Biotechnologie ve výzkumu zemědělských plodin a komercializace

Současný stav v biotechnologických (GM) plodinách ve světě a v Evropě. Zpracováno podle údajů ISAAA, vědeckých publikací a poznatků získaných na 2. Mezinárodní konferenci ISHS „Geneticky modifikované organismy v zahradnictví“, Nelspruit, Jihoafrická republika.

Výzkum a vývoj geneticky modifikovaných (GM), resp. biotechnologických (Biotech) rostlin a odrůd je datován od začátku 80. let minulého století, první polní pokusy Biotech rostlin byly založeny v roce 1986. ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications) doporučuje používat termín biotechnologické rostliny (Biotech) místo geneticky modifikované, nebo transgenní, neboť posledně uvedené názvy vyvolávají u části neinformované veřejnosti averzi k těmto rostlinám a plodinám. Komercializace, pěstování první Biotech odrůdy bavlníku (Monsanto), Biotech odrůdy bramboru (Syngenta) započalo v roce 1995, první Bt (s geny Bacillus thuringiensis) odrůdy kukuřice (Delta and Pine Land) a první Ht (herbicide tolerant) odrůdy sóji v roce 1996.

V letech 1996 až 2009 docházelo k průměrnému ročnímu nárůstu 9 milionů hektarů pěstovaných Biotech plodin tak, že v roce 2009 bylo ve světě pěstováno již 136 milionů hektarů těchto plodin. V letech 2010-2011 se roční nárůst pěstované plochy Biotech plodin a odrůd zvýšil na 12 milionů hektarů, tj. 8%. 16,7 milionu farmářů ve 29 zemích světa pěstovalo v roce 2011 celkem 160 milionů hektarů těchto plodin. Biotech plodiny jsou pěstovány v 19 rozvojových zemích a 10 průmyslově vyspělých zemích. Z první desítky zemí každá zvýšila v roce 2011 plochu o více než jeden milion hektarů. S touto skutečností kontrastuje situace v Evropské unii, kde 6 zemí včetně České republiky vyselo „rekordních“ 114.490 hektarů Bt kukuřice a další dvě země pěstovaly pár set hektarů biotechnologické brambory ´Amflora´. Evropa se tak podílela na celosvětovém pěstování Biotech plodin 0,072%, což je šokující skutečnost. Vyniká tak zaostalost Evropy za rozvojovými zeměmi, které pěstují biotechnologické plodiny na téměř 50% celkové plochy, tj. na 80 milionech hektarů půdy, na ploše 694krát větší než je plocha pěstování těchto plodin v Evropě. Očekává se, že rozvojové země v roce 2012 překročí plochu Biotech plodin pěstovaných v průmyslových zemích. V roce 2011 bylo procento růstu v rozvojových zemích dvakrát rychlejší a na plochu dvakrát větší, než v zemích průmyslových. Spojené státy americké však zůstávají vedoucím producentem Biotech plodin, které pěstují na 69 milionech hektarů, 43% celkové plochy. Ht sója zůstává dominantní plodinou, následuje Bt kukuřice, bavlník a canola. „Zlatá rýže“ spěje ke kompletaci regulačních požadavků, a předpokládá se, že v roce 2013 bude uvolněna k pěstování na Filipínách, následovat bude pěstování v Číně.

V letech 1996 až 2011 přispívaly biotechnologické plodiny k bezpečnosti potravin, udržitelnosti a změně klimatu. Zvyšují produkci plodin v ceně 78,4 miliard US dolarů. Poskytují lepší podmínky z hlediska životního prostředí, neboť šetří např. 443 milionů kilogramů pesticidů, jen v roce 2010 snížily emise CO2 o 19 miliard kilogramů, což je ekvivalentní se stažením asi 9 milionů automobilů z provozu. Zachovávají biodiverzitu tím, že šetří 91 milionů hektarů pozemků. Pomáhají snížit chudobu v rozvojových zemích tím, že zvýšily životní úroveň ca 15 milionů drobných farmářů, jedněch z nejchudších lidí na světě. Biotechnologické plodiny přesto nepovažujeme za všelék, dodržování dobrých zemědělských praktik jako je rotace plodin a řádná agrotechnika, je u Biotech plodin nutností, stejně jako je tomu u běžných plodin.

Příkladem prospěšnosti Biotech obiloviny a zabedněnosti evropské politické scény včetně „zelených“ aktivistů je story zlaté rýže, Golden Rice. Rýže je základní, a mnohdy téměř jedinou potravinou třech miliard lidí, především v Asii. Mezi obilninami má rýže nejvyšší energetickou hodnotu a výnosy, ale nedostatek aminokyselin a vitaminů potřebných pro normální funkci těla. Chybí jí beta karoten, prekursor vitaminu A, což způsobuje deficit vitaminu A (Vitamin A deficiency – VAD) u 127 milionů lidí v rozvojových zemích Asie, z toho u 25% dětí předškolního věku. Každoročně 250 až 500 tis. dětí oslepne, z toho 67% zemře během jednoho měsíce. Denně umírá kolem 6000 dětí. Výzkum geneticky modifikované rýže produkující beta karoten inicioval v roce 1984 Dr. Peter Jenings, šlechtitel rýže. Rockefellerova nadace financovala 8 let výzkumný program vedený Prof. Ingo Potrykusem (Švýcarsko) a Dr. Peter Bayerem. V projektu se angažovaly i společnosti Bayer, Mogan, Monsanto, Novartis a Zeneca. V roce 2000 byla vyvinuta první Golden Rice s nízkým obsahem beta karotenu, 1,6-1,8 mikrogramu na gram, ale byla prokázána funkčnost dvou genů vložených do rýže. Syngenta pak vyvinula linii Golden Rice 1 s obsahem 6 až 8 mikrogramů beta karotenu v jednom gramu. Díky evropské stupiditě, kterou je možno nazvat ďábelskostí nebylo povoleno Biotech rýži s obsahem potřebného karotenoidu pěstovat, miliony dětí slepnou a statisíce umírají i nadále. Nesmyslný hon na GM plodiny v Evropě je možno srovnat se středověkým tmářstvím a honem na čarodějnice. V roce 2005 vyvinula Syngenta linii rýže Golden Rice 2 s obsahem 36,7 mikrogramů. GR 2 byla dále zlepšena díky projektu Gatesovy nadace a obohacena o zvýšený obsah bílkovin, vitaminu E, železa a zinku. V roce 2009 nahradila GR 1 a další zlepšená linie rýže GR2G je v rozvojových zemích Asie, ale např. i v JAR používána ke křížení s místními odrůdami. Kříženci obsahující vysoký obsah beta karotenu a jiné zlepšené vlastnosti budou v příštích letech v příslušných státech povoleny k pěstování. Odrůdy rýže Golden Rice by měly být jen na Filipínách, v Bangladéši a Indii pěstovány na 7 až 7,5 milionech hektarů. Ekonomický přínos pro asijské země je odhadován na 4 až 18 miliard US dolarů ročně. V jihovýchodní Asii trpí nedostatkem vitaminu A 33% obyvatel, nedostatkem železa (anemií) 57% a nedostatkem zinku 71% populace. Pěstování rýže GR2G bude mít pyramidální efekt třech benefitů zajišťujících populaci dostatečné množství beta karotenu, železa a zinku.a umožní radikalní zlepšení zdravotního stavu a záchranu milionů životů, především malých dětí.

Jsou vyvíjeny a komercionalizovány nejen polní, ale také zahradní transgenní plodiny. Velmi významný je pokrok projektů transgenní zeleniny, které zahrnují rajče, brambor, zelí, brukev, květák, fazol, papriku, pfeferonky, cukini, tykev, lilek, okurku, mrkev a sladkou kukuřici. V roce 2011 např. Brazílie zavedla pěstování domácích Biotech fazolí, rezistentních k virům, vyvinutých ve veřejném sektoru Brazilského zemědělského výzkumného konsorcia. V USA se již např. Pěstují odrůdy dýně a cukety rezistentní k virům ZYMV, WMV, CMV.

Genetické inženýrství má potenciál revolucionalizovat šlechtění ovocných dřevin. Papája rezistentní k viru mozaiky papáje je pěstována v USA a Číně a byla schválena ke konzumaci tohoto čerstvého ovoce v Japonsku. Biotech réva vinn  rezistentní k virovým, bakteriálním a houbovým chorobám, s tolerancí k abiotickým stresům a benefity pro zdraví byla vyvinuta v Jižní Africe. Jsou vyvíjeny Biotech odrůdy banánu, jabloně, hrušně a jahodníku. V USA byla v roce 2010 deregulována biotechnologická odrůda švestky HoneySweeet rezistentní k viru šarky švestky.

Je reálné, že počet obyvatel Země vzroste ze 6,1 miliard v roce 2000 na 9,2 miliard v roce 2050 a při stejné výměře orné půdy se bez pěstování Biotech plodin, které vykazuje obrovská pozitiva, žádná negativa, se nebude možno lidstvo uživit.Již dnes hladoví více než jedna miliarda lidí. K tomu přistupuje negativní vývoj klimatu, rozšiřování suchých oblastí v řadě zemí, a na druhé straně záplavy v jiných oblastech, obojí s negativními dopady na zemědělskou produkci. ISAAA odhaduje, že pokud by v příštích letech nebylo urychleně zaváděno pěstování odolnějších a produktivnějších Biotech plodin, budou v roce 2050 hladovět tři miliardy lidí. Z tohoto hlediska je v mimoevropském vědeckém světě považován přístup zemí EU k pěstování (GM) Biotech rostlin za dekadentní a zpátečnický. Česká republika včetně zemědělského výzkumu by mělaaktivity na úseku výzkumu a vývojebiotechnologických plodin a nových odrůd výrazně zvýšit.

ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications) doporučuje používat termín biotechnologické rostliny (Biotech) místo geneticky modifikované, nebo transgenní, neboť posledně uvedené názvy vyvolávají u části neinformované veřejnosti averzi k těmto rostlinám a plodinám. Komercializace, pěstování první Biotech odrůdy bavlníku (Monsanto), Biotech odrůdy bramboru (Syngenta) započalo v roce 1995, první Bt (s geny Bacillus thuringiensis) odrůdy kukuřice (Delta and Pine Land) a první Ht (herbicide tolerant) odrůdy sóji v roce 1996.

V letech 1996 až 2009 docházelo k průměrnému ročnímu nárůstu 9 milionů hektarů pěstovaných Biotech plodin tak, že v roce 2009 bylo ve světě pěstováno již 136 milionů hektarů těchto plodin. V letech 2010-2011 se roční nárůst pěstované plochy Biotech plodin a odrůd zvýšil na 12 milionů hektarů, tj. 8%. 16,7 milionu farmářů ve 29 zemích světa pěstovalo v roce 2011 celkem 160 milionů hektarů těchto plodin. Biotech plodiny jsou pěstovány v 19 rozvojových zemích a 10 průmyslově vyspělých zemích. Z první desítky zemí každá zvýšila v roce 2011 plochu o více než jeden milion hektarů. S touto skutečností kontrastuje situace v Evropské unii, kde 6 zemí včetně České republiky vyselo „rekordních“ 114.490 hektarů Bt kukuřice a další dvě země pěstovaly pár set hektarů biotechnologické brambory ´Amflora´. Evropa se tak podílela na celosvětovém pěstování Biotech plodin 0,072%, což je šokující skutečnost. Vyniká tak zaostalost Evropy za rozvojovými zeměmi, které pěstují biotechnologické plodiny na téměř 50% celkové plochy, tj. na 80 milionech hektarů půdy, na ploše 694krát větší než je plocha pěstování těchto plodin v Evropě. Očekává se, že rozvojové země v roce 2012 překročí plochu Biotech plodin pěstovaných v průmyslových zemích. V roce 2011 bylo procento růstu v rozvojových zemích dvakrát rychlejší a na plochu dvakrát větší, než v zemích průmyslových. Spojené státy americké však zůstávají vedoucím producentem Biotech plodin, které pěstují na 69 milionech hektarů, 43% celkové plochy. Ht sója zůstává dominantní plodinou, následuje Bt kukuřice, bavlník a canola. „Zlatá rýže“ spěje ke kompletaci regulačních požadavků, a předpokládá se, že v roce 2013 bude uvolněna k pěstování na Filipínách, následovat bude pěstování v Číně.

V letech 1996 až 2011 přispívaly biotechnologické plodiny k bezpečnosti potravin, udržitelnosti a změně klimatu. Zvyšují produkci plodin v ceně 78,4 miliard US dolarů. Poskytují lepší podmínky z hlediska životního prostředí, neboť šetří např. 443 milionů kilogramů pesticidů, jen v roce 2010 snížily emise CO2 o 19 miliard kilogramů, což je ekvivalentní se stažením asi 9 milionů automobilů z provozu. Zachovávají biodiverzitu tím, že šetří 91 milionů hektarů pozemků. Pomáhají snížit chudobu v rozvojových zemích tím, že zvýšily životní úroveň ca 15 milionů drobných farmářů, jedněch z nejchudších lidí na světě. Biotechnologické plodiny přesto nepovažujeme za všelék, dodržování dobrých zemědělských praktik jako je rotace plodin a řádná agrotechnika, je u Biotech plodin nutností, stejně jako je tomu u běžných plodin.

Příkladem prospěšnosti Biotech obiloviny a zabedněnosti evropské politické scény včetně „zelených“ aktivistů je story zlaté rýže, Golden Rice. Rýže je základní, a mnohdy téměř jedinou potravinou třech miliard lidí, především v Asii. Mezi obilninami má rýže nejvyšší energetickou hodnotu a výnosy, ale nedostatek aminokyselin a vitaminů potřebných pro normální funkci těla. Chybí jí beta karoten, prekursor vitaminu A, což způsobuje deficit vitaminu A (Vitamin A deficiency – VAD) u 127 milionů lidí v rozvojových zemích Asie, z toho u 25% dětí předškolního věku. Každoročně 250 až 500 tis. dětí oslepne, z toho 67% zemře během jednoho měsíce. Denně umírá kolem 6000 dětí. Výzkum geneticky modifikované rýže produkující beta karoten inicioval v roce 1984 Dr. Peter Jenings, šlechtitel rýže. Rockefellerova nadace financovala 8 let výzkumný program vedený Prof. Ingo Potrykusem (Švýcarsko) a Dr. Peter Bayerem. V projektu se angažovaly i společnosti Bayer, Mogan, Monsanto, Novartis a Zeneca. V roce 2000 byla vyvinuta první Golden Rice s nízkým obsahem beta karotenu, 1,6-1,8 mikrogramu na gram, ale byla prokázána funkčnost dvou genů vložených do rýže. Syngenta pak vyvinula linii Golden Rice 1 s obsahem 6 až 8 mikrogramů beta karotenu v jednom gramu. Díky evropské stupiditě, kterou je možno nazvat ďábelskostí nebylo povoleno Biotech rýži s obsahem potřebného karotenoidu pěstovat, miliony dětí slepnou a statisíce umírají i nadále. Nesmyslný hon na GM plodiny v Evropě je možno srovnat se středověkým tmářstvím a honem na čarodějnice. V roce 2005 vyvinula Syngenta linii rýže Golden Rice 2 s obsahem 36,7 mikrogramů. GR 2 byla dále zlepšena díky projektu Gatesovy nadace a obohacena o zvýšený obsah bílkovin, vitaminu E, železa a zinku. V roce 2009 nahradila GR 1 a další zlepšená linie rýže GR2G je v rozvojových zemích Asie, ale např. i v JAR používána ke křížení s místními odrůdami. Kříženci obsahující vysoký obsah beta karotenu a jiné zlepšené vlastnosti budou v příštích letech v příslušných státech povoleny k pěstování. Odrůdy rýže Golden Rice by měly být jen na Filipínách, v Bangladéši a Indii pěstovány na 7 až 7,5 milionech hektarů. Ekonomický přínos pro asijské země je odhadován na 4 až 18 miliard US dolarů ročně. V jihovýchodní Asii trpí nedostatkem vitaminu A 33% obyvatel, nedostatkem železa (anemií) 57% a nedostatkem zinku 71% populace. Pěstování rýže GR2G bude mít pyramidální efekt třech benefitů zajišťujících populaci dostatečné množství beta karotenu, železa a zinku.a umožní radikalní zlepšení zdravotního stavu a záchranu milionů životů, především malých dětí.

Jsou vyvíjeny a komercionalizovány nejen polní, ale také zahradní transgenní plodiny. Velmi významný je pokrok projektů transgenní zeleniny, které zahrnují rajče, brambor, zelí, brukev, květák, fazol, papriku, pfeferonky, cukini, tykev, lilek, okurku, mrkev a sladkou kukuřici. V roce 2011 např. Brazílie zavedla pěstování domácích Biotech fazolí, rezistentních k virům, vyvinutých ve veřejném sektoru Brazilského zemědělského výzkumného konsorcia. V USA se již např. Pěstují odrůdy dýně a cukety rezistentní k virům ZYMV, WMV, CMV.

Genetické inženýrství má potenciál revolucionalizovat šlechtění ovocných dřevin. Papája rezistentní k viru mozaiky papáje je pěstována v USA a Číně a byla schválena ke konzumaci tohoto čerstvého ovoce v Japonsku. Biotech réva vinn  rezistentní k virovým, bakteriálním a houbovým chorobám, s tolerancí k abiotickým stresům a benefity pro zdraví byla vyvinuta v Jižní Africe. Jsou vyvíjeny Biotech odrůdy banánu, jabloně, hrušně a jahodníku. V USA byla v roce 2010 deregulována biotechnologická odrůda švestky HoneySweeet rezistentní k viru šarky švestky.

Je reálné, že počet obyvatel Země vzroste ze 6,1 miliard v roce 2000 na 9,2 miliard v roce 2050 a při stejné výměře orné půdy se bez pěstování Biotech plodin, které vykazuje obrovská pozitiva, žádná negativa, se nebude možno lidstvo uživit.Již dnes hladoví více než jedna miliarda lidí. K tomu přistupuje negativní vývoj klimatu, rozšiřování suchých oblastí v řadě zemí, a na druhé straně záplavy v jiných oblastech, obojí s negativními dopady na zemědělskou produkci. ISAAA odhaduje, že pokud by v příštích letech nebylo urychleně zaváděno pěstování odolnějších a produktivnějších Biotech plodin, budou v roce 2050 hladovět tři miliardy lidí. Z tohoto hlediska je v mimoevropském vědeckém světě považován přístup zemí EU k pěstování (GM) Biotech rostlin za dekadentní a zpátečnický. Česká republika včetně zemědělského výzkumu by mělaaktivity na úseku výzkumu a vývojebiotechnologických plodin a nových odrůd výrazně zvýšit.