnane, S.C., Thompson, L.U. (eds.): Flax Seed in Human Nutrition.. Champaign, AOCS Presss 1995, Pp Cunnane, S.C. : In: Cunnane, S.C., Thompson, L.U. Flaxseed in Human Nutrition. Champaign, AOCS Press 1995, Pp Dribnenki, J.C.P., McEachern, S.F., Chen, Y., Green, A.G., Rashid, K.Y. (2007): 2149 solin (low linolenic flax). Can. J. Plant Sc., 8: Eastham, K., Sweet, J. (2002): Genetically modified organisms (GMOs): The significance of gene flow through pollen transfer. European Environment Agency, Environmental Issue Report 28. EFSA (2004): Opinion of the Scientific Panel on Genetically Modified Organisms on the use of antibiotic resistance genes as marker genes in genetically modified plants. EFSA J. 48:1-18. Morris, D.H.: Description and composition of flax. In: Flax A Health and Nutrition Primer, Flax Council Canada 2004, pp Green, A. (1986a): A mutant genotype of flax (Linum usitatissimum L.) containing very low levels of linolenic acid in its oil. Can. J. Plant Sci. 66: Green, A. (1986b): Genetic control of polyunsaturated fatty acid biosynthesis in flax (Linum usitatissimum L.) seed oil. Theor. Appl. Genet. 72: Green, A.G., Dribnenki, J.C.P. (1995): Breeding and development of LINOLA (low linolenic flax). FAO Proc. 3rd Int. Flax Breed. Res. Grp., France. Health Canada (1999): Novel food information food biotechnology. Sulfonylurea tolerant flax, CCD Triffid FP967. FD/OFP A. Jhala, A.J., Weselake,R.J., Hall. L.M. (2009): Genetically engineered flax: Potential benefits, risks, regulations, and mitigation of transgene movement. Crop Sci. 49: Kenaschuk, E.O., Rashid, K.Y. (1993): AC linola flax. Can. J. Plant Sci. 73: Rowland, G.G.A., McHughen,A., Gusta, L.V., Bhatty, R.S., Mackenzie, S.L., Taylor, D.C. (1995): The application of chemical mutagenesis and biotechnology to the modification of linseed (Linum usitatissimum L.). Euphytica 85: Spence,J.D., Thornton, T., Muir, A., Westcott, N.D. (2003): The effect of flax seed cultivars with differing content of α-linolenic acid and lignans on responses to mental stress. J. Am. Coll. Nutr. 22: V Českých Budějovicích dne RNDr. Slavomír Rakouský, CSc. odborný poradce 7