現代の栽培されたトウモロコシは、従来の育種を通じて6,000年以上にわたって古代の草であるテオシンテから栽培されていました。 Nicole Rager Fuller、国立科学財団現代の栽培されたトウモロコシは、従来の育種を通じて6,000年以上にわたって古代の草であるテオシンテから栽培されていました。 Nicole Rager Fuller、国立科学財団

1980の生物学者は、遺伝子工学を使って作物植物に新規な形質を発現させてきた。 最後の20年の間、これらの作物は米国および世界的に10億エーカー以上に栽培されています。 農業従事者の急速な普及にもかかわらず、遺伝子組換え作物は、時には正確な情報を得ることが難しいと多くの消費者の間で議論の余地があります。

先月、米国国立科学アカデミー、 レビュー GE作物に関する20年のデータ。 この報告書は主に 以前の全米アカデミーレポート 世界の他の主要科学機関が作成したレビュー 世界保健機関欧州委員会.

私は 実験室 世界の人口の半分を占める主食作物である米を研究しています。 私の研究室の研究者は、環境ストレスや病気に対する抵抗性を制御する遺伝子を同定しています。 遺伝子機能を理解するために、遺伝子工学や他の遺伝的方法を使用します。

私はNASの報告書に強く同意します。伝統的に育てられたものであれ、遺伝子工学によって開発されたものであれ、それぞれの作物はケースバイケースで評価されるべきです。 すべての作物は異なり、それぞれの形質は異なり、各農家のニーズも異なります。 いずれかのアプローチを単独で用いるよりも、従来の育種と遺伝子工学の両方を用いることにより、作物改良のさらなる進歩を図ることができる。


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バイオテクノロジーと従来の育種とのコンバージェンス

新しい分子ツールは、従来の育種で作られた遺伝的改良と現代の遺伝的方法で作られたものとの区別を曖昧にしている。 1つの例は、遺伝学者が農家および/または消費者が望む形質に関連する遺伝子または染色体領域を同定するマーカー支援育種である。 研究者は、これらの遺伝子に関連する植物のDNA中の特定のマーカー(パターン)を探す。 これらの遺伝子マーカーを用いて、所望の遺伝子フィンガープリントを有する植物を効率的に同定し、望ましくない遺伝学を有する植物を排除することができる。

10年前に私の協力者と私は孤立した Sub1と呼ばれる遺伝子洪水に対する耐性を制御する。 南と東南アジアの稲作農家は、洪水が発生しやすい地域で数百万の米を生産しているため、この特性は非常に貴重です。 ほとんどの品種は3日間の完全浸水後に死亡するが、Sub1遺伝子を持つ植物は2週間の完全浸水に耐えることができる。 昨年、約500万人の農家が私の共同研究者が開発したSub1米品種を栽培しました。 国際稲研究所 マーカアシスト育種を用いた。

別の例において、研究者らは、牛ではホーンレス(「ポーリング」と呼ばれる)に関連する遺伝的変異体を同定した。これは牛の品種では一般的であるが酪農品ではまれな形質である。 農業従事者は、酪農家を日常的に脱皮し、彼らのハンドラーを保護し、動物が互いに害を及ぼすのを防ぎます。 このプロセスは動物にとって苦痛で恐ろしいものであるため、 獣医師 代替選択肢の研究を求めている。

研究 先月発表された科学者たちは、ゲノムの編集と生殖クローニングを使って、無病のために自然発生の突然変異を持った乳牛を生産した。 このアプローチは、毎年数百万の牛の福祉を改善する可能性を秘めています。

化学殺虫剤の削減と収量の向上

GEの作物が作物の生産性、人の健康および環境にどのように影響するかを評価するにあたり、NASの研究は主に、植物に加工された2つの特性、すなわち害虫抵抗性および除草剤耐性に焦点を当てた。

この研究は、作物を植えた農家が、その細菌からの遺伝子に基づいて、耐虫性形質を含むように設計されていることを発見した バチルスチューリンゲンシス、またはBt - 非Bt品種を栽培した農家よりも一般的に損失が少なく、化学殺虫剤スプレーの適用量が少なかった。 また、Bt作物が植えられた農場は、従来の作物で広範囲の殺虫剤を使用していた農場よりも、より多くの昆虫の生物多様性を持つと結論付けました。

