MEZÕGAZDASÁGI BIOTECHNOLÓGIÁK Géntechnikailag módosított élelmiszerés takarmánynövények engedélyezésének és biztonságának ellenőrző rendszere az USA-ban Tárgyszavak: biotechnológia; géntechnika; élelmiszernövény; takarmánynövény, takarmányozás. Géntechnikailag módosított organizmusok (GMO) létrehozásának programjában az USA-ban – 1987-ben végezték az első szabadföldi termesztési kísérletet fagytűrő eperrel, – ilyen kipróbálás után az első 1988-ban kereskedelmi forgalomba került transzgénikus haszonnövény a Flavr Savr márkanevű paradicsom volt. Ezek a növények ugyan nem szolgálják az élelmiszer-alapellátást és nem is takarmánynövények, de átfogó vizsgálatuk alapján az USA Gyógyszer- és Élelmiszer Hivatala (Food and Drug Administration, FDA) által 1992-ben történt engedélyezésük a további, rekombináns technikával előállított haszonnövények ellenőrzési és piaci felszabadítási folyamatának mérföldköve lett. Az USA piacán 1995-ben három nagyban termesztett GM-takarmánynövény jelent meg: – a glifozát gyomirtót tűrő szója, – egy rovarirtókkal szemben védett kukorica és – az ugyancsak gyomirtótűrő gyapotcserje. Ezek kedvező fogadtatásra találtak és 2001-ben már módosított vetőmagot használtak a szója-, kukorica- és gyapotültetvények területének 26, 68, ill. 69%-án (1. ábra), azaz 32,4, 30,1, ill. 6,1 M hektáron. Jelenleg az USA illetékes hatóságai a biotechnikai ipari ágazat számára több mint 50 GM-növény forgalmazását engedélyezték az emberi élelmezésben, az állattartásban és a textiliparban való felhasználás céljából.
Transzgénikus növények biztonságát szavatoló szabályozás az USA-ban Az USA-ban a biotechnológia szabályozásának elveit a Műszaki és Tudománypolitikai Hivatal (Office of Science and Technology Policy, OSTP)
1986. évi jelentése fekteti le. Erre épül a jelenlegi szabályrendszer is, amely négy alapvető irányt követ: – nem a biotechnológia eljárásait, hanem termékeit szabályozza, – a GMO-kat nem tekinti a „természetes” organizmusoktól lényegileg különbözőnek, – a hatályos törvényeket alkalmasnak fogadja el a biotechnológiai termékek felügyeletére, – a szabályozó beavatkozást akkor ítéli szükségesnek, ha egy termék bevezetése nyilvánvaló kockázattal jár, forgalmazását pedig tiltja, ha ez a kockázat emberre, állatokra, környezetre nem vállalható. 80 70 kukorica szója gyapot
a GM-vetésteerület %-a
60 50 40 30 20 10 0 1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
1. ábra GM-takarmánynövények ültetvényeinek területe az adott növény teljes vetésterületének %-os arányában, az USA-ban Az agrárbiotechnikai termékek biztonságáért, egységes szabályrendszer alapján, három szervezet viseli a felelősséget az alábbi megosztással: – a szövetségi Mezőgazdasági Minisztérium (US Department of Agriculture, USDA) az alája rendelt Állat- és Növényegészségügyi Felügyelő Szolgálaton keresztül azért felel, hogy a GMO-k ne veszélyeztessék a mezőgazdasági környezetet,
– a Környezetvédelmi Hivatal (Environmental Protection Agency, EPA) a peszticid tulajdonságú új termékeket ellenőrzi környezeti ártalom szempontjából, – a már idézett FDA pedig arra felügyel, hogy az új termékek felhasználásával gyártott élelmiszer-készítmények ugyanolyan biztonságosak legyenek, mint hagyományos megfelelőik. Az FDA élelmiszer- és takarmánybiztonsági döntéshozatala hierarchikusan épül 1. a befogadó növény, 2. a géndonorok, 3. a donorral bevitt fehérjék, 4. zsírok, olajok és 5. szénhidrátok vizsgálatára (2. ábra).
