Andrzej Anioł, Janusz Zimny, Wiesław Podyma, Barbara Janik-Janiec. Krajowy Program Bezpieczeństwa Biologicznego w Polsce

Transkrypt

1 Andrzej Anioł, Janusz Zimny, Wiesław Podyma, Barbara Janik-Janiec Krajowy Program Bezpieczeństwa Biologicznego w Polsce Radzików 2002

2 Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin Zamawiający: Ministerstwo Środowiska Umowa: Nr 35/01/Wn50/NE-PR-TX/D Płatnik: Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej Krajowy Program Bezpieczeństwa Biologicznego w Polsce Autorzy: Prof.dr hab. Andrzej Anioł Prof. dr hab. Janusz Zimny Dr Wiesław Podyma Mgr inż. Barbara Janik-Janiec Redakcja techniczna: Roman Osiński ISBN Radzików 2002

3 Spis treści I. Przedmowa II. Wprowadzenie II.1. Transgeniczne odmiany roślin uprawnych II.1.1. Perspektywy i zagrożenia II.1.2. Transgeneza II.1.3. Czy stosowanie odmian transgenicznych w rolnictwie jest konieczne i uzasadnione? II.1.4. Perspektywy gospodarczego wykorzystania roślin transgenicznych II.1.5. Obecna produkcja roślinnych GMO II.1.6. Potencjalne zagrożenia związane z technologią GMO II.2. Problematyka GMO w hodowli i żywieniu zwierząt II.2.1. Historia badań nad transgenezą II.2.2. Żywność transgeniczna pochodzenia zwierzęcego II.3. Genetycznie modyfikowane mikroorganizmy i ich zastosowanie.. 23 II.3.1. Badania naukowe i wdrożeniowe II.3.2. Zastosowania medyczne II.3.3. Zastosowania przemysłowe II Rolnictwo II Ochrona środowiska II.3.4. Legislacja III. Ustawa z dnia 22 czerwca 2001 r. o organizmach genetycznie zmodyfikowanych III.1. Międzynarodowe zobowiązania Polski w zakresie GMO III.2. Ustawa o GMO IV. Struktury organizacyjne zajmujące się problematyką GMO IV.1. Minister Środowiska organ administracji rządowej, właściwy ds. GMO IV.2. Zespół ds. GMO IV.3. Komisja ds. GMO organ opiniodawczo-doradczy ministra w zakresie GMO IV.4. Kontrola przestrzegania przepisów ustawy IV.4.1. Inspekcja Sanitarna IV.4.2. Inspekcja Ochrony Roślin i Nasiennictwa IV.4.3. Inspekcja Jakości Handlowej Artykułów Rolno-Spożywczych IV.4.4. Inspekcja Ochrony Środowiska IV.4.5. Inspekcja Weterynaryjna IV.4.6. Inspekcja Handlowa IV.4.7. Państwowa Inspekcja Pracy IV.4.8. Organy administracji celnej

4 IV.5. Udział społeczeństwa w podejmowaniu decyzji dotyczących GMO IV.6. Mechanizmy komunikacji ze społeczeństwem IV.7. System informacji V. Zamknięte użycie organizmów genetycznie zmodyfikowanych V.1. Procedura uzyskania zgody na zamknięte użycie GMO V.1.1. Wniosek o wydanie zgody na zamknięte użycie organizmów zmodyfikowanych genetycznie V.1.2. Plan postępowania na wypadek awarii V.1.3. Mechanizm podejmowania decyzji V.2. Nadzór i kontrola V.2.1. Kontrola przy zamkniętym użyciu GMO V.2.2. Obowiązki użytkownika przy zamkniętym użyciu GMO V.2.3. Rejestr zamkniętego użycia GMO VI. Wprowadzenie do środowiska GMO i produktów GMO VI.1. Procedury przy wprowadzaniu do środowiska GMO i produktów GMO VI.2. Ocena zagrożenia VI.2.1. Przeprowadzanie oceny zagrożenia VI.2.2. Dokumentacja oceny zagrożeń VI.3. Jednostki wykonujące badania i wydajace opinie w zakresie GMO VI.4. Nadzór i kontrola przy wprowadzaniu GMO i produktów GMO do środowiska VI.4.1. Założenia systemu monitorowania i kontroli przy wprowadzaniu GMO do środowiska VI.4.2. Monitorowanie obecności GMO w środowisku VII. Zamierzone uwolnienie GMO do środowiska w celach innych niż wprowadzenie do obrotu VII.1. Procedura przy zamierzonym uwalnianiu GMO do środowiska w celach innych niż wprowadzenie do obrotu VII.1.1. Wniosek o wydanie zgody na zamierzone uwolnienie GMO do środowiska VII.1.2. Mechanizm podejmowania decyzji VII.2. Monitorowanie i kontrola VII.2.1. Obowiązki użytkownika GMO VII.2.2. Rejestr Zamierzonego Uwalniania GMO do środowiska.. 80 VII.2.3. Nadzór i kontrola badań GMO w środowisku VII.2.4. VII.2.5. VII.2.6. Monitorowanie i kontrola przy wprowadzaniu GMO do środowiska odmiany transgeniczne roślin Monitorowanie i kontrola przy wprowadzaniu GMO do środowiska zwierzęta Monitorowanie i kontrola przy wprowadzaniu GMO do środowiska mikroorganizmy

