Obsah přednášky 1) Základní informace a přehled typů modifikací 2) GM kukuřice 3) Zlatá rýže 4) Brambory amflora 5) Produkty GM rostlin ve výživě 6) Popis dalších druhů GM rostlin a jejich využití
Jsou vůbec GM plodiny zapotřebí? Růst poptávky po bezpečných a kvalitních potravinách Snižování rozlohy orné půdy
Jak zajistit vysokou produkci kvalitních potravin? Použitím výnosných odrůd (kultivarů) výběrem náhodně pozměněných jedinců a křížením rekombinantními technologiemi
Klonováním nejčastěji vznikají 1)Plodiny odolné vůči hmyzím škůdcům 2) Plodiny odolné vůči herbicidům 3) Plodiny s novými výživovými parametry 4) Gen způsobující samčí sterilitu 5) Geny umlčující jiné geny 6) Farmaceuticky zajímavé plodiny
Plodiny odolné vůči škůdcům Mají naklonované geny pro toxiny z Bacillus thuringiensis Nazývají se Bt plodiny Toxiny se označují Cry Používají se v ekologickém zemědělství jako biopesticidy bez omezení Bt plodiny jsou chráněny proti určitému škůdci nebo skupině škůdců Zavíječ kukuřičný (Ostrinia nubilalis), bázlivec (Diabrotica virgifera) Bt kukuřice, Bt bavlna, Bt sója
Plodiny odolné vůči herbicidům Mají naklonovaný bakteriální gen pro EPSPS syntéza aromatických aminokyselin Nepůsobí na ně inhibitor glyfosát (Roundup) Systémový herbicid Roundup zlikviduje všechny plevele, ale ne herbicid-tolerantní GMO Glyfosát se v půdě rychle rozkládá Riziko přenesení genu necitlivosti na plevele Kukuřice, brambor, sója jsou v Evropě nepůvodní druhy
Plodiny s novými výživovými parametry 1) Rajčata, která neměknou a nehnijí 2) Rajčata se změněným obsahem karotenu 3) Zlatá rýže 4) Lepší stravitelnost fosforu u sóji a kukuřice 5) Jedlý bavlník? 6) Ječmen produkující sladidlo thaumatin 7) GM pekařská pšenice 8) Hrách, jahody, banány, maniok
Plodiny s průmyslovým využitím 1) Brambory se změněným složením škrobu 2) Huseníček, který odhalí miny 3)Tabák (s nitroreduktázou) rozkládající TNT
GM plodiny ve farmacii proteiny strukturní (kolagen) hormony, cytokiny sekundární metabolity protilátky scfv proteiny rostlinné vakcíny 10
Příklady transgenních rostlin 11
Rajčata, která neměknou a nehnijí První komerčně dostupný GMO vytvořena společností Calgene, Kalifornia, USA schválena FDA v roce 1992 na trhu v roce 1994 FlavrSavr Rajčata měknou, protože enzym pektinasa (polygalakturonasa) odbourává buněčnou stěnu snížení aktivity enzymu 12
Jak byly FlavrSavr vytvořeny? pektináza Buněčná stěna degradace měknutí, napadání plísněmi antisense mrna pro pektinázu 13
14 Změna aktivity enzymu antimediátorová RNA = antisense RNA je komplementární k primárnímu transkriptu a vazbou na něj jej inhibuje přepisuje se z pozitivního DNA-řetězce C C T A A G T G C A A G G A T T C A C G T T - + C C T A A G T G C A A U C A C G U U mrna G G A T T C A C G T T A G U G C A A antisense RNA hybridní RNA degradace
Komerční neúspěch Podobně jako klasická rajčata musela být sklízena nezralá Válka s producenty klasických variet Problémy při pěstování a záruční dobou V roce 1996 nabízela společnost Zeneca pastu z rajčat podobné variety Byla značena jako produkt vyrobený z GMO Vše staženo z trhu pro nezájem spotřebitelů, dnes už neexistují 15
Polní pokusy 2004 Rajče se zvýšeným obsahem β-karotenu Databáze EC Joint Research Centre WebSNIF http://mbg.jrc.ec.europa.eu/ 16
