Главная / Аналитика и обзоры / Влияние современной биотехнологии на ресурсы и качество сои

Влияние современной биотехнологии на ресурсы и качество сои

Мария Доморощенкова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М.Л. Доморощенкова, к.т.н., доцент ВНИИЖиров, Санкт-Петербург

(Обзор подготовлен для журнала «Актуальные агросистемы»)

 Широкомасштабное производ­ство пищевой и кормовой продукции, полученной из генетически модифицированных или генно-инженерно-модифицированных организмов, сегодня оказывает существенное влияние на ресурсы и качественные показатели растительного сырья, на ситуацию на рынке кормовых и пищевых ингредиентов и в первую очередь на рынок соевых белковых продуктов.

По данным Cropnosis, в 2016 г. мировой рынок биотехнологических культур оценивался в 15,8 млрд долл. США, в т.ч. биотехнологичекой сои – в 5,5 млрд долл. США (32,6 %).

Ученые считают, что в условиях ограниченности мировых земельных ресурсов и при необходимости обеспечения полноценными продуктами питания растущего населения планеты использование достижений современной биотехнологии в повышении эффективности производства сельскохозяйственных растений способствует росту объемов продовольственного сырья и улучшению его качества.

Одним из основных направлений сельскохозяйственной биотехнологии является создание новых высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений, устойчивых к болезням, вредителям и неблагоприятным условиям среды. Традиционно это решалось методами селекции и требовало многолетних полевых работ. Использование постгеномных технологий позволило значительно ускорить и повысить эффективность селекционных работ с помощью молекулярных маркеров соответствующих признаков, что стало возможным после расшифровки геномов основных сельскохозяйственных растений. Альтернативный подход, который начал стремительно развиваться в конце 20-го века, основан на введении в растение нового признака путем генно-инженерной модификации (создание трансгенного растения).

Согласно определению, «генетически модифицированный организм – это организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование, способное к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала, отличное от природных организмов, полученное с применением методов генной инженерии и содержащее генно-инженерный материал, в том числе гены, их фрагменты или комбинации генов; трансгенные организмы — это микроорганизмы, вирусы, животные, растения, генетическая программа которых изменена с использованием методов генной инженерии» (№ 86-ФЗ «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности»).

Генетически модифицированный, или генно-инженерно-модифицированный организм (ГМО) – это организм, генотип которого был искусственно изменен при помощи методов генной инженерии. Это определение может применяться для растений, животных, микроорганизмов и вирусов. Генетически модифицированное (ГМ) растение – это растение, которое приобрело новую комбинацию генетического материала.

Чем отличается генная инженерия растений от обычной селекции? Если говорить упрощенно, то при селекции перенос генов осуществляется только между близкородственными растениями, генная инженерия же позволяет перенести в растение гены, их фрагменты или комбинации из любого живого организма, например из бактерий, чтобы получить новый вид растения с необходимыми потребителю свойствами.

Промышленное выращивание генетически модифицированных, или трансгенных, растений в мире началось в 1996 г. и, согласно данным Международной службы по внедрению агробиотехнологических разработок (ISAAA), производство ГМ растений в 2016 г. осуществлялось на 185,1 млн га (Clive James, ISAAA, 2017).

Сегодня в мире создано и доведено до испытаний в полевых условиях более 1000 линий генетически измененных растений, из них более 340 линий имеют разрешение для культивирования, т.е. могут использоваться для выращивания в отдельных странах. При этом из всего разнообразия уже созданных и зарегистрированных растений успешно внедрены для промышленного выращивания всего несколько видов. Доминирующими трансгенными культурами в мире являются соя, кукуруза, хлопок и рапс.

В 2016 г., по данным ISAAA, суммарные посевы генетически модифицированной (ГМ) сои составили 91,4 млн га, или около 78 % мировых посевов сои (117 млн га), т.е. практически половина площадей, занятых под выращивание генетически модифицированных растений в мире, приходилась на сою. 11 стран официально выращивали ГМ-сою. Причем в основных странах-экспортерах сои и соевого шрота (страны Северной и Южной Америки) доля посевов трансгенной сои составляла более 94 % в общих посевах этой культуры, а в странах, выращивающих только традиционную сою (Китай, Индия, Россия), она практически полностью перерабатывалась на внутреннем рынке (табл. 1).