5 VIII. Wprowadzenie do obrotu produktów GMO VIII.1. Procedury przy wprowadzaniu do obrotu produktów GMO VIII.1.1. Wniosek o wydanie zezwolenia na wprowadzenie do obrotu produktu GMO VIII.1.2. Oznakowanie produktów GMO VIII.1.3. Opakowanie VIII.1.4. Mechanizm podejmowania decyzji VIII.2. Nadzór i kontrola wprowadzonych do obrotu produktów GMO.. 92 VIII.2.1. Obowiązki użytkownika GMO VIII.2.2. Rejestr produktów GMO VIII.2.3. Kontrola produkcji i obrotu materiałem nasiennym odmian transgenicznych VIII Obowiązki prowadzącego obrót: VIII Kontrola prowadzona przez Inspekcję Ochrony Roślin i Nasiennictwa VIII.2.4. Kontrola produkcji środków żywienia zwierząt VIII Obowiązki prowadzącego produkcję: VIII.2.5. Kontrola obrotu środkami żywienia zwierząt VIII Kontrola genetycznie modyfikowanych środków żywienia zwierząt prowadzona przez Inspekcję Weterynaryjną VIII Kontrola genetycznie modyfikowanych środków żywienia zwierząt prowadzona przez Inspekcję Jakości Handlowej Artykułów Rolno-Spożywczych. 103 VIII Obowiązki prowadzącego obrót: VIII.2.6. Kontrola produkcji i obrotu artykułów rolno-spożywczych VIII Obowiązki prowadzącego produkcję i obrót: VIII Kontrola prowadzona przez Inspekcję Jakości Handlowej Artykułów Rolno-Spożywczych VIII.2.7. Nadzór i kontrola nad środkami ochrony roślin VIII Kontrola prowadzona przez Inspekcję Ochrony Roślin i Nasiennictwa VIII Obowiązki prowadzącego produkcję i obrót: VIII.2.8. Produkty żywnościowe VIII.2.9. Produkty podwójnego zastosowania IX. Wywóz za granicę i tranzyt produktów GMO IX.1. Wniosek o wydanie zezwolenia na wywóz za granicę produktów GMO IX.2. Mechanizm podejmowania decyzji IX.3. Rejestr wywozu za granicę i tranzytu przez terytorium Rzeczypospolitej Polskiej produktów GMO IX.4. Kontrola graniczna IX.5. Materiał nasienny IX.6. Środki żywienia zwierząt

6 IX.7. Artykuły rolno-spożywcze IX.8. Środki ochrony roślin X. System monitorowania zagrożeń wynikających z uwolnienia GMO do środowiska X.1. Krajowy system informowania o produktach niebezpiecznych (KSIPN) X.2. Krajowy system monitorowania wypadków konsumenckich (KSMWK) X.3. Państwowy monitoring środowiska X.3.1. Nadzór i kontrola prowadzona przez Inspekcję Ochrony Środowiska XI. Podsumowanie XII. Załączniki

7 Przedmowa 7 I. Przedmowa Niniejsza praca pt. Przygotowanie Krajowego programu bezpieczeństwa biologicznego w Polsce została wykonana przez Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie zgodnie z umową Nr 35/01/Wn50/NE PR TX/D na zamówienie Ministerstwa Środowiska, a sfinansowana ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Celem pracy było stworzenie systemu bezpieczeństwa biologicznego w Polsce wynikającego z Konwencji o różnorodności biologicznej oraz Protokołu o bezpieczeństwie biologicznym biologicznym z uwzględnieniem prac realizowanych z wykorzystaniem organizmów genetycznie zmodyfikowanych. W pracy przedstawiono projekt funkcjonowania struktur organizacyjnych zajmujących się problematyką GMO wraz z trybem koordynacji prac nad GMO i mechanizmem podejmowania decyzji. Opracowano system monitorowania i kontroli GMO i jego produktów wprowadzanych na rynek polski, system kontroli obrotu transgranicznego GMO oraz system nadzoru i kontroli w związku z wprowadzaniem do środowiska LMO w oparciu o ustawę z dnia 22 czerwca 2001 r. o organizmach genetycznie zmodyfikowanych. W ramach realizacji projektu pt. Przygotowanie Krajowego programu bezpieczeństwa biologicznego w Polsce utworzono system wymiany informacji (Biosafety Clearing House BCH) w zakresie bezpieczeństwa biologicznego Przedstawione w tej pracy rozwiązania są autorską wizją systemu nadzoru i kontroli. Założeniem przyjętym dla jego opracowania było wykorzystanie istniejących i funkcjonujących regulacji prawnych oraz struktur i organów kontrolujących dla realizacji zadań wynikających z wymogów ustawy o GMO.

