Изучение влияния генетической модификации на фенотипические признаки некоторых видов растений

В статье обсуждаются результаты эксперимента по различию фенотипических признаков между генетически модифицированными и не модифицированными растениями.

Ключевые слова: генетическая модификация, ГМ.

Генетическая модификация (ГМ) — это метод, при котором в геном организма встраивается чужеродная ДНК с целью изменения его генетических характеристик. Этот метод используется для получения генетически модифицированных растений, путем встраивания ДНК в растительные клетки и затем их выращивания до получения полноценного растения. Семена этих растений также несут новую встроенную ДНК. Среди характеристик, которые можно изменить методом генетической модификации, можно назвать: способ роста растений, устойчивость к конкретному заболеванию, термоустойчивость, увеличение производительности и снижение скорости гниения плодов [1].

Генная инженерия возникла в конце прошлого века как решение ряда проблем, связанных с уровнем производства, качеством, устойчивостью к вредителям и адаптацией к различным условиям. Эта технология привела к значительному повышению уровня производства и снижению стоимости ряда сельскохозяйственных продуктов. Наиболее часто ГМ продуктами являются соя, кукуруза, сахарная свекла, канола и хлопок. Например, в 2018 г. на долю ГМ-сои приходилось 94 % от общего объема выращиваемой сои, хлопка — 94 % и кукурузы — 92 %. В 2013 г. доля ГМ в растении канолы составляла 95 %, а доля ГМ сахарной свеклы составляла 99,9 % общего урожая [2].

Несмотря на преимущества, которые демонстрирует технология генетической модификации растений, они не устраняют наличие некоторых отрицательных сторон этой технологии. Например, было обнаружено, что определенные признаки, повышающие устойчивость растений к болезням, могут нанести вред человеку. Кроме того, результаты некоторых исследований ГМ пищевых продуктов показывают, что они могут вызывать некоторые токсические эффекты, на такие органы как печень, поджелудочную железу, почки или репродуктивные органы, и могут изменять гематологические, биохимические и иммунологические параметры [3].

Целью настоящей работы стало сравнение генетически модифицированных и не модифицированных растений по фенотипическим признакам (вкус, запах, форма и скорость гниения).

Материалы и методы исследования. Ряд овощей и фруктов (два вида томатов; сливка и розовые, огурцы краткоплодные и яблока ред) были приобретены в магазине, который заявляет, что его продукция не содержит ГМ, этот образец был пронумерован (1). Такие же виды были приобретены в той же степени зрелости в обычном магазине без этикеток, указывающих на то, что они не содержат ГМ, этот образец был пронумерован (2). В первый день эксперимента, были зарегистрированы наблюдения, связанные с формой, вкусом и запахом, и любые изменения наблюдались в течение следующих восьми дней. Одну штуку каждого изучаемого вида вырезали посередине чтобы изучить влияние воздуха на скорость окисления и гниения, а другую оставляли неразрезанным и только в 8-ой день вырезали чтобы смотреть изменения внутри. Эксперимент проводился при комнатной температуре 22°С.