Jak toho bylo dosaženo? tlcy z genomu rajčete lykopen lykopen cyklasa cyklysace β-karoten Akumuluje se β-karoten na úkor běžně se vyskytujícího lykopenu selekční znak = gen npt II z E. coli (rezistence ke kanamycinu) Transformace pomocí Agrobacterium tumefaciens 17
Únik semen z GMO rajčat Banka semen při University of California vydávala od roku 1996 po dobu 7 let semena GM rajčat jako konvenční Rozesláno bylo asi 30 zásilek do 15 zemí Odhaleno byl v okamžiku, kdy si jedna laboratoř objednala genetickou modifikaci Zjistilo se, že semena už geneticky modifikovaná jsou Jsou už tedy mezi námi? 18
19
Bt kukuřice 20
Bt kukuřice gen pro toxin z B. thuringiensis Zavíječ kukuřičný (Ostrinia nubilalis) plísně normální Bt 21
Bt kukuřice MON 810 První a donedávna jediná GM plodina, která se mohla v ČR pěstovat na polích Připravena ve společnosti Monsanto V EU povolena od roku 1998 V několika zemích (Rakousko, Maďarsko, Řecko, Francie, Lucembursko, Německo) zakázána 22
Bt kukuřice MON 863 Připravena ve společnosti Monsanto Nese gen pro protein Cry3Bb1 Rezistence k larvám bázlivce kukuřičného (Diabrotica virgifera) Tato odrůda se stala předmětem řady sporů přívrženců a odpůrců GMO Je toxická pro zvířata nebo lidi? Francouzská skupina Seralini et al. Toxické účinky na motýla Monarcha stěhovavého? 23
Kukuřice rezistentní ke glyfosátu produkt společnosti Monsanto Company nese označení NK 603 získána bombardování buněk a tkání zlatými mikroprojektily fragmentem DNA se dvěma expresními kazetami s naklonovaným genem pro 5- enolpyruvyl šikimát-3-fosfát synthasu exprese pod dvěma promotory 1) Promotor pro aktin z rýže 2) Dvojitý promotor 35S z viru CaMV (cauliflower mosaic virus) a intronu pro Hsp 70 z kukuřice http://www.agbios.com/dbase.php?action=submit&evidcode=nk603 24
Kukuřice GA21 produkt společnosti Syngenta Seeds, Inc. tolerantní ke glyfosátu získána bombardování buněk a tkání zlatými mikroprojektily s plasmidem pdpg434 s naklonovaným genem pro 5-enolpyruvyl šikimát- 3-fosfát synthasu exprese pod promotorem pro aktin z rýže Určena především ke krmení dobytka http://www.agbios.com/dbase.php?action=submit&evidcode=ga21 25
Kukuřice Bt11 produkt společnosti Syngenta Seeds, Inc. rezistentní vůči Ostrinia nubilalis tolerantní ke glufosinátu amonnému (nese gen kódující fosfinothricin-n-acetyltransferasu (PAT) ze Streptomyces viridochromogenes) získána přímou transformací protoplastů plasmidem pzo1502 s naklonovaný mi geny exprese pod promotorem 35S z viru CaMV (cauliflower mosaic virus) Určena především ke krmení dobytka 26 http://www.agbios.com/dbase.php?action=showprod&data=bt11+(x4334cbr%2c+x4734cbr)
Monsanto v roce 2012 vyvinula GM kukuřici, která produkuje RNAi zacílenou proti genu Snf7 bázlivce kukuřičného, jehož produkt transportuje proteiny do cílového místa Dochází k zabrzdění růstu larev a jejich uhynutí během několika dnů Larvy přímo požírají exprimovanou RNAi V buňkách larvy je pak RNAi upravena enzymem Dicer a zahajuje svůj útok na transkripty Snf7, které jsou rozloženy komplexem RISC Nešlo by přímo provádět postřik RNAi na listy? Mohou molekuly RNAi pronikat do trávicího traktu lidí? Kupferschmidt K (2013): A lethal dose of RNA. Science 341, 732-733 27
Kupferschmidt K (2013): A lethal dose of RNA. Science 341, 732-733 28
29
připravena v roce 1999 Zlatá rýže ( Ingo Potrykus z Technical University ve švýcarském Zurichu, Peter Beyer z německé University of Freiburg) vložen gen pro β-karoten z narcisu vitamín A pro 3. svět výzkum trval 10 let a stál miliony dolarů hladina provitaminu jen 1,6 mikrogramů na gram rýže denní dávka 400 ug děti, 500-850 ug ženy a 600 ug muži Nutno zkonzumovat 3,75 kg rýže 30