現在、米国で栽培されている遺伝子組み換え作物(IR =害虫抵抗性、HT =除草剤耐性、DT =干ばつ耐性、VR =ウイルス耐性)。 コロラド州立大学拡張現在、米国で栽培されている遺伝子組み換え作物(IR =害虫抵抗性、HT =除草剤耐性、DT =干ばつ耐性、VR =ウイルス耐性)。 コロラド州立大学拡張委員会は、除草剤耐性(HR)作物は雑草をより容易に制御できるため、より高い収量に寄与することを見出した。 例えば、HRカノーラを植えた農家は、より多くの収穫高と収穫高を得て、この作物品種が広く採用されました。

人工作物の植栽のもう1つの利点は、耕作を減らすことです。土壌を変えるプロセスです。 植え付ける前に、農家は自分の畑で雑草を殺さなければなりません。 除草剤や人工作物の出現前に、農家は耕作によって雑草を防除した。 しかし、耕作は浸食と流出を引き起こし、トラクターに燃料を供給するためにはエネルギーが必要です。 多くの農家は、持続可能な管理を強化するため、耕作の削減を望んでいます。 人工作物では、農家は耕作を行わずに効果的に雑草を防除することができます。

同委員会は、過去20年間にわたり、人工作物の植栽と農業慣行の減少との間に明確な関連性があることに留意した。 しかし、人工作物の採用が農家による保全耕作の決定をもたらしたか、または保全耕作を利用している農家が人工作物をより容易に採用したかどうかは不明である。

人工作物の植え付けが除草剤グリホサートに大きく依存する地域では、雑草の一部が除草剤に耐性を示し、この除草剤を使用して農家が雑草を防除することが困難になった。 NASの報告書は、BtとHR作物の持続可能な利用には、 統合された病害虫管理戦略.

報告書はまた、2015で栽培された他の7つのGE食品作物についても議論しており、リンゴ(マリュスイエバエ)、キャノーラ(ブラシカ・ナプス)、 テンサイ (サトウダイコン)、 パパイヤ (カリカパパイヤ)、ジャガイモ、スカッシュ(クッカビタ・ペポ)とナス(ソラヌム・メロンゲナ).

パパイヤは特に重要な例です。 1950では、パパイヤリングポイントウイルスは、ハワイのオアフ島のほぼすべてのパパイヤ生産を一掃しました。 ウイルスが他の島に広がったので、多くの農家はハワイのパパイヤの作物を拭くことを恐れていました。

ハワイの1998病理学者 デニスゴンサーブ リングポットウイルスDNAの小さなスニペットをパパイヤゲノムにスプライシングするために遺伝子工学を用いた。 その結果遺伝子操作されたパパイヤの樹木は感染の影響を受けず、感染した作物よりも10-20倍の果実を生産した。 デニスの先駆的研究 パパイヤ産業を救済。 20年後、これはまだ 唯一の方法 パパイヤリングポイントウイルスを制御するため。 今日、 一部の消費者による抗議ハワイのパパイヤ作物の80%が遺伝子操作されています。

科学者たちはまた、アジアのナスを食べる果実や銃口病原体と呼ばれる害虫と戦うために遺伝子工学を利用してきました。 バングラデシュの農民は、しばしば2-3日ごと、時にはそれをコントロールするために1日2回の頻度で殺虫剤を散布する。 世界保健機関 見積もり 殺虫剤中毒と250,000死亡以上の300万件が世界中で毎年起こっていることを示しています。

ナスの化学噴霧を減らすために、コーネル大学とバングラデシュの科学者はBtをナスゲノムに組み込んだ。 Bt ブリンジャル (ナス)は2013のバングラデシュで導入されました。 昨年 バングラデシュの農家108がそれを育てた 殺虫剤スプレーを大幅に削減することができました。

生態学的に世界に栄養を与える

遺伝的に改良された作物は多くの農家に利益をもたらしましたが、遺伝子の改善だけでは農家が直面する複雑なさまざまな課題に対処できないことは明らかです。 生態学的な農業アプローチやインフラストラクチャー、適切な政策も必要です。

私たちの食物中の遺伝子について心配するのではなく、家族、農家、農村地域が繁栄するのを助ける方法に焦点を当てる必要があります。 誰もが食料を買う余裕があり、環境の悪化を最小限に抑える必要があります。 私は、NASの報告書が、GE作物に関する論争の議論を邪魔することなく議論を進め、エコロジーに基づいて世界に食糧を供給するためのあらゆる適切な技術の使用に焦点を当てることを助けることを願っています。

著者について

会話

ロナルドパメラカリフォルニア大学デイビス校植物病理学教授パメラ・ロナルド。 彼女の研究室では、病気に対する耐性と米におけるストレスに対する耐性の遺伝的根拠が研究されている。 彼女は協力者とともに、病気に対する耐性と洪水への耐性のためにイネを作っており、アジアやアフリカの米作物を真剣に脅かしている。

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.


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