Таблица 1. Производство и экспорт сои и соевого шрота и посевы ГМ сои по странам

Страна

Объемы производства сои в 2016/2017 МГ, млн т *)

Объемы экспорта сои в

2016/2017 МГ, млн т *)

Объемы экспорта соевого шрота

 в

2016/17 МГ, млн т*)

Год начала

выращивания ГМ-сои

Площади посевов ГМ-сои,

млн га **)

Доля ГМ- посевов от общих посевов сои, % **)

Общее количество зарегистрированных линий ГМ-сои

***)

Количество линий ГМ-сои, зарегистрированных для выпуска в окружающую среду ***)

США

116,92

59,16

10,52

1997

31,8

94

25

24

Бразилия

114,10

63,14

13,76

1999

32,7

96,5

11

10

Аргентина

57,80

7,03

31,32

1997

18,7

100

13

12

Парагвай

10,67

6,17

2,35

2004

3,2

96

3

3

Канада

6,55

4,59

0,29

1997

2,1

94

21

21

Уругвай

3,30

2,97

0,03

2000

1,2

98

7

7

Китай

12,90

0,12

1,30

-

Отс.

0

12

нет

Индия

11,50

0,27

2,00

-

Отс.

0

5

нет

Россия

3,10

0,40

0,45

-

Отс.

0

8

нет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*) USDA. World Markets and Trade. Jan. 2018; FAS GAIN Reports, 2017.

**) Данные приведены по отчету ISAAA (за 2016 г.)

***) Данные приведены по информации ISAAA (на 08.01.2018 г.)

Большинство производимых в настоящее время в промышленных объемах ГМ сельскохозяйственных растений (или растений первого поколения) имеют свойства, обеспечивающие повышение урожайности или облегчение уборки, хранения, переработки урожая. Из 91,4 млн га под ГМ-соей в 2016 г. 64 млн га были засеяны сортами, устойчивыми к гербицидам (HT) и 23,4 млн га ГМ-соей, содержащей как признаки HT, так и устойчивость в вредителям (IR). Потребитель, в отличие от фермеров, занятых выращиванием сои, пока не ощутил на себе преимущества новых технологий и отношение рядовых потребителей в России, и во многих странах к продуктам с ГМО отрицательное.

Сегодня генная инженерия осваивает следующий этап производства сельскохозяйственных растений. Активно ведутся работы по созданию новых сортов растений с улучшенными потребительскими свойствами, в том числе с более высокой пищевой и кормовой ценностью, с полезными для здоровья характеристиками. Возможно, это позволит переломить отношение населения к ГМО, т.к. потребители смогут увидеть и оценить непосредственные преимущества таких продуктов.

Ежегодно регистрируются новые линии ГМ-сои. Так, в 2017 г. в мире уже насчитывалось 37 зарегистрированных линий ГМ-сои (Glycine max L.) с разными характеристиками, в том числе линии, устойчивые к гербицидам, насекомым-вредителям, с измененным жирнокислотным составом или с комбинацией признаков. Среди зарегистрированных линий сои с измененным составом в 7 линиях имеется повышенное содержание олеиновой кислоты, а в 2 линиях – стеаридоновой кислоты.

Активно ведутся разработки сои с более высоким содержанием омега-3 жирных кислот, обладающих большей биологической усвояемостью, чем альфа-линоленовая кислота (ALA). Целью создания такой обогащенной сои является создание доступного, возобновляемого источника омега-3 жир­ных кислот, которые можно использовать как альтернативу рыбным жирам. Первым таким изобретением является соя с повы­шенным содержанием стеаридоновой кислоты (SDA), которая легче, чем ALA трансформируется в эйкозапентаеновую (EPA) и докозагексаеновую кислоты (DHA). Следующим этапом будет разработка сои, обогащенной EPA/DHA. Ожидается, что полученные соевые продукты будут содержать в 6 раз больше биологически усваиваемых омега-3 жирных кислот по сравнению с обычным соевым маслом, в котором их всего порядка 7 %. Масла с повышенным содержанием SDA-кислот, скорее всего, будут использоваться в качестве добавки для обогащения традиционных жиров.

На стадии разработки находятся новые сорта сои: обогащенная конъюгированной (сопряженной) линолевой кислотой (СLA), оказывающей положительное воздействие на сердечно-сосудистую систему, с повышенным содержанием масла, с повышенным содержанием серосодержащих аминокислот и др.