8 8 Krajowy Program Bezpieczeństwa Biologicznego w Polsce II. Wprowadzenie Szybki rozwój biotechnologii w ostatnim ćwierćwieczu dowiódł, że w drodze inżynierii genetycznej można zmienić cechy wielu organizmów zmieniając tym samym ich wartość użytkową. W związku z tym w wielu dziedzinach codziennego życia należy spodziewać się coraz większego zastosowania produktów inżynierii genetycznej. Może to rodzić pewne niebezpieczeństwo dla środowiska naturalnego i zdrowia ludzi. Zalety i wady stosowania nowej biotechnologii w produkcji uzasadniają badania nad modyfikacją genetyczną organizmów. Podstawową rolą jaką powinno spełniać prawo w sferze biotechnologii, to ochrona życia i zdrowia ludzi oraz środowiska. Na szczeblu międzynarodowym działa wiele instytucji i organizacji, które przyczyniły się do opracowania i przyjęcia standardów postępowania w biotechnologii. Stosownie do obowiązujących norm prawnych na użytkowanie organizmów genetycznie zmodyfikowanych należy uzyskać zezwolenie zgodnie z przyjętym prawem. W Niemczech dotychczas wydano łącznie 6139 zezwoleń na zamknięte doświadczenia z GMO, z czego żadne nie zostało zaliczone do IV kategorii zagrożenia. Większość została zakwalifikowana do I lub II kategorii zagrożenia. Na doświadczenia polowe z GMO w krajach UE w latach wydano ponad 200 zezwoleń rocznie w 2000 r. 135; a w 2001 r. 21. Ogólnie od 1991 roku najwięcej zezwoleń na doświadczenia polowe z GMO wydano we Francji 497; we Włoszech 276; w wielkiej Brytanii 213; w Hiszpanii 186; w Niemczech 118; w Belgii 115; w Holandii 114, a najmniej w Norwegii 1; w Austrii 3; w Irlandii 4. Dotychczas Unia Europejska udzieliła zgodę na wprowadzenie do obrotu 18 genetycznie zmodyfikowanych organizmów. Na wydanie zgody oczekuje kolejnych 14 wniosków. W końcu 1998 roku UE wprowadziła faktyczne moratorium na nowe GMO. Od tego czasu nie wydano na nie zgody, a w Austrii, Francji, Grecji, Luksemburgu i Niemczech zakazano wprowadzenia do obrotu 8 z 18 zatwierdzonych wcześniej przez UE GMO. II.1. Transgeniczne odmiany roślin uprawnych II.1.1. Perspektywy i zagrożenia Wzrost i upadek GMO pod takim tytułem kanał 4 publicznej telewizji w Wielkiej Brytanii nadał w połowie maja 2000 r., w godzinach najlepszej oglądalności, dyskusję o genetycznie modyfikowanych organizmach (GMO) i ich wykorzystaniu w gospodarce.

9 Wprowadzenie 9 Był to rzadki przypadek by telewizja poświęciła tyle uwagi i cennego czasu antenowego procesowi technologicznemu, dotyczącemu głównie produkcji roślinnej. Jak to się stało, że metodyka hodowli nowych odmian roślin stała się na tyle atrakcyjna, aby znaleźć się w mediach jako temat wart prezentacji szerokiej opinii publicznej? Bezpośrednią przyczyną zainteresowania mediów problematyką GMO jest intensywna i bardzo skuteczna w Europie kampania anty-gmo, prowadzona przez wiele ruchów sumarycznie określanych jako organizacje pro-ekologiczne lub jako zieloni. Jak wykazują wyniki sondaży opinii publicznej sprzeciw przeciwko stosowaniu GMO jest różny w zależności od rodzaju GMO i dziedziny w jakiej jest stosowane. Bardzo niewielkie są opory w stosowaniu GMO do produkcji leków czy w zabiegach ochrony środowiska, a nawet w tzw. zamkniętym użyciu, czyli w zamkniętych zbiornikach fermentorach, w których genetycznie modyfikowane bakterie wytwarzają enzymy używane później do produkcji proszków do prania, piwa czy jogurtów. Największy opór budzi stosowanie GMO w rolnictwie w formie transgenicznych odmian roślin uprawnych. Przyczyny takiego stanu rzeczy są wielorakie podobnie jak argumenty przytaczane przeciw stosowaniu GMO są również bardzo różnej natury: od uzasadnionych merytorycznie zastrzeżeń, wynikających ze stosowania zasady przezorności do skrajnie emocjonalnych, pozamerytorycznych, wynikających z obawy przed czymś nowym lub skrajnych poglądów politycznych i społecznych. Publicznej dyskusji nad GMO w mediach towarzyszy ogromny szum informacyjny mieszanie argumentów racjonalnych z uprzedzeniami, co utrudnia lub wręcz uniemożliwia osobom bezpośrednio nie związanym z zagadnieniem wyrobienie sobie poglądu i zajęcie własnego stanowiska w tej sprawie. Z kolei, wypowiedzi osób obeznanych z merytorycznymi i technicznymi aspektami GMO są traktowane z nieufnością ze względu na podejrzenia o stronniczość wynikającą z bezpośredniego zaangażowania w badania i wytwarzanie GMO. Jak już wspomniano, wykorzystanie nowych technik rekombinowanego DNA w hodowli odmian roślin uprawnych i wprowadzenie do produkcji tych odmian budzi największe kontrowersje i jest jednocześnie najbardziej dynamicznie rozwijającą się dziedziną biotechnologii rolniczej. Wobec dużego zamieszania wokół roślin transgenicznych, niniejsze opracowanie stanowi próbę rzeczowego przedstawienia tej problematyki z omówieniem argumentów pro- i kontra oraz wyjaśnieniem kontekstu politycznego i ekonomicznego tej problematyki. Metody uzyskiwania roślin transgenicznych otwierają przed hodowcami roślin nowe możliwości uzyskiwania wydajnych odmian roślin rolniczych, jak również pozwalają na opracowanie nowych technologii uprawy tych odmian, dzięki którym możliwe stanie się ograniczenie stosowania środków chemicznych w produkcji roślinnej. Jak każda metoda i technologia, również stosowanie GMO może być prowadzone z pożytkiem jak i ze szkodą dla środowiska i społeczeństwa, zatem uświadomienie sobie szans i zagrożeń w tej dziedzinie jest koniecznym warunkiem jej wykorzystania.

10 10 Krajowy Program Bezpieczeństwa Biologicznego w Polsce II.1.2. Transgeneza Nowe odmiany roślin uprawnych, uzyskane przy użyciu technik biologii molekularnej nazwano odmianami transgenicznymi lub roślinami GMO (skrót pochodzi od angielskiego terminu Genetically Modified Organisms = organizmy genetycznie modyfikowane). W samym skrócie tkwi zarzewie nieporozumienia. Modyfikacje genetyczne są stosowane w hodowli roślin i zwierząt od dawna i istota sprawy nie tkwi w fakcie dokonywania modyfikacji, ale w sposobie jej dokonywania tzn. dokonywania zmian bezpośrednio w strukturze nośnika informacji genetycznej (DNA) z pominięciem mechanizmów rozmnażania. Każdy gatunek wykorzystywany przez człowieka uległ modyfikacjom genetycznym, często bardzo gruntownym, wystarczy spojrzeć na różne rasy psów czy też roślinę kukurydzy, która została zmodyfikowana w tak zasadniczy sposób, że bez pomocy człowieka nie jest w stanie utrzymać się w środowisku, podobnie jak większość roślin uprawnych. Tak więc nie sam fakt modyfikacji genetycznej jest czymś nowym, ale sposób jej przeprowadzenia. Dotąd organizmy użytkowane przez człowieka były modyfikowane na drodze selekcji i rozmnażania pojawiających się spontanicznie nowych form w potomstwie powstałym w wyniku krzyżowania, czy spontanicznie powstających zmian, czyli mutacji. Innymi słowy, rola człowieka hodowcy polegała na tworzeniu warunków sprzyjających powstawaniu zmienności i wyborze odpowiednich form, przy czym sam proces powstawania tej zmienności i mechanizmy przekazywania informacji genetycznej pozostawały poza możliwościami ingerencji lub była ona możliwa tylko w znikomym stopniu, np. izolowanie zarodków powstałych z oddalonych krzyżówek i ich rozwój na sztucznych podłożach lub fuzję protoplastów. Odkrycie praw rządzących przekazywaniem informacji genetycznej z pokolenia na pokolenie stwierdzenie, że materialnym nośnikiem tej informacji w każdej żywej komórce jest DNA oraz rozszyfrowanie kodu przy pomocy, którego informacja ta jest zapisana w DNA, pozwoliły na opracowanie metod manipulowania bezpośrednio fragmentami DNA, zawierającymi określoną informację dziedziczną, czyli genami. Znacznie upraszczając, można powiedzieć, że dzięki nowym metodom biologii molekularnej można konstruować organizmy, manipulując odpowiednimi fragmentami DNA z pominięciem procesów i mechanizmów rozmnażania i wytworzonych w trakcie ewolucji barier w przekazywaniu informacji genetycznej między gatunkami i rodzajami organizmów. Jak wspomniano wyżej obraz ten jest nakreślony mocno na wyrost, jak dotąd nie potrafimy przewidzieć w jakim miejscu DNA wprowadzony fragment zostanie wbudowany i czy będzie czynny, czyli czy wprowadzony gen lub geny spowodują pojawienie się cechy, którą chcemy uzyskać. Opisane wyżej przenoszenie fragmentów DNA między organizmami nazywamy transgenezą. W porównaniu z dotychczasowymi metodami hodowlanymi, transgeneza pozwala na znaczne uproszczenie i skrócenie całego procesu wynikające z faktu, że hodowca biotechnolog nie musi operować całymi kompletami informacji genetycznej dwóch organizmów i mozolnie wyszukiwać pożądanych form, a może bezpośrednio wprowadzić do danego organizmu jeden lub kilka genów warunkujących pożądaną cechę np. odporność na szkodnika.

11 Wprowadzenie 11 Transgeneza pozwala na przeniesienie cech praktycznie z każdego organizmu, otwierając przed hodowcami biotechnologami nowe możliwości wprowadzania do roślin uprawnych genów warunkujących cechy dotąd niemożliwe do osiągnięcia (np. z bakterii) i tworzenia odmian o zupełnie nowych cechach użytkowych, często nie związanych z wyżywieniem ludzi czy zwierząt. Ogromne możliwości i nowe perspektywy, jakie wiążą się z biotechnologią są jednocześnie powodem wielu obaw i zagrożeń, które legły u podstaw tworzonych przepisów i regulacji prawnych mających na celu zminimalizowanie ryzyka związanego z gospodarczym wykorzystywaniem GMO. II.1.3. Czy stosowanie odmian transgenicznych w rolnictwie jest konieczne i uzasadnione? Odpowiedź na to pytanie jest różna w zależności od kraju i rejonu, w jakim jest zadawane. W krajach rozwiniętych, gdzie problemem rolnictwa są raczej nadwyżki żywności, odpowiedź jest najczęściej negatywna, w krajach rozwijających się, cierpiących na niedobory żywności odpowiedź będzie inna. Od czasów Malthusa, który w XVII w. malował ponury obraz permanentnych niedoborów żywności wynikających ze znacznie szybszego wzrostu liczebności populacji ludzi niż możliwości produkcyjnych rolnictwa, dzięki rozwojowi nauk przyrodniczych i rolniczych udawało się w krajach rozwiniętych wymknąć się z tej pułapki. Począwszy od lat 50-tych XX w. dzięki dopływowi energii spoza rolnictwa (mechaniczna uprawa, nawożenie, chemiczna walka z chorobami i chwastami, nawadnianie) oraz zastosowaniu genetyki w nowoczesnej hodowli odmian roślin rolniczych, nastąpił znaczny wzrost wydajności produkcji rolniczej, zwany często zieloną rewolucją. Dzięki tym procesom udało się utrzymać wzrost produkcji żywności zaspakajający, a nawet niekiedy wyprzedzający wzrost liczebności populacji w tempie 1,8% rocznie w skali globu. Skalę osiągnięć można zilustrować następująco: gdyby wydajność z ha zamrozić na poziomie plonów z roku 1961, wówczas wyprodukowanie żywności wystarczającej do wykarmienia 6 miliardowej populacji z roku 2000 wymagałoby dodatkowych 850 milionów ha dobrej ziemi ornej, której nie ma. Jednak osiągnięcia zielonej rewolucji mają swoją cenę: rozpowszechnienie uprawy wydajnych nowoczesnych odmian spowodowało znaczne zubożenie różnorodności biologicznej głównych gatunków uprawnych (szczególnie dotkliwe w centrach ich pochodzenia), stosowanie nawozów mineralnych i środków ochrony roślin powoduje akumulację ich pozostałości w glebie i wodzie, nawadnianie prowadzi do zasolenia, itd. Wielu ekspertów skłania się do wniosku, że dalszy wzrost wydajności i produkcji na tej drodze nie jest możliwy, a w niektórych krajach Europy Zachodniej postulowane jest zmniejszenie dotychczas stosowanych nakładów na produkcję. Tymczasem dane wskazują, że zielona rewolucja pozwoliła tylko na ograniczone w czasie

12 12 Krajowy Program Bezpieczeństwa Biologicznego w Polsce wymknięcie się z maltuzjańskiej pułapki. Prognozy FAO przewidują dalszy wzrost populacji o około 2 miliardy do 2040 r., wyżywienie takiej populacji wymaga wzrostu produkcji ziarna zbóż o prawie 40% a jest to praktycznie możliwe tylko poprzez zwiększenie plonów, ponieważ rezerwy ziemi ornej są bardzo ograniczone. Dalsza ekspansja rolnictwa mogłaby się dokonać tylko kosztem lasów, w tym tropikalnych. Jest to scenariusz nie do zaakceptowania. Z drugiej strony podstawowe potrzeby życiowe ludzi, takie jak żywność, odzież czy schronienie są i będą priorytetami społeczeństw i trudno będzie znaleźć rząd, który zgodzi się na wprowadzenie reżimów ochrony środowiska kosztem biedy i niedożywienia własnego społeczeństwa. Nadzieja na odpowiednią do wzrostu populacji ilość produkcji żywności tkwi w zwiększeniu wydajności z jednostki powierzchni. Dotychczasowy mechanizm podnoszenia plonów, oparty w połowie na nakładach energetycznych, a w połowie na postępie biologicznym w dużej mierze się wyczerpał. Dalszy wzrost produktywności roślin winien przede wszystkim wynikać z lepszego wykorzystania potencjału biologicznego. Osiągnięcia i perspektywy inżynierii genetycznej otwierają takie możliwości. II.1.4. Perspektywy gospodarczego wykorzystania roślin transgenicznych Jak już wspomniano, transgeneza otwiera duże i kuszące badaczy perspektywy wprowadzania i wykorzystywania w roślinach genów kontrolujących pojawianie się cech i właściwości pożądanych przez producentów, przemysł przetwórczy i konsumentów. Jakkolwiek teoretyczne możliwości manipulowania materiałem genetycznym są nieomal nieograniczone, praktyczne ich wykorzystanie jest znacznie zawężone ze względu na szereg ograniczeń wynikających z ułomności dotychczas opracowanych i stosowanych metod wprowadzania odpowiednich fragmentów DNA i kontroli jego ekspresji w nowym organizmie tzn. kontroli nad pojawieniem się pożądanej cechy. Mimo to, nieomal każdego dnia przybywa nowych modyfikacji, ulepszających rośliny uprawne. Znakomita ich większość ma jak dotąd tylko znaczenie jako materiał doświadczalny, poddawany wielu kosztownym i długotrwałym badaniom przed ich ewentualnym wprowadzeniem do uprawy. Tworzone GMO roślinne można podzielić na kilka zasadniczych grup w zależności od cech jakie zostały wprowadzone lub zmodyfikowane: 1. Odmiany, w których poprawiono cechy związane z ich wzrostem i plonowaniem, tzw. cechy rolnicze; np. odporność na szkodniki, herbicydy, itp. Uzyskano wiele takich odmian w różnych gatunkach uprawnych, niektóre z nich wprowadzono do produkcji w połowie lat 90-tych, w chwili obecnej są jedynymi odmianami transgenicznymi stosowanymi na szeroką skalę w produkcji roślinnej. 2. Odmiany o zmienionym składzie chemicznym plonu w kierunku polepszenia jego właściwości jako surowca dla przemysłu lub produktu spożywczego. W tej grupie przeważają doświadczalne formy transgeniczne, takie jak np. rzepak zawierający w nasionach tłuszcz składający się

13 Wprowadzenie 13 w ponad 80% z kwasu erukowego, czy też w innej formie transgenicznej zawierający ponad 40% kwasu laurynowego. Innym przykładem jest bawełna, która w wyniku transformacji genami z bakterii wytwarza włókno naturalnie barwione np. w kolorze popularnych jeansów. Jak dotąd odmiany tej grupy w niewielkim stopniu są uprawiane na skalę produkcyjną. Do tych nielicznych form należy rzepak jary o podwyższonej zawartości kwasu laurynowego w tłuszczu, uprawiany w Kanadzie na około ha. 3. Odmiany o polepszonych własnościach dietetycznych i zdrowotnych plonu. Są to konstrukcje wyłącznie doświadczalne, przykładem może być ryż tzw. Golden rice, do którego wprowadzono skomplikowany układ genów roślinnych i bakteryjnych, który umożliwia syntezę witaminy A (protokarotenu) w bielmie tego zboża, w ilości pokrywającej zapotrzebowanie człowieka przy spożyciu przeciętnej dziennej porcji. Ma to potencjalnie ogromne znaczenie dla krajów, w których ryż jest podstawowym i często niestety prawie jedynym komponentem diety. Inne przykłady to wzrost zawartości strawnego włókna w zbożach działanie przeciw miażdżycowe. Pojawienie się takich odmian jest planowane na pierwsze pięciolecie trzeciego tysiąclecia. 4. Odmiany roślin uprawnych gromadzących w znacznych ilościach substancje chemiczne przydatne dla przemysłu głównie farmaceutycznego, czy też biopolimery do wykorzystania w przemyśle chemicznym. Pojawiło się szereg doniesień o uzyskaniu tego typu roślin transgenicznych, np. rzepak wytwarzający hirudynę związek obniżający krzepliwość krwi otrzymywany dotąd z pijawek, czy też ziemniaki o zmienionej strukturze skrobi w kierunku jej wykorzystania do produkcji biodegradowalnych mas plastycznych. W tej dziedzinie pojawiają się frapujące możliwości uzyskiwania roślin produkujących różne substancje chemiczne o charakterze leków czy biopreparatów (np. poszczególnych białek osocza krwi) pod warunkiem identyfikacji i izolacji odpowiednich genów odpowiedzialnych za ich syntezę. Pojawienie się w produkcji tego typu odmian jest spodziewane w drugiej dekadzie XXI w. 5. Odmiany roślin produkujących surowce energetyczne, czyli rolnicza produkcja odnawialnych źródeł energii. Pierwsze próby w tym kierunku podjęto podczas kryzysu energetycznego w latach 70-tych (rzepak, lateks z wilczomleczowatych). Przy obecnie możliwej wydajności procesów uzyskiwania energii z tych źródeł oraz relatywnie niskich cenach kopalin, technologie te są nieopłacalne. Wytworzenie GMO o wyraźnie polepszonej wydajności gromadzenia substancji energetycznych może poprawić ten bilans. Projektowane pojawienie się takich form przewidziano na trzecie dziesięciolecie XXI w. II.1.5. Obecna produkcja roślinnych GMO Proces wprowadzania do uprawy transgenicznych odmian różnych gatunków roślin w różnych krajach ilustrują Tabele 1 i 2.

14 14 Krajowy Program Bezpieczeństwa Biologicznego w Polsce Tabela 1. Powierzchnia upraw transgenicznych na świecie (w mln ha) Wg Clive James, ISAAA Press Release, 10 stycznia 2002, Crop Biotech Net Gatunek Soja 0,45 5,04 13,59 21,78 22,49 33,3 Kukurydza 0,3 2,61 9,11 11,28 10,53 9,8 Rzepak jary 0,11 1,42 2,43 3,46 3,12 2,7 Ziemniaki 0,01 0,01 0,03 0,04 0,04 Bawełna 0,73 1,43 2,46 3,92 4,9 6,8 Tytoń Razem 2,6 11,51 28,62 41,48 42,08 52,6 Z przedstawionych danych wynika, że w latach nastąpił bardzo szybki, nieomal logarytmiczny wzrost uprawy odmian GMO (z 2,6 milionów ha w 1996 r. do 41,5 miliona ha w 1999). W roku 2001 rośliny modyfikowane genetycznie uprawiano na powierzchni 52,6 milionów ha. Z przedstawionych danych wynika również, że wśród transgenicznych upraw dominują odmiany soi i kukurydzy, a następnie, ale w znacznie mniejszym stopniu rzepaku i bawełny. Dane zawarte w Tabeli 2 pokazują dominującą pozycję USA w uprawie GMO prawie 70% areału GMO na świecie, drugie w kolejności kraje, ale już tylko na poziomie kilkunastu procent areału światowego, to Argentyna i Kanada. Jeżeli do tej trójki państw dodać jeszcze Chiny to wyczerpuje to praktycznie listę krajów, w których rośliny GMO odgrywają praktycznie jakąś rolę w rolnictwie. Tabela 2. Rozwój uprawy odmian transgenicznych w różnych krajach (w mln ha) Wg Clive James, Crop Biotech Brief 2, 1, 2002 Kraj USA 1,45 7,16 20,83 28,64 30,3 35,7 Argentyna 0,05 1,47 3,53 5,81 10,0 11,8 Kanada 0,11 1,68 2,75 4,01 3,0 3,2 Chiny 1 1 1,1 1,3 0,5 1,5 Brazylia ,18?? Australia 0 0,2 0,3 0,3 0,2 0,2 Afryka Płd 0 0 0,06 0,18 0,2 0,2 Meksyk 0 0 0,05 0,05 <0,1 >0,1 Europa 0 0 0,002 0,01 <0,1 <0,1 Razem 2,61 11,510 28,622 41,480 44,2 52,6 Pod względem typu transformacji zastosowanego w uprawianych odmianach GMO wyraźnie dominuje cecha odporności na herbicyd 69% upraw GMO, następne w kolejności to odmiany z wprowadzonym genem odporności na owady błonkoskrzydłe (Lepidoptera), czyli z tzw. genem BT (z Bacilus thuringensis) 21% areału, następne 7% powierzchni zajmują odmiany zawierające jednocześnie geny odporności na herbicyd i geny Bt. Ostatnią pozycją są odmiany tytoniu