Zlatá rýže - detaily plastidy phytoene synthasa (psy) = byl vzat z narcisu) karoten synthasa 1 (crt1) = původem z bakterie Erwinia uredovora endosperm lykopen cykláza = vlastní retinal retinol (vitamín A) 31
Zlatá rýže II rok 2005 Syngenta Seed v Cambridge vložen gen pro phytoene synthasu z kukuřice produkce provitamínu A 20x vyšší projekt zadala humanitární organizace Humanitarian Rice Board, které byly výsledky věnovány hladina provitaminu je 37 mikrogramů na gram rýže nutno zkonsumovat asi 150 g rýže 32
Prosadí se? Deficience v příjmu vitamínu A Indie a Filipíny daly k pěstování nové zlaté rýže na svém území svůj souhlas 33
34
Brambory Amflora Určené k produkci škrobu se zvýšeným podílem amylopektinu Normálně 25% : 75% Amylopektin je využitelný při výrobě papíru, konstrukčních materiálů, lepidel, mazadel a dalších produktů Zablokování syntézy amylózy, gen GBSS Mechanismus RNA interference Poměr amylóza : amylopektin = 2% : 98% 35
Legislativní proces Připraveny společností Amylogene (Švédsko) První žádost v roce 1996 Podruhé společnost BASF v roce 2003 V letech 2004 2005 Česká komise pro GMO = souhlas 14. května 2007 schválilo Německo Posuzovala EFSA, Regulační výbor EU Rada EU nedosáhla kvalifikované většiny 2. března 2010 Evropská komise schválila 36
V čem byl problém? Spor se týkal genu nptii odolnost ke kanamycinu a neomycinu zvýšení rezistence bakterií Tento gen se běžně vyskytuje v půdních bakteriích 37
A co bude dál? Nutno schválit ve Švédsku, kde byla žádost podána Registrace odrůdy podle příslušných zemědělských předpisů Členské státy mohou individuálně omezit nebo zakázat na základě nových poznatků (ochranná doložka) V ČR probíhaly pokusy od roku 2006 (ProAgro Radešínská Svratka 10,8 ha v roce 2009) do roku 2012 BASF chtěla pěstovat v Německu, ČR a Švédsku Výroba škrobu probíhala v Amylex Radešínská Svratka 38
Pěstování v ČR Nesmí být smíchány hlízy konvenční a GMO Hlízy skladovány, převáženy a zpracovány odděleně od konvečních Sklizeň ještě před vytvořením semen konvenční brambory 20 m pole s 40 m Amflorou ekologický zemědělec V následujícím roce monitorování a ničení všech rostlin bramboru, které na pozemku vyrostou 39
40
Round-up Ready sója produkt firmy Monsanto odolná ke glyfosátu výroba stolních olejů Sojový olej nejrozšířenější plodina na světě registrována v roce 1995 komerční uvedení v roce 1996 V roce 2008 schválen dovoz nové generace, tzv. Roundup Ready 2 Yield (TM) v EU 41
Sojový lecithin? působí jako emulgátor, zvlhčující látka, stabilizátor a antioxidant používá se do pečiva pro zvětšení jeho objemu, pro vytvoření jemnější struktury střídky, pro vytvoření jemnější kůrky a zlepšuje disperzi tuků prodlužuje trvanlivost pečiva v potravinách má označení E 322 používá se v množství 0,2-0,3% základní složkou lecithinu (97%) jsou fosfolipidy přidává se zejména do vícezrnných chlebů, sojových chlebů, slunečnicových chlebů... 42
43
Ječmen Testování a optimalizace metod Produkce lidského sérového albuminu Sladidlo thaumatin Exprese endochitinázy a betaglukanázy Exprese epidermálního růstového faktoru 44
Ječmen Malt-619-5001 Nese analog lidského genu pro lidský sérový albumin Další geny zajišťují cílený transport a ukládání proteinu do zrna Transformace prostřednictvím Agrobacterium tumefaciens Selekční znak gen bar ze Streptomyces hygroskopicus (rezistence ke glufosinátu) 45