Значительно выросло производство сои в России (см. рис.). За последние 10 лет посевные площади под соей в РФ выросли в 4,5 раза, валовой сбор – в 11 раз. Посевы сои в 2017 г. увеличились, по данным «СовЭкона», до рекордных 2,6 млн га против 2,2 млн га в 2016 г. По предварительной оценке, валовой сбор сои в 2017 г. в нашей стране составил рекордные 3,5 млн т. Но даже этого объема недостаточно для обеспечения потребностей отечественных производителей соевого шрота в сырье, а производителей кормов и животноводческой продукции в соевом шроте. По оценке Департамента регулирования рынков АПК Минсельхоза РФ, в России производится недостаточно сои для удовлетворения потребностей животноводческой отрасли, около 43 % ее объема приходится на импорт. Потребность в соевом шроте оценивается в 5 млн т/год. Для производства таких объемов на переработку должно поступать более 6,5 млн т семян сои.

Производство сои в России сосредоточено во многих регионах, резко различающихся по почвенно-климатическим условиям. На сегодняшний день одной из проблем, которая сдерживает развитие производства сои в России, является отсутствие необходимого качественного семенного материала, способного обеспечить высокую урожайность и хорошие качественные показатели питательности сырья. В Государственном реестре в 2017 г. насчитывалось 210 сортов сои (141 отечественной и 69 импортной селекции). Урожайность сои в России хотя и имеет тенденцию роста, но пока еще остается очень низкой по сравнению с лидерами по ее производству в мире. К сожалению, очень часто семена сои имеют пониженное содержание белка, что не позволяет перерабатывать их с получением наиболее востребованного в птицеводстве высокопротеинового соевого шрота.

Стратегическим документом, определяющим политику России в биотехнологическом секторе экономики, является Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года (№ 1853п-П8). В этом документе особо указано, что в настоящее время в нашей стране практически не создаются сорта и гибриды нового поколения, устойчивые к засухе, болезням, гербицидам, насекомым-вредителям и неблагоприятным условиям среды, с использованием постгеномных технологий и генетической инженерии, которые все шире используются во всем мире.

В РФ выращивание трансгенных растений не раз­решено, в то же время разрешается ввозить, перерабатывать, использовать в продуктах питания или кормах несколько видов генетически модифицирован­ных растений и продуктов их переработки.

Список зарегистрированных для использования в РФ ГМ-растений постоянно обновляется. В 2017 г. в РФ регистрацию имели 8 индивидуальных линий ГМ-сои для пищевого и кормового использования, которые по своим технологическим свойствам и химическому составу не отличаются от своих традиционных аналогов (табл. 2). Кроме того, ГК «Содружество» было получено разрешение на ввоз и переработку соевых бобов из Бразилии и Парагвая одной стековой линии (MON87701 x MON89788). «Гибридный» стек (Breeding stack) обозначает конструкцию, в которой два уже существующих и зарегистрированных ГМО используют в качестве родительских форм для получения гибрида методами традиционной селекции.

Таблица 2. Линии сои, зарегистрированные в России

 Наименование

 Производитель

Новые свойства

1

Линия 40-3-2(Roundup Ready®) Monsanto Co., США Устойчивость к глифосату

2

Линия А2704-12(Liberty Link® ) Bayer CropScience AG, Германия Устойчивость к глюфосинату аммония

3

Линия А5547-127(Liberty Link® ) Bayer CropScience AG, Германия Устойчивость к глюфосинату аммония

4

Линия MON89788(Roundup RReady2Yield®) Monsanto Co., США «Монсанто» Устойчивость к глифосату

5

Линия BSP-CV127-9 BASF S.A. c. Embrapa Soja, Бразилия Устойчивость к имидозалинон содержащим гербицидам

6

Линия MON 87701 Monsanto Co., США Устойчивость к чешуекрылым насекомым-вредителям

7

Линия SYHT0H2 (кормовое) Syngenta Biotechnology Inc., США/Bayer CropScience LP, США Устойчивость к гербицидам, ингибирующим фермент гидроксифенилпируватдиоксигеназу (ГФПД), таким как мезотрион, и к гербициду глюфосинату аммония

8

Линия FG72(кормовое) Bayer Устойчивость к изоксафлутолу и глифосату

 

Действующая в России система оценки безопасности ГМО является одной из самих строгих в мире и включает проведение широкого цикла исследований, в том числе оценку композиционной эквивалентности ГМО его традиционному аналогу, генотоксикологические и аллергологические исследования и в качестве обязательного этапа длительные токсикологические исследования на лабораторных животных. К сожалению, зачастую сложная и длительная система регистрации новых видов ГМО и, соответственно, продуктов их переработки в конкретных странах и в частности в России не успевает за ситуацией на мировом рынке, когда страны-экспортеры начинают массово выращивать новые линии ГМ-растений, которые еще не прошли регистрацию в странах-импортерах. Система контроля разрешенных для ввоза линий ГМ-семян и отсутствия ГМО в продуктах переработки традиционных сортов с каждым годом усложняется, а цены на не-ГМО-сырье и ингредиенты растут.