15 Krajowy Program Bezpieczeństwa Biologicznego w Polsce 15 z wprowadzoną odpornością na choroby wirusowe 3% areału zlokalizowanego prawie wyłącznie w Chinach. W Tabeli 3 przedstawiono zalety, jakie posiadają poszczególne rodzaje odmian transgenicznych. Tabela 3. Cechy wprowadzone do uprawianych odmian transgenicznych poprawiające ich odporność na choroby i szkodniki i tym samym zmniejszające koszty ochrony i produkcji 1. Odporność na herbicyd 2. Odporność na owady 3. Odporność na wirusy 4. Jakość plonu Wprowadzone geny odporności na herbicydy o szerokim spektrum umożliwia producentom oprysk niszczący wszelkie rośliny oprócz tych z uprawianej odmiany GMO. Do odmiany wprowadzone są geny warunkujące syntezę białka toksycznego dla owadów błonkoskrzydłych, w tym stonki ziemniaczanej i omacnicy prosowianki. Wprowadzenie genów kodujących syntezę białka płaszcza wirusa daje roślinie pewną odporność na tego wirusa. Zastosowano dotąd tylko u ziemniaka i tytoniu. Jak dotąd odmiany tego typu wprowadzono na ograniczoną skalę, około ha w USA i Kanadzie; głównie rzepak jary. Cechy, jakie zostały wprowadzone do uprawianych roślin GMO ulepszają ich zdolność do wzrostu i rozwoju w warunkach uprawy polowej, w konsekwencji bezpośrednim beneficjantem tej technologii jest producent rolnik (i oczywiście właściciel takiej odmiany). Są to GMO tzw. pierwszej generacji, o których wspomniano w poprzednim rozdziale. W założeniu ten rodzaj GMO, w aspekcie ekonomicznym ma prowadzić do obniżenia kosztów produkcji. To założenie legło u podstaw ogromnego sukcesu, jakim było bezprecedensowo szybkie wprowadzenie tych odmian do produkcji w niektórych krajach. Fakt, że producent jest beneficjantem tej technologii, jest mało przekonującym argumentem dla konsumenta i mało waży w dyskusjach nad ewentualnymi niekorzystnymi skutkami wprowadzania tej technologii. Soja i kukurydza to dwa gatunki uprawne w których produkcji i użytkowaniu bądź to jako pasza, bądź też jako produkt żywnościowy, również w formie przetworzonych produktów odmiany GMO odgrywają znaczącą rolę w krajach produkujących te gatunki na eksport (USA, Brazylia, Argentyna). Zatem importując te surowce roślinne należy się liczyć z dużym prawdopodobieństwem, że pochodzą one, w całości lub w części, z plantacji obsianych odmianami transgenicznymi. Komercyjne uprawy transgenicznej soi zapoczątkowano w 1996 r. w USA i Argentynie. Stanowiły one wówczas odpowiednio 1,6% i 0,8% areału uprawy soi w tych krajach. Po pięciu latach w 2001 r. transgeniczna soja uprawiana była na 33,3 milionach ha, czyli na 59% areału tego gatunku na świecie, przy czym kraje eksportujące: USA produkowały prawie 70% transgenicznej soi, a Argentyna 25%, przy czym udział upraw transgenicznych w tym ostatnim kraju wynosił 75% całego areału. Prawie wszystkie uprawy transgeniczne to soja odporna na herbicydy: Roundup lub Basta (zawierające substancje czynne: odpowiednio, glyfosat i fosfinotrycynę). Główną zaletą odmian transgenicznych soi jest możliwość elastycznego stosowania totalnego herbicydu, jakim jest Roundup czy Basta, w przeciwieństwie do dużej precyzji koniecznej w stosowaniu innych herbicydów (stadium rozwojowe roślin, warunki pogodowe). W procesie tworzenia