Van a gazdanövény biztonságos használatának múltja? igen
Ismeretesek a gazdanövénnyel, rokonfajtáival vagy utódaival végzett analitikai vagy toxikológiai vizsgálatok?
nem
nem
igen
Az eredmények arra utalnak, hogy az új változat biztonságos?
nem
az új változat nem fogadható el
igen
nem aggályos
igen
Az új változatban a fő tápanyagok koncentrációja és biológiai hozzáférhetősége gazdanövényével megegyező értéktartományba esik?
nem
az FDA-val megtárgyalandó
2. ábra Az FDA által a géntechnikai átalakítás eredeti növényének, a „gazdanövénynek” élelmezési és takarmányozási biztonságát vizsgáló döntési fa
Az FDA-nál először a géntechnikai módosítás alanyának, vagyis a gén(eke)t, a befogadó növény „előéletét” tanulmányozzák élelmezési használatban, eldöntik toxikológiai vizsgálatának szükségességét, továbbá összehasonlítják az új változat és a befogadó tápanyagfelvételét és annak biológiai hozzáférhetőségét (3. ábra). A bevitt – fehérjéket megelőző fogyasztásuk biztonsága, toxicitásuk, biológiai funkciójuk, valamint a hagyományos étkezéssel összehasonlítva bevitt mennyiség szempontjából (4. ábra),
A donorból készült élelmiszer allergén?
igen
nem Igazolható, hogy az allergén nem került be az új változatba?
igen
nem Ismeretesek a gazdanövénnyel, rokonfajaival vagy utódaival végzett analitikai vagy toxikológiai vizsgálatok?
Tanácskozás az FDA-val allergiatesztek jegyzőkönyveiről és/vagy megjelölésről
igen
nem
A vizsgálati eredményekből lehet arra következtetni, hogy a mérgező anyag koncentrációja még nem veszélyes?
nem
az új változat nem fogadható el
igen
nem aggályos
3. ábra Az FDA által használt döntési fa a gazdanövény új változata élelmiszer- és takarmánybiztonságának értékelésére
– az új vagy módosított szénhidrátokat, ill. zsírokat, olajokat tartalmazó változatokban ezek koncentrációját, kémiai szerkezetét (esetleges, normálisan elő nem forduló funkciós csoportjaikat), módosult makroösszetevőik emészthetőségét és tápértékét vizsgálják (5., 6. ábra).
A bevitt új fehérje jelen van a növényből készült élelmiszerben?
nem
igen
Allergén a donorból készült élelmiszer?
A fehérje élelmiszerből származik vagy ehető fehérjéhez hasonló?
nem
nem
A bevitt fehérje mérgező voltáról van közlés?
igen igen
Bebizonyítható, hogy az allergén nem került át a gazdanövény új változatába?
igen
Tanácskozás az FDAval allergiatesztek jegyzőkönyveiről és/vagy megjelölésről
megtárgyalandó az FDA-val
nem
Az új változatban levő donorfehérjéből lényegében hasonló lesz a felvétel, mint a donorban vagy más élelmiszerben levő ugyanazon vagy hasonló fehérjéből?
nem
nem aggályos
igen
nem
A bevitt fehérje biológiai funkciója okot ad biztonsági kételyre, ill. van-e közlés mérgező voltáról?
nem
igen
nem
Valószínű, hogy a bevitt fehérje az emberi vagy állati táplálkozás makrokomponense?
igen
az FDA-val megtárgyalandó
4. ábra Az FDA által használt döntési fa a donornak az új változatba átvitt fehérjéinek biztonságára vonatkozólag
igen
Az új változatban történt-e a szénhidrátok szerkezetét, összetételét vagy koncentrációját érintő célzott változtatás? igen
Van-e az új szénhidrátban olyan szerkezeti jelleg vagy funkciós csoport, amely a szokásos élelmiszerkomponensekben nem fordul elő?
igen
megtárgyalandó az FDA-val
nem nem
Történtek az emészthetőséget vagy a táplálkozási értéket érintő változások a feltehetően a táplálkozás makrokomponensét alkotó szénhidrátban?