22 декабря 2017 г. вступило в силу новое постановление Правительства РФ № 1491 от 8 декабря 2017 г. о правилах осуществления Россельхознадзором мониторинга воздействия на человека и окружающую среду генно-инженерно-модифицированных организмов (ГМО) и продукции, а также контроля за выпуском таких организмов в окружающую среду. Полученную в результате информацию Россельхознадзор должен будет разместить на своем официальном сайте. На ресурсе также будет содержаться список продукции, содержащей ГМО.

Очевидно, что мировые ресурсы традиционной сои с каждым годом сокращаются. Сегодня купить на рынке генетически немодифицированную сою в больших объемах достаточно сложно. В этой связи отечественная не-ГМО-соя и продукты ее переработки имеют хороший экспортный потенциал.

Нам следует более внимательно посмотреть на опыт Китая в этой области, который еще в 2003 г. принял директиву по принятию специальных мер по дальнейшей поддержке развития китайской соевой промышленности. Основные положения директивы предусматривали не только наращивание производства сои, селекцию, повышение урожайности, высокобелковые сорта, не-ГМО, но и особое внимание уделялось развитию переработки сои. Помимо пищевой сои, соевого шрота и соевого масла требовалось развивать соевые продукты с хорошим потенциальным рынком; развивать функциональные продукты, такие как соевые фосфолипиды, сапонины, изофлавоны и диетическую клетчатку.

Сегодня Китай, имеющий посевы ГМ-растений, выращивает только традиционную сою, одновременно являясь крупнейшим в мире потребителем ГМ-сои и продуктов ее переработки. Так, в 2016-2017 гг. при внутреннем производстве сои 12,9 млн т Китай закупил 93,5 млн т сои у стран-производителей ГМ-сои (в США, Бразилии и др.). При этом местная традиционная соя в основном перерабатывается на пищевые цели, а продукты глубокой переработки сои с высокой добавленной стоимостью в огромных количествах поступают на мировые рынки, в том числе и в Россию. В условиях, когда Китай не смог конкурировать по урожайности сои со странами Северной и Южной Америки, эта страна позиционировала себя в качестве крупнейшего поставщика продуктов глубокой переработки сои – пищевых соевых белков, лецитина, БАДов, полученных из генетически немодифицированной сои. Соевый шрот, полученный китайскими предприятиями из импортной ГМ-сои, используется в кормах для животноводства на внутреннем рынке.

В настоящее время мировой опыт использования ГМО в питании и кормах превысил два десятилетия. За эти годы создана общепринятая концепция оценки безопасности ГМО растительного происхождения, которая одобрена ВОЗ и ФАО. За все время использования пищевых продуктов и кормов, полученных из зарегистрированных в нашей стране трансгенных растений, официально не подтверждено ни одного случая отрицательного воздействия их на человека или животных. Тем не менее споры и дискуссии продолжаются, и с регулярной периодичностью появляются статьи и передачи, посвященные вредному воздействию ГМО и введению полного запрета на использование ГМО в России. Особенно много нападок идет на генетически модифицированную сою и продукты ее переработки. При этом следует понимать, что даже при полном запрете ГМО в нашей стране или в отдельных ее регионах в современных условиях развития мировой торговли и международной интеграции практически не удастся избежать потребления продуктов животноводства, полученных с использованием кормов с ГМ-компонентами.

Не вызывает сомнений, что внедрение и использование ГМО и продуктов их переработки должны проводиться под постоянным контролем государственных органов. Должен осуществляться долговременный мониторинг результатов использования этих продуктов и оценка влияния на здоровье человека, животных и окружающую среду. При этом генную инженерию следует рассматривать как одну из современных технологий, а ГМО растительного происхождения как результаты применения этой технологии, которые должны оцениваться в каждом конкретном случае, опираясь на существующую практику отечественной и мировой науки и при постоянном совершенствовании систем экспертизы, контроля, регистрации и учета в этой области.

На верх