Ječmen Malt-607-1001 Nese gen Thaumatin I původ v rostlině katemfe (Thaumatococcus danielli, Benth) Deštné pralesy západní Afriky Sladivost 1600-2000x vyšší než sacharóza Další geny zajišťují cílený transport a ukládání proteinu do zrna Transformace prostřednictvím Agrobacterium tumefaciens Selekční znak gen bar ze Streptomyces hygroskopicus (rezistence ke glufosinátu) 46
Ječmen s odolností vůči plísním I linie pyw210-9-(4001-4360) obsahuje gen cthen42(gc) z houby Trichoderma harzianum produkuje endochitinázu hydrolýza buněčné stěny hub Selekční znak gen bar ze Streptomyces hygroskopicus (rezistence ke glufosinátu) Transformace prostřednictvím Agrobacterium tumefaciens 47
Ječmen s odolností vůči plísním II linie pjh271-beta-glu-307 obsahuje gen z houby Bacillus amyloliquefaciens a B. macerans produkuje (1,3-1,4)-β-glukanasu hydrolýza buněčné stěny hub Selekční znak - gen bar ze Streptomyces hygroscopicus (rezistence ke glufosinátu) - syntetický GFP Transformace prostřednictvím Agrobacterium tumefaciens 48
Ječmen Dimma Určen pro molecular pharming Cílem je sledování akumulace proteinu v zrnu Obsahuje syntetický analog savčího genu pro tvorbu epidermálního růstového faktoru Selekční znak - gen z Escherichia coli - hygromycin-b-fosfotransferasa Transformace prostřednictvím Agrobacterium tumefaciens Tmavá až černá zrna snadno rozpoznatelné!!! 49
50
Pšenice Rezistence k houbovým chorobám Zvýšení podílu gluteinů v endospermu Tolerance k herbicidu Dalaponu Tolerance k herbicidu a rezistence ke rzím Tolerance k herbicidu a rezistence ke sněti 51
Pšenice odolná k plísním Nese gen FRG, původem z hub Jeho exprese má za následek zvýšenou odolnost k patogenům rodu Fusarium Transformace biobalistikou Selekční znak gen mana (PMI) z Escherichia coli, který kóduje fosfomanosa isomerasu PMI = náhrada selekčních znaků založených na rezistenci k antibiotikům méně kontroverzními 52
Selekce na manosu Zdroj uhlíku manosa-6-p netransformované transformované manosa-6-p PMI nedostatek ATP a P fruktosa-6-p 53
Pšenice pekařská Nese geny Glu-D1-1b, Glu-D1-2b a Glu-A1-1c původem z Triticum aestivum Tyto geny kódují gluteiny pekařská kvalita pšenice Transformace biobalistikou Selekční znak gen mana (PMI) z Escherichia coli, který kóduje fosfomanosa isomerasu Selekční znak - gen bar ze Streptomyces hygroscopicus - kóduje fosfinotricin acetyl transferasu - detoxifikace glufosinátu amonného 54
Pšenice tolerantní k Dalaponu gen pro dehalogenasu degraduje 2,2 dichlorpropionovou kyselinu účinná složka herbicidu Dalaphon Transformace biobalistikou 55
Pšenice tolerantní k herbicidu a rezistentní ke rzím gen NBS-LRR z Triticum monococcum gen thamchi 1 z Trichoderma hamatum gen cmg 1 z Coniothyrium minitans Transformace biobalistikou Selekční znak - gen bar ze Streptomyces hygroscopicus - kóduje fosfinotricin acetyl transferasu - detoxifikace glufosinátu amonného 56
Pšenice tolerantní k herbicidu a gen kp4 rezistentní ke sněti kóduje virový protein KP4 dsrna viru, který infikuje sněť kukuřičnou Ustilago maydis Transformace biobalistikou Selekční znak - gen bar ze Streptomyces hygroscopicus - kóduje fosfinotricin acetyl transferasu - detoxifikace glufosinátu amonného http://www.danforthcenter.org/default.asp 57
58