igen
megtárgyalandó az FDA-val
nem
nem aggályos
5. ábra Az FDA döntési fája élelmezésben felhasznált új változatokban levő új vagy módosított szénhidrátok biztonságára vonatkozólag Az USA GM-változatokat szabályozó rendszere mind elvi alapjaiban, mind gyakorlatában eltér sok más országétól: – az új változatokat mint új tulajdonságokkal rendelkezőket, nem pusztán géntechnikai származásuk miatt tanulmányozzák, – az ellenőrzés abból indul ki, hogy az új élelmiszer- és takarmánykészítményeknek hagyományos megfelelőikkel megegyező biztonsági fokozatúnak kell lenni, – a Tudományos Akadémia (National Academy of Sciences, NAS) és az Agrártudományi és Technológiai Tanács (Council of Agricultural Science and Technology, CAST) által 2000-ben, ill. 2001-ben javasolt vizsgálati módszerek dinamikusak, alkalmasak új ismeretek bevonására a jövő szabályozási tárgyalásaiba.
Az új változatban történt a zsírok vagy olajok mibenlétét, szerkezetét vagy összetételét érintő célzott változtatás? igen
Történt-e célzott változtatás olyan zsíron vagy olajon, amely majd az étkezés makrokomponense lesz? nem
igen
megtárgyalandó az FDA-val
nem
Vannak az új változatban szokatlan vagy mérgező zsírsavak?
igen
megtárgyalandó az FDA-val
nem
nem aggályos
6. ábra Az FDA döntési fája új változatokban levő új vagy módosított zsírok és olajok élelmezési biztonságára vonatkozólag Figyelmet érdemel, hogy ritkán ugyan, de hagyományos „nemesítéssel” is bekövetkezhetnek a növényeken nem tervezett változások. Pl. az emberi élelmiszerláncban bizonyos burgonya- és zellervariánsok jelentős egészségi és biztonsági hatását mutatták ki. A NAS ezért 2000. évi közleményében intenzív kutatást javasolt a növényi szövetekben levő tápanyagok és a tápanyagok felszívódását gátló anyagok („antinutrients”) koncentrációját tartalmazó adatbázis felállítására.
A publikált eredmények áttekintése Az USA-ban a GMO-tartalmú takarmányok szabályozásával összefüggő beható vizsgálatok nyomán nem merültek fel a takarmány biztonságát vagy kellő tápértékét érintő aggályok. Egyenlőnek bizonyult a kártevőknek ellenálló transzgénikus terményekből álló takarmány és a hagyományos takarmánynö-
vények tápértéke, sőt – számos közlemény alapján – eredményük szerint nem különböztethetők meg a tejelő tehenek, húsmarhák, brojlercsirkék takarmányozásában. Bacillus thuringiensis (Bt) felhasználásával módosított haszonnövények Az USA-ban termesztett Bt-kukoricák többsége a cry1Ab- a cry1Ac- vagy a cryF-gént tartalmazza. A talajlakó Bacillus thuringiensisből nyert cry-gének a kukoricamoly és más pikkelyesszárnyú rovarok ellen védő kristályos fehérjéket kódolnak. Újabban (2001) igazolták, hogy ezek a fehérjék emlősökre nem mérgezők. Haszonállattartási vizsgálatok kimutatták, hogy nincs különbség sem a hagyományos és Bt-kukorica fehérjéinek és nitrogénmentes extraktumainak emészthetősége, sem a metabolikusan értékesíthető energiája között. Borjak, malacok és csirkék egyformán gyarapodtak, a marháknak kétféle nyári takarmányozása után, testsúlyuk téli fenntartásához ugyanannyi szénára volt szükségük. A termék-összehasonlításban ugyancsak vizsgálatok (és beszámolók) sora bizonyította, hogy sem a marha-, sertés- és baromfihús minőségében, sem az egy vágóállatra számított mennyiségében nincs eltérés a Bt-, ill. nem Bt-kukoricán nevelt állatok között. Az Egyesült Királyságban folytatott egyik vizsgálat Bt-