Результаты и обсуждение. В первый день эксперимента, концентрация вкуса и запаха была значительно выше и естественнее в образцах (1) всех изучаемых видов, по сравнению с образцами (2). По форме, в образцах огурца отмечено, что образец (1) был зеленым изнутри, а образец (2) имел преобладающий белый цвет. В остальных видах, четкая разница в плане внешнего вида не заметилась. Со 2-го по 7-й день наблюдалась четкая разница в скорости гниения образцов огурцов и томатов, где гниение было быстрым в образцах (2) по сравнению с образцами (1). В последний день эксперимента, образцы (2) огурцов и томатов подвергались явной и значительной гнили в виде колоний зеленовато-белой плесени, эти колонии не наблюдались в образцах (1). Однако, четкой разницы между образцами яблок во время эксперимента не наблюдалось, так как они были похожи по внешнему виду и не имели следов гнили в последний день эксперимента, только коричневый цвет появился на срезанных образцах в результате окисления воздухом (Таблица 1). Основываясь на предыдущих наблюдениях, мы обнаружили, что продукты без ГМ превосходят ГМ продукты как по вкусу, так и по запаху и устойчивости к гнили. По сравнению с аналогичными исследованиями мы обнаружили, что они не согласны с одним мнением относительно генетической модификации, так как результаты в большинстве исследований делятся на две группе: первая утверждает, что, ГМ продукты ничем не отличаются от не ГМ, и что они не имеют каких-либо здоровых или сельскохозяйственных недостатков [4]. Вторая группа подвергает сомнению информацию о безопасности и качестве ГМ продуктов. В другом исследовании утверждается, что генетическая модификация значительно снижает питательную ценность сельскохозяйственных продуктов и что нет четких научных доказательств безопасности ГМ продуктов [5, 6]. Аналогично, немецкое исследование пришло к выводу, что красота и длительное хранение ГМ фруктов и овощей достигается за счет вкуса и питательных веществ. Только за последние 50 лет овощи потеряли 27 % содержания витамина С и почти половину содержания железа. Обработанные семена направлены на повышение урожайности и, следовательно, на увеличение прибыли на мировом рынке. Старые, богатые питательными веществами и устойчивые сорта вымирают, нанося ущерб биологическому разнообразию. Однако оказывается, что ни у фермеров, ни у потребителей нет выбора [7].

Интересно, что большая часть исследований, которые можно найти по теме ГМ, была проведена биотехнологическими компаниями, которые отвечают за маркетинг и торговлю ГМ-продуктами, что в значительной степени указывает на вероятность предвзятого мнения по экономическим причинам [8]. Кроме того, несколько международных сельскохозяйственных компаний доминируют в торговле ГМ семенами и получают миллиардные прибыли. Несмотря на потенциальные риски ГМ растений, международные организации, такие как Всемирная организация здравоохранения и FDA, указывают, что ГМ продукты в целом безопасны, и до сих пор не зарегистрировано ни одного случая заболеваний, вызванных употреблением этих продуктов.

Заключение и выводы. Входе нашего эксперимента мы заметили, что генетическая модификация негативно повлияла на концентрацию вкуса и запаха во всех исследованных образцах, а также привела к быстрому гниению некоторых из них. В любом случае нельзя сказать, что ГМ продукты на 100 % безопасны, и их положительные стороны не должны удовлетворяться только на экономическом уровне, а приоритет должен отдаваться питательности и безопасности над здоровьем. Это требует проведения многочисленных исследований и экспериментов, чтобы изучить все эти аспекты, прежде чем выводить эти продукты на рынок.

Морфологические изменения исследуемых плодов между первым и восьмым днем эксперимента

Литература:

1. “What are GM crops and how is it done?” Royal Society, 2016. https://royalsociety.org/topics-policy/projects/gm-plants/what-is-gm-and-how-is-it-done/.

2. “GMO Crops, Animal Food, and Beyond,” FDA, 2020. https://www.fda.gov/food/agricultural-biotechnology/gmo-crops-animal-food-and-beyond?utm_source=facebook&utm_medium=social&utm_campaign=feedyourmind2020.

3. A. Dona and I. S. Arvanitoyannis, “Health risks of genetically modified foods,” Crit. Rev. Food Sci. Nutr., vol. 49, no. 2, pp. 164–175, Feb. 2009.

4. L. Stitzer, “Viewpoint: GMO vs non-GMO foods? There’s no difference to your body or health — Genetic Literacy Project,” 2020. https://geneticliteracyproject.org/2020/08/21/viewpoint-gmo-vs-non-gmo-foods-theres-no-difference-to-your-body-or-health/.

5. Z. L. HONEYCUTT, “Stunning Corn Comparison: GMO vs. NON-GMO,” 2013. https://www.momsacrossamerica.com/stunning_corn_comparison.

6. A. Hilbeck et al., “No scientific consensus on GMO safety,” Environ. Sci. Eur., vol. 27, no. 1, Dec. 2015.

8. J. L. Domingo and J. Giné Bordonaba, “A literature review on the safety assessment of genetically modified plants,” Environ. Int., vol. 37, no. 4, pp. 734–742, 2011.