Hrách Zvýšený obsah proteinů v zrnu Tolerance ke glufosinátu Studium regulace genové exprese Syntéza protilátek 59
Zvýšený obsah proteinů v hrachu gen VfAAP1 Vicia faba Transformace Agrobacterium tumefaciens Selekční znak - gen bar ze Streptomyces hygroscopicus - kóduje fosfinotricin acetyl transferasu - detoxifikace glufosinátu amonného 60
Zvýšený obsah proteinů v hrachu množství proteinů vzrostlo o 10-25% velikost zrn vzrostla o 20-30 % počet zrn na rostlinu nezměněn 61
Navození exprese suchem gen uida (GUS) kóduje beta-glukuronidasu promotor pro inhibitor trypsinu (TI1) = aktivace suchem (vodní stres) TI1:GUS Transformace Agrobacterium tumefaciens Selekční znak - gen bar ze Streptomyces hygroscopicus - kóduje fosfinotricin acetyl transferasu - detoxifikace glufosinátu amonného 62
Syntéza protilátek v hrachu myší gen pro fragment protilátky BA11 další dva fragmenty z Vicia faba pro transport a ukládání protilátek do semen Transformace Agrobacterium tumefaciens Žádný selekční znak!!! prevence důsledků kolonizace střev prasat enterotoxigenními E. coli snížení využívání antibiotik 63
GMO hrách v ČR? Společnost Agritech (Šumperk) podala v prosinci 2009 žádost na uvádění GM hrachu do životního prostředí Cílové geny gmspi-2: inhibitor proteináz serinového typu = ochrana před houbovými parazity a hmyzem Dof: ovlivnění vývoje rostlinného embrya L1L: ovlivnění intenzity ukládání zásobních proteinů v semeni Transformace Agrobacterium tumefaciens 64
65
Sója Tolerance ke glufosinátu Tolerance ke glyfosátu 66
Tolerantní druhy GM sóji Tolerance ke glufosinátu nese gen pat ze Streptomyces viridochromogenes transformace biobalistikou Tolerance ke glyfosátu nese gen cp4epsps z Agrobacteria transformace biobalistikou 67
Sója a kyselina fytová většina fosforu je ve formě nestravitelné kyseliny fytové váže na sebe také ionty železa, manganu, hořčíku, zinku a vápníku = jsou pak těžko stravitelné lidé i zvířata mohou trpět jejich nedostatkem, i když se absolutní obsah iontů v potravě zdá dostatečný deficit Fe, Zn = chudokrevnost těhotných žen a novorozenců deficit Zn = závažné poruchy růstu fosfor nestrávený prasata a drůbeží = výkaly snaha snížit obsah kyseliny fytové v rostlině 68
Technika genového knock-outu E1 E2 E3 A B C D stravitelné sločeniny s fosforem vyblokování enzymu E3 kyselina fytová snížení obsahu kyseliny fytové o 90% týkalo se pouze jejího obsahu v semenech ve zbývajících částech rostliny se kyselina fytová tvořila dál klíčivost semen, životaschopnost rostlin i výnosy zůstaly na potřebné výši 69
Nešlo to i jinak?!! ANO podobného snížení se podařilo dosáhnout i klasickými šlechtitelskými postupy obsah kyseliny fytové klesl v celé rostlině = snížená klíčivost semen, zvýšená citlivost rostlin ke stresu a nižší výnosy Společnost Pioneer Hi-Bred International Podobných výsledků dosáhli i u kukuřice 70
71
Cukrová řepa Tolerance ke glyfosátu Rezistence k rhizománii řepy Tolerance ke glyfosátu + rezistence k rhizománii 72
Řepa tolerantní ke glyfosátu nese gen cp4epsps z Agrobacteria kóduje 5-enolpyruvilšikimát-3-fosfátsyntasu, která díky substituci aminokyseliny prokazuje výrazně sníženou afinitu ke glyfosátu, bez ovlivnění funkce enzymu transformace pomocí A. tumefaciens CÍL??? Vyhodnotit účinnost regulace plevelů při použití GM řepy včetně agronomických vlastností 73
Řepa rezistentní k rhizománii nese gen rzm zajišťující rezistenci k BNYVV beet necrotic yellow vein virus transformace A. tumefaciens selekce genem PMI selekce na manosu manosa-6-p fruktosa-6-p Existuje i GM řepa rezistentní k rhizománii a tolerantní ke glyfosátu 74
75
Krmná řepa Tolerance ke glyfosátu 76
Řepa tolerantní ke glyfosátu nese gen cp4epsps z Agrobacteria kóduje 5-enolpyruvilšikimát-3- fosfátsyntasu, která díky substituci aminokyseliny prokazuje výrazně sníženou afinitu ke glyfosátu, bez ovlivnění funkce enzymu transformace pomocí A. tumefaciens CÍL??? Získat informace důležité pro hodnocení rizik 77
78
Řepka Zvýšený obsah oleje Změna obsahu mastných kyselin 79
80
Řepka se zvýšeným obsahem oleje geny z Arabidopsis thaliana kódující enzymy účastnící se metabolismu lipidů a sacharidů někdy geny z Brassica napus a Saccharomyces cerevisiae promotory z Vicia faba/pisum sativum selekční znak = gen npt II z E. coli (rezistence ke kenamycinu) Výsledek? Změny v obsahu oleje v semeni 81
Řepka se změněným obsahem mastných kyselin gen pro acyl-(acp) thioesterasu (ClFatB4) z Cuphea lanceolata vlastní promotor s ektopickou expresí v semenech gen předčasně ukončuje prodlužování molekul mastných kyselin vznikají středně dlouhé řetězce kyseliny myristové (C14:0), která se v řepkovém oleji běžně nevyskytuje 82
Cíl pokusů? Krmné pokusy u prasat Vliv na fyziologické funkce Dieteticky žádoucí kyselina myristová se nachází také v másle (ale ne v margarínu) Estery kyseliny myristové vonná aditiva v potravinářství a kosmetice (holení, hydratující tělová mléka, parfémy, atp. selekční znak = gen npt II z E. coli (rezistence ke kanamycinu) Transformace pomocí Agrobacterium tumefaciens 83
Produkce polonasycených mastných kyselin gen pro Delta-6-desaturasu (Phytium irregulare) gen pro Delta-5-desaturasu (Thraustochytrium) gen pro Delta-6-elongasu (Physcomitrella patens) gen pro Delta-12-desaturasu (Calendula officinalis) Součásti drah pro tvorbu velmi dlouhých řetězců polonasycených mastných kyselin (omega 3 a omega 6) selekční znak = gen npt II z E. coli (rezistence ke kanamycinu) Transformace pomocí Agrobacterium tumefaciens 84
Pokusy s řepkou v ČR? odrůda Aventis odolná k herbicidu Liberty provádí VURV Ruzyně 85
86
Bavlník Rezistence k hmyzu (Lepidoptera) Tolerance ke glyfosinátu Tolerance ke glyfosátu Rezistence k hmyzu + tolerance ke glufosinátu Rezistence k hmyzu + tolerance ke glyfosátu + tolerance ke glufosinátu 87
Bt bavlník Rezistentní k fytofágnímu hmyzu z čeledi Lepidoptera nese gen cry2 nebo cry1ab z Bacillus thuringiensis V USA je Bt bavlník na 60% ploch Tolerance ke glufosinátu a glyfosfátu glufosinát = gen bar ze Streptomyces hygroscopicus glyfosát = gen 2mepsps dvojitý mutant se dvěma změněnými AK transformace Agrobacterium tumefaciens 88
Jedlý bavlník? na 1 kg vláken připadá 1,65 kg semen obsah 22% proteinů semena ale obsahují toxický gossypol technikou RNA interference zablokování syntézy gossypolu v semenech zbytek rostliny tento terpenoid dále produkuje Využití přímá konzumace čerstvých nebo pražených semen mletí na mouku zkrmování odpadu při výrobě bavlníkového oleje 89
Jak byl připraven Byl zablokován gen pro delta-kadein syntázu (na schématu označen E3) E1 E2 anti mrna E3 pro E3 A B C D gossypol vyblokování enzymu E3 90
91
Okurka Thaumatin + rezistence k plísni Pseudoperonospora cubensis 92
