Geneticky modifikované klony bramboru existují již několik desítek let. Jak by ne, právě brambor se totiž zprvu jevil jako ideální plodina „šlechtitelná“ přímým genovým přenosem. Jaká je tedy pravděpodobná budoucnost využití GM bramboru ať již v Evropě či přímo u nás? Pokud vůbec takové GM odrůdy existují, proč vlastně byly připraveny – a proč o nich běžný pěstitel či dokonce spotřebitel téměř neví?
Geneticky modifikovaný brambor dovolila legislativa Evropské unie pěstovat v České republice jen pro technické účely – jako zdroj amylopektinu coby náplně do malty či materiál pro výrobu biodegradovatelných obalů.
To je současná realita. Ale je třeba začít od začátku.
Geneticky modifikované plodiny: oblíbené i zakazované
Pojem „geneticky modifikovaná (GM) plodina“ již není neznám ani laikům.
Těmi nejpopulárnějšími jsou zřejmě různé GM kukuřice, GM sója, GM řepka a GM bavlník. Ve světě jsou pěstovány již desítku let, na milionech hektarů, v USA, Kanadě či Argentině je jimi oséváno až 80–90 % příslušných ploch.
Není asi už žádným tajemstvím, že například bez dovozu transgenní sójové moučky jihoamerické provenience by se otřásla i evropská živočišná výroba, že ve světě málem neexistuje multikino, v němž by diváci nechroupali transgenní popcorn…
GM řepka poskytuje nejen kvalitní řepkový olej pro kuchyňské účely, ale také vstupní surovinu pro politicky protežovaná biopaliva. GM bavlník je vítanou komoditou pro farmáře Asie i Jižní Afriky.
Důvody rostoucí obliby GM plodin jak mezi malo- tak i velkofarmáři jsou společné:
levnější produkce,
výrazně nižší až zanedbatelné náklady na jinak nezbytné pesticidy,
šetrnost pěstebních technologií vůči přírodě,
zdravější produkty.
Sklizeň je daleko méně napadána jak různými hmyzími škůdci, tak bezprostředně či následně zejména houbovými chorobami. Důsledek – daleko nižší ztráty, sklizená biomasa obsahující minimum toxických či kancerogenních mykotoxinů.
Racionální věda i praxe na využití GM plodin v moderním zemědělství nacházejí vlastně jen přínos, bez prokazatelného rizika.
Jenže: žijeme v Evropě, s jejím různými masmédii pěstovaným negativním přístupem již k samotné technologii přípravy GM plodin. V Evropě houževnatě dotující tzv. ekologické zemědělství. V Evropě, jejíž současná antiGM legislativa dovolila pěstovat v rámci České republiky vlastně jen onu zmiňovanou transgenní kukuřici odrůdy MONA 851, odolnou vůči motýlku zavíječi kukuřičnému.
A jak již bylo uvedeno výše, geneticky modifikovaný brambor se u nás pěstuje jen pro technické účely
Přímý genový přenos a konzervativní Evropa
Kulturní brambor je plodinou tetraploidní a nadto vysoce heterozygotní.
Sama klasická příprava i selekce nových hybridů proto představuje časově velmi náročný proces. Zavedení nové odrůdy může trvat kolem patnácti let.
Velkým problémem je mimo jiné nekřižitelnost kulturního bramboru s mnoha planými druhy, jež by jinak mohly být kupříkladu dárci rezistence k celé plejádě patogenů či škůdců – od virových, respektive bakteriálních po houbové nebo hmyzí.
Technikou transgenoze lze potřebný gen bezprostředně vpravit do jinak výborné odrůdy – a novou, odolnou získat za málem třetinu obvyklé doby…
Není tedy divu, že nová technologie přímého genového přenosu byla právě pro šlechtitele bramboru natolik lákavá, že první transgenní klony se objevily v polních zkouškách už před čtvrtstoletím. Tím paradoxnější byl další vývoj.
GM brambor si rychle získal zaryté nepřátele. Ty ideologické (... GM technologie jsou samy o sobě proti přírodě, představují časovanou bombu budoucích ohrožení přírody i člověka ...) i ty „praktické“. Jimi jsou na jedné straně producenti klasických pesticidů (herbicidů, fungicidů, insekticidů), jejichž trh je moderními GM plodinami silně ohrožen, jednak ekologičtí zemědělci, jejichž pěstební pravidla i reklamní kampaň inzerují výjimečnou zdravost „bioproduktů“, připravovaných bez minerálních hnojiv, pesticidů – a GMO.
S ohledem na mediálně zpracovanou veřejnost tak změnil svůj původní záměr využívat GM brambor kupř. i řetězec Mc Donald´s.
A v konzervativní Evropě jsou z embarga vyjímány zatím jen GM odrůdy s nepotravinovým, technickým využitím. Nabízené výhody tedy nejsou pro farmáře v kontextu s možnými legislativními a tedy i ekonomickými riziky dostatečně lákavé. Zatím.
Situace nejen světových trhů, ale také kupř. světového klimatu není však v současnosti nikterak stabilní. A dokonce i v samotné Evropě může být tak dosavadní, zdánlivě spolehlivá nadprodukce různých komodit rychle a vážně ohrožena. Mohou se objevit noví agresivní patogeny či škůdci. Zdlouhavé klasické šlechtění nemusí na nové požadavky stačit. Jak základní, tak aplikovaný výzkum se proto předvídavě věnuje zvláště problematice odolnosti kulturních brambor vůči nejrůznějším stresorům – ať abiotickým (extrémní teploty, sucho, zasolení), či biotickým (choroby virové, houbové, hmyzí přenašeči a herbivorové).
Geny proti plísni, hmyzu, virům nebo viroidům
Jaké geny vlastně do bramboru vnášet a odkud je brát – to byla a je zásadní otázka pro výzkumníky a šlechtitele.
První na řadě se však ocitly přenosy vlastních bramborových genů z různých planých druhů do toho kulturního. K historicky asi nejznámějším škůdcovským mikroorganismům patří v případě bramboru plíseň bramborová, Phytophtora infestans. Její rasa de Bary měla mj. na svědomí evropskou epidemii tzv. suché a mokré hniloby brambor v polovině předminulého století. Při Great Potato Famine (1845–1849) přišlo v Irsku o život až půldruhého milionu lidí, další dva miliony z téhož důvodu emigrovaly zejména do USA a Kanady. Postupně tak poklesl počet obyvatel Irska málem o třetinu. Vhodné geny rezistence se u samotného S. tuberosum nenašly. Má je ale planý, s kulturním bramborem však nekřižitelný druh S. bulbocastanum, vlastně okrasný brambor s anglickým jménem „ornamental nightshade“. Jejich česky půvabné zkratky jsou blb 1 a blb 2. Izolovány byly již před více než deseti lety – a o něco později s jejich pomocí vytvořila německá firma BASF různé GM odrůdy. Firemní stránky www.basf.cz je nabízejí pod sloganem „Potato Protect Themselves“ … Praktické využití však zatím nemají, v Evropě je na ně „bruselské“ moratorium a jiný svět je také nechce ... Prostě raději budeme dále platit tuny potřebných fungicidů a zalévat jimi rodnou hroudu.
Dlouhodobému zájmu se samozřejmě těší příprava GM brambor odolných vůči virům či viroidům, ve svých výzkumných programech ji mají i české instituce – kupř. VÚB v Havlíčkově Brodě ve spolupráci s ÚEB AVČR Praha. Strategie přípravy virus-rezistentních plodin je většinou založena buď na vnášení genů pro tvorbu „falešných“ obalových proteinů, nebo genů pro blokování funkce virových replikáz. Nové viry vnesené třebas mšicemi tak buď už nenajdou v rostlině dost „stavebních kamenů“ k budování vlastních obalů, nebo jsou zborceny původní mechanismy jejich množení. Do praxe však tyto výdobytky vědy také asi hned tak nepřejdou.
Největšího celosvětového praktického uplatnění nejspíš asi dříve či později dojdou, obdobně jako u jiných komodit, „hmyzuvzdorné“ BT brambory. Mšice, dospělí brouci či jejich larvy, larvy motýlů – to vše jsou významní škůdci kulturního bramboru. Někteří bezprostředně ničí listy, kořeny, hlízy napadené rostliny, jiní sají její šťávy a přenášejí tak zejména virové choroby. Poraněná pletiva jsou i místem vstupu různých houbových infekcí, a tím i produkce mykotoxinů. Kontaminované potraviny či krmiva ohrožují poté i člověka svojí významnou kancerogenní aktivitou.
Tzv. cry toxiny z bakterií typu Bacillus thuringiensis narušují střevní výstelku hmyzích larev/housenek svojí vazbou na specifické receptory epiteliálních buněk. Ruší tak mj. funkci tamních iontových kanálů a střevo vlastně proděraví. Důsledkem je minimálně porucha metamorfózy larev, většinou pak jejich rychlý úhyn. Toxiny neškodí obratlovcům, ohrožují s mimořádnou specifitou jen určitý hmyzí řád, respektive rod. Již od třicátých let minulého století jsou proto komerčně využívány různé typy tzv. biopesticidů, připravených z těchto usmrcených bakteriálních kultur. Přípravky jsou ovšem poměrně drahé, jako postřiky nepříliš stabilní a jejich aktuální účinnost daná zejména dvěma faktory: klimatickými podmínkami (nesmí je předčasně sfoukat vítr či smýt déšť) a správným časováním aplikace (farmář se musí strefit do larválního období vývoje škůdce).
GM techniky umožnily zajistit trvalou expresi bakteriálních BT genů přímo v pletivech transgenní rostliny. Využití BT plodin pak představuje nejen obrovskou úsporu nákladů, ale také masivní snížení aplikace konvenčních insekticidů.
Zřejmě nejznámějším a také nejzávažnějším hmyzím škůdcem bramboru je mandelinka bramborová, Leptinotarsa decemlineata Say. K jejím vlastnostem navíc patří také mimořádná schopnost rychlé adaptibility a rezistence k dalším a dalším typům (údajně až čtyřiceti) konvenčních pesticidů. První BT variety bramboru odrůdy Russet Burbank s odolností vůči mandelince, obsahující BT geny typu Cry 3A, se pod názvy New Leaf Potato či New Leaf Plus (kombinováno s virovou rezistencí) pokusila uvést na trh firma Monsanto již v roce 1995 (blíže viz www.monsanto.com/newsviews/Pages/new-leaf-potato.aspx). Během několika let následovaly GM variety další. Obdržela licenci pro uvolnění na trh v USA i Kanadě, ale zájem farmářů mediálně zpracovaných proti GM strategiím zůstal nevelký. V roce 2001 proto Monsanto tyto GM programy bramboru pozastavilo.
Závěr
GM brambor již vlastně dávno existuje, dávno už mohl být užitečný přírodě i lidem, tak jako jiné GM komodity. Zda se tak brzy stane, navzdory lidskému konzervatismu, zištnosti či prostě hlouposti jeho odpůrců, nezáleží na vědcích. Farmáři i spotřebitelé – je to na vás ...
Klíčové informace
– Strategie přípravy GM bramboru má v současnosti obecně řečeno dva hlavní praktické cíle.
– Směřuje buď k přípravě nových odrůd, ať klasicky stolních či průmyslových, s určitými vylepšenými, ale stále ještě „bramborovými“ vlastnostmi a znaky, nebo využívá tuto plodinu pouze jako „bioreaktor“ k syntéze látek zcela odlišných.
– Brambor se tak stává vhodným nástrojem i tzv. molekulárního farmářství s produkty využitelnými buď v různých technologiích (kupř. různě modifikovaný škrob – viz výše), nebo i v medicíně.
Prof. RNDr. Zdeněk Opatrný, CSc.
Univerzita Karlova
Přírodovědecká fakulta
katedra experimentální biologie rostlin
