Geneticky modifikované organismy

1. Geneticky modifikované organismy prezentace pro předmět Šlechtění lesních dřevin příjemnou zábavu vám přejí: Petra Próniková a Jaroslav Tománek

2. Geneticky modifikované organismy • Geneticky modifikovaný organismus je organismus, jehož genetický materiál byl úmyslně změněn. • Geneticky modifikovaný organismus, do kterého byl metodami genetického inženýrství přenesen gen z jiného druhu, se nazývá transgenní organismus a proces se nazývá transgenoze.

3. Geneticky modifikované organismy Zásahy do genetického materiálu organismů můžeme rozdělit na: • nahodilé, odrůdy získané působením mutagenů fyzikální (rentgenové paprsky, UV záření, ionizující paprsky, gama záření), chemické(kyslíkové radikály, těžké kovy, dehet, ethidium-bromid), biologické (adenoviry, herpes viry, virus Epsteina-Barrové, Rousův sarkomální virus a Rauscherův virus leukémie) • cílené - tj. získané tak, že do rostliny vneseme nebo v ní cíleně deaktivujeme nějaké konkrétní geny. ilustrační foto

4. Geneticky modifikované organismy Pro přípravu transgenních rostlin se používají nejčastěji dvě metody • transformace pomocí agrobakteria (agroinfekce) • biolistické “nastřelení“ DNA do buněčného jádra. Existuje ještě několik dalších metod, například přímý přenos DNA do protoplastů, první dvě metody jsou však většinou jednodušší a účinnější, proto se přímý přenos i osatní metody používají jen ve speciálních případech

5. Geneticky modifikované organismy Agrobacterium tumefaciens • Při transformaci pomocí bakterie Agrobacterium tumefaciens se využívá přirozené schopnosti této patogenní bakterie vnášet své určité geny z takzvaného Ti-plazmidu do genomu rostliny. • Přirozeným důsledkem infekce a inzerce bakteriálního genu je, že tyto cizorodé geny přinutí rostlinu samu vytvořit v místě infekce nádor a syntetizovat tam speciální aminokyseliny, kterými se pak bakterie živí. Takto napadené rostliny jsou tak přirozenými transgenními rostlinami. Agrobacterium tumefaciens v akci

6. Geneticky modifikované organismy Biolistická metoda • Požadovaná DNA se nejprve vysráží na povrchu nepatrných částeček zlata nebo wolframu nebo jiného těžkého prvku. • Tyto tzv. projektily se pak pod vysokým tlakem helia „nastřelí“ do rostlinné tkáně, přičemž v určitém procentu případů je zasaženo jádro a ve zlomku těchto „šťastných“ zásahů se během oprav poškození způsobených zlatým projektilem cizorodá DNA spojí s rostlinným genomem. biolistická pracovní stanice

7. Geneticky modifikované organismy • Kromě vlastní transformace, tj. přenosu cizorodé DNA do genomu rostliny, je dalším, neméně důležitým předpokladem vzniku transgenní rostliny regenerační protokol. • Jde o to, že je zapotřebí nějakým způsobem vypěstovat úplnou a navíc plodnou rostlinu z jediné buňky, která prošla úspěšně transformací. • Pro některé rostliny je regenerace z jediné buňky na dospělou rostlinu snadná (huseníček, tabák) a pro některé velmi obtížná (maniok) či zatím zcela neznámá. explantátové kultury

8. Geneticky modifikované organismy • V současné době jsou nejrozšířenější GMO zemědělské plodiny soja, kukuřice, bavlník a řepka (odolné vůči určitému herbicidu nebo hmyzím škůdcům) • Genetické modifikace dřevin se omezují především na výzkum s cílem urychlení růstu, změny struktury dřeva, změny reprodukčního cyklu, zlepšení tolerance vůči herbicidům a skleníkovým plynům. • Prvním případem komerčního využití byla genetická transformace hybridního topolu NC-5339 (P. alba a Populus grandidentata) za využití zmíněného Agrobacteria za účelem získání tolerance k herbicidu glyfozátu. Geneticky modifikované osiky mají o 45% méně ligninu a zároveň rostou rychleji, než normální stromy tohoto druhu (vlevo).

9. Geneticky modifikované organismy • Pokusy s pěstováním geneticky modifikovanými stromy byly zahájeny roku 1988 • Od tohoto roku  bylo do loňského podzimu schváleno celkem 116 pokusů v 17 zemích • Byly prováděny na 24 druzích stromů, z nichž 75 % bylo určeno k těžbě. 61 % veškerých pokusů se uskutečnilo v Severní Americe, tedy v USA a Kanadě. V Evropě jich bylo nejvíce ve Francii. • Ve Velké Británii se podařilo firmě Zeneca prorazit s genově modifikovaným topolem do výroby buničiny - vypěstovány byly stromy s nižším obsahem ligninu, buničina z nich se snáze mlela a bělila. To znamenalo významné úspory na chemikáliích a spotřebě energií. Bohužel počátkem předloňského roku ochránci životního prostředí zničili tyto plantáže v Berkshire, ačkoliv byly vedeny přísně sterilně a nemohly způsobit znečištění okolních kultur a pokusy měly podporu a také byly pod dohledem Evropské komise a britských úřadů. • Ukázalo to opět na problém, že z neznalosti věci se kladou nesmyslné podmínky a místo jednání se likvidují výsledky dlouhodobých, těžko opakovatelných a drahých výzkumů.

11. Geneticky modifikované organismy Nebezpečí (dle greenpeace.cz) • genetické znečištění - upravené geny se dostanou do normálního lesa, čemuž se nedá zabránit. Pyl je schopen migrovat 600 km i více a může nás tak překvapit čímsi neočekávaným i ve velmi vzdálených oblastech. Nezvykle vitální stromy pak mohou vytlačovat normální vegetaci. • vedlejší genetické účinky - nové geny mohou zatím neznámým způsobem ovlivnit růstový cyklus stromů. Prozatímní časově omezené pokusy nemohly tento fakt nijak postihnout • intenzívní vytěžování zdrojů - rychleji rostoucí stromy potřebují podstatně zrychlený i cyklus dodávky vody a živin. To může vést k poškození krajiny a posunu vegetačních pásem některých doprovodných rostlinných druhů • vznik sterilních plantáží - úplné odstranění veškerých nežádoucích rostlin, květin, lesního ovoce atd.

12. Jak je v ČR ošetřeno, aby se GMO nedostaly do praxe

13. Geneticky modifikované organismy Závěr • Hospodářský přínos transgenních dřevin může mít pravděpodobně velký význam pro společnost a pro lesní hospodářství i dřevozpracující průmysl. • Ve vztahu k životnímu prostředí může být důležitý při snižování počtu používaných herbicidů a pesticidů, či při zvyšování odolnosti vůči hmyzu a patogenům. • Zvýšení produkce dřeva pomocí genetického inženýrství může také vést ke snížení těžby přirozených lesů.

14. Geneticky modifikované organismy Zdroje • wikipedia.org • priroda.cz • osel.cz • greenpeace.cz • Ministerstvo životního prostředí – Geneticky modifikované organismy, Praha 2003