Modifikované okurky Několik linií určených ke sledování ovlivnění chuti a míry rezistence nese plasmid prur528s s cdna pro thaumatin II thaumatin II je sladký protein skupiny PR (pathogenesis-related) Thaumatin I a II se vyskytuje v Thaumatococcus danielli, Benth PR proteiny jsou obranné látky proteinové povahy, které se v rostlině tvoří jako odpověď na poškození patogenním organismem transformace Agrobacterium tumefaciens 93
Další GMO s thaumatinem Rajčata se zvýšenou rezistencí k plísni bramborové Jahody se zvýšenou rezistencí k plísni šedé Na trhu jsou aktivátory exprese PR-proteinů Vyrábí Syngenta Acibenzolar-S-methyl 94
Další GMO s thaumatinem Kdy se na trhu objeví GM jahody s rezistencí k plísni šedé spolu s postřikem aktivátoru obranných reakcí? 95
96
Obří maniok Stěžejní potrava pro 250 milionů afričanů nese gen glgc z Escherichia coli je 100x účinnější než AGPasa (biosyntéza škrobu) nárůst biomasy hlíz byl 2,6x rychlejší narostl i počet kořenů, listů a celková nadzemní biomasa 97
98
GM káva Kávová zrna s minimálním obsahem kofeinu káva bude levná má vyblokovaný genu pro theobromin syntasu (CaMXMT1) = jeden ze 3 genů pro syntézu kofeinu připravena v Japonsku u druhu Coffea canephora šetrnější než ta, která přišla do styku s organickými extrakčními činidly panika u výrobců kávy bez kofeinu? 99
A co její účinky? 100
101
Biopaliva geneticky modifikovaný topol snížený obsah ligninu a vyšší obsah celulózy o 50% levnější výroba biolíhu Povolení obdržel Vlámský Institut pro Biotechnologie Zajímavé zamyšlení 5/2011 http://www.osel.cz/index.php?clanek=5678 102
Biopaliva fermentace celulózy GM plísněmi sloučeniny s delším uhlíkatým řetězcem produkované E. coli isobutanol, 1-butanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl- 1-butanol a 2-phenylethanol GM kvasinky tolerantní k vyšším koncentracím etanolu Též využití při výrobě piva a vína GM sinice produkující isobutyraldehyd z CO 2 103
GM sinice Synechococcus elongatus CO 2 produkuje isobutyraldehyd z CO 2 1) Zlepšení funkce RuBisco výkonnější fotosyntéza 2) Transformace genu Kdc produkce isobutyraldehydu odpařování 104
Je toho dost? Sinice z 1 litru tekutiny 6,230 ug isobutyraldehydu/hod. Srovnání s výrobou, která využívá k produkci biopaliva kontinuální kultivaci geneticky modifikovaných řas Řasy z 1 litru tekutiny 4 ul paliva/hod. = 10 0000 litrů paliva z hektaru za rok Nové sinice z Kalifornie by z jednoho hektaru měly poskytnout o více než třetinu biopaliva více 105
Sinice produkující sacharózu Synechococcus elongatus Sacharóza je následně zkvašována kvasinkami na etanol 106
107
Odstraňování toxických kovů Brukev hořčičná váže 4,3x více selenu než běžná rostlina po 45 dnech odsála 4,4% selenu z vrstvy o mocnosti 25 cm kumulace rtuti Huseníček, tabák kumulace kadmia (zvýšenou tvorbou glutathionsyntasy nebo fytochelatinsyntasy) 108
Odstraňování toxických látek organické jedy Mikroorganismy Mikroorganismy + rostliny Burkholderia cepacia + lupina = organická rozpouštědla Plísně Fusarium oxysporum = zbavuje azbest železa 109
Arzénoví kanárci Bakterie, které se mění ve styku s nepatrnými koncentracemi arzénu svítící díky luciferáze ze světlušek svítící díky GFP z mořské medůzy měnící barvu z bílé na modrou díky β-galaktosidase Do testované vody se namočí papírek obsahující usušené bakterie S testem interferuje měď, která bakterie zahubí 110
Shrnutí 1) Základní informace a přehled typů modifikací 2) GM kukuřice 3) Zlatá rýže 4) Brambory amflora 5) Produkty GM rostlin ve výživě 6) Popis dalších druhů GM rostlin a jejich využití