Регистрация / Вход
Прислать материал

Перспективы и реальности генетически модифицированных деревьев в России

ФИО
Шестибратов Константин Александрович
Surname Name
Shestibratov Konstantin
Организация
Филиал Института биоорганической химии имени академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН
Область наук
Агро-, био- и производственные технологии
Название доклада
Перспективы и реальности генетически модифицированных деревьев в России
Project title
Prospects and reality of GM trees in Russia
Резюме
Система контроля использования ГМ-растений в РФ находится на ранней стадии развития. Среди основных международных актов в этой области Россия ратифицировала только Конвенцию о биологическом разнообразии. Регулирование осуществляется на основе ряда нормативно-правовых актов, наиболее важными из которых являются Федеральный закон №86-ФЗ "О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности" и постановление №839 Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2013 г. - "о государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов, предназначенных для выпуска в окружающую среду, а также продукции, полученной с применением таких организмов или содержащей такие организмы". Однако, на данный момент есть новый законопроект от 24 июня 2016 года, о запрете на выращивание и разведение в России растений и животных, генетические программы изменен с использованием методов генной инженерии. В то же время существующая правовая база не ограничивает научные исследования с ГМ растениями.
Потенциально ГМ-растения могут иметь распространения не только в сельском хозяйстве, но также и в лесном секторе экономики, который является более молодым. Растущий мировой спрос на древесину приводит к неуклонному сокращению площади естественных лесов. Плантационные лесные насаждения на основе быстрорастущих древесных пород представляются перспективным решением проблемы сокращения площади естественных лесов. В настоящее время лесные плантации занимают лишь 5% земель лесного фонда и дают примерно 25% всей продукции лесного сектора. Лесные плантации требуют новых генотипов, которые могут быть созданы различными методами, включая методы генной инженерии.
В настоящее время более 150 видов трансгенных деревьев (тополь, эвкалипт, сосна, ель, акация и т. д.) с новыми свойствами находятся на стадии полевых испытаний. Первая коммерциализация трансгенных деревьев была проведена в Китае в 2002 году на примере тополя с геном BT-токсина, обеспечивающего устойчивость к вредителям. В 2016 году ожидается коммерциализация трансгенного эвкалипта с морозостойкостью, которая должна способствовать его успешному выращиванию в большинстве регионов США.
В России (ИБХ РАН) создан и уже находится на стадии тепличных испытаний ряд форм трансгенных растений осины и березы (более 100 клонов), например, с устойчивостью к гербицидам, увеличенной скоростью роста и уменьшенным содержанием лигнина. Испытания в условиях приближенных к естественным показали, что клоны гибридной осины с геном GS глутаминсинтетазы сосны превышали по высоте контроль на 20-30%. Трансгенные растения осины и березы с геном Bar демонстрировали устойчивость к гербицидам на основе фосфинотрицина.
Однако, для использования трансгенных деревьев в коммерческих целях необходимо проводить оценки экологических рисков. В отличие от изучения рисков утечки чужеродных генов посредством пыльцы и воздействия на нецелевые организмы, потенциальное влияние трансгенных деревьев на глобальные процессы, такие как круговорот C и N в лесных экосистемах, слабо изучено. В настоящее время известны сообщения о проведении таких исследований посредством долгосрочных экспериментов по оценке скорости разложения трансгенных растительных тканей с последующим математическим моделированием возможных влияний на круговороты углерода и азота в экосистеме. Однако необходимы дальнейшие исследования для разработки методов оценки и прогнозирования экологических эффектов трансгенных лесных насаждений.

Работа выполняется в рамках проекта Минобрнауки России (Соглашение № 14.616.21.0013 от 17.09.2014).
Ключевые слова
трансгенные деревья, лесные плантации, оценка экологического риска
Тезисы

Система контроля использования ГМ-растений в РФ находится на ранней стадии развития. Среди основных международных актов в этой области Россия ратифицировала только Конвенцию о биологическом разнообразии. Регулирование осуществляется на основе ряда нормативно-правовых актов, наиболее важными из которых являются Федеральный закон №86-ФЗ "О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности" и постановление №839 Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2013 г. - "о государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов, предназначенных для выпуска в окружающую среду, а также продукции, полученной с применением таких организмов или содержащей такие организмы". Однако, на данный момент есть новый законопроект от 24 июня 2016 года, о запрете на выращивание и разведение в России растений и животных, генетические программы изменен с использованием методов генной инженерии. В то же время существующая правовая база не ограничивает научные исследования с ГМ растениями.

Потенциально ГМ-растения могут иметь распространения не только в сельском хозяйстве, но также и в лесном секторе экономики, который является более молодым. Растущий мировой спрос на древесину приводит к неуклонному сокращению площади естественных лесов. Плантационные лесные насаждения на основе быстрорастущих древесных пород представляются перспективным решением проблемы сокращения площади естественных лесов. В настоящее время лесные плантации занимают лишь 5% земель лесного фонда и дают примерно 25% всей продукции лесного сектора. Лесные плантации требуют новых генотипов, которые могут быть созданы различными методами, включая методы генной инженерии.

В настоящее время более 150 видов трансгенных деревьев (тополь, эвкалипт, сосна, ель, акация и т. д.) с новыми свойствами находятся на стадии полевых испытаний. Первая коммерциализация трансгенных деревьев была проведена в Китае в 2002 году на примере тополя с геном BT-токсина, обеспечивающего устойчивость к вредителям. В 2016 году ожидается коммерциализация трансгенного эвкалипта с морозостойкостью, которая должна способствовать его успешному выращиванию в большинстве регионов США.

В России (ИБХ РАН) создан и уже находится на стадии тепличных испытаний ряд форм трансгенных растений осины и березы (более 100 клонов), например, с устойчивостью к гербицидам, увеличенной скоростью роста и уменьшенным содержанием лигнина. Испытания в условиях приближенных к естественным показали, что клоны гибридной осины с геном GS глутаминсинтетазы сосны превышали по высоте контроль на 20-30%. Трансгенные растения осины и березы с геном Bar демонстрировали устойчивость к гербицидам на основе фосфинотрицина.

Однако, для использования трансгенных деревьев в коммерческих целях необходимо проводить оценки экологических рисков. В отличие от изучения рисков утечки чужеродных генов посредством пыльцы и воздействия на нецелевые организмы, потенциальное влияние трансгенных деревьев на глобальные процессы, такие как круговорот C и N в лесных экосистемах, слабо изучено. В настоящее время известны сообщения о проведении таких исследований посредством долгосрочных экспериментов по оценке скорости разложения трансгенных растительных тканей с последующим математическим моделированием возможных влияний на круговороты углерода и азота в экосистеме. Однако необходимы дальнейшие исследования для разработки методов оценки и прогнозирования экологических эффектов трансгенных лесных насаждений.

 

Работа выполняется в рамках проекта Минобрнауки России (Соглашение № 14.616.21.0013 от 17.09.2014).

Summary of the project
The control system of GM plants usage in the Russian Federation is on its early stages of development. Among the major international acts in this field Russia ratified only the Convention on Biological Diversity. Regulation is performed on the basis of a number of legal acts, most important of which are the Federal Law №86-FZ "On state regulation in the field of genetic engineering" and the Resolution №839 of the Russian Federation Government dated September 23, 2013 - "On state registration of genetically modified organisms intended for release into the environment, as well as products derived from the use of such organisms or containing such organisms". However, at the moment there is a new resolution dated June 24, 2016, about the ban on cultivation and breeding in Russia of plants and animals, the genetic program is changed using genetic engineering techniques. At the same time, the existing legal framework does not limits the GM plants research. Potentially GM plants may have spread not only in the agricultural but also forestry area which is the youngest and least developed in compare to the agro sector. Growing global demand for wood is resulting in deforestation of natural forest areas. Plantation forestry based on fast-growing tree species seems to be promising in restoration of natural forests problem. Currently, forest plantations occupying only 5% of forest land give approximately 25% of all timber production. Plantation forestry requires new genotypes which can be created by different methods, including genetic engineering techniques. Currently, more than 150 forms of transgenic trees (poplar, eucalyptus, pine, spruce, acacia etc.) with novel features are at the field trials stage. The first commercialization of transgenic trees was held in China in 2002 on the example of poplar with Bt-toxin gene, providing resistance to pests. In 2016 it is expected to commercialize transgenic eucalyptus with resistance to frost, which must allow its successful cultivation in most parts of the USA. In Russia (IBCH RAS) a number of forms of transgenic aspen and birch trees (more than 100 clones) with resistance to herbicides, increased growth rate and reduced content of lignin were created and already tested. Tests in semi natural conditions demonstrated that the clones of hybrid aspen with pine GS gene (glutamin synthetase) exceed the height of control plants on 20-30%. Transgenic aspen and birch plants with bar gene demonstrated resistance against herbicides (with active substance phosphinothricine). However, use of transgenic trees needs a strong environmental risk assessment. Unlike studying the leakage of alien genes by pollen and impact on non-target organisms, possible impact of transgenic plants on global processes such as C and N nutrients cycling in ecosystem had less attention. Currently there are known reports about such risk assessment by the way of decomposition rates evaluation of transgenic trees plant residues and a mathematical model development simulating the impact of transgenic plantations on soil organic matter dynamics and environmental conditions. However, further research is needed to develop methods for evaluating and predicting the ecological effects of transgenic forest plantations. This work is supported by the Ministry of Education and Science of The Russian Federation (Project № 14.616.21.0013 from 17.09.2014).
Keywords
transgenic trees, forest plantations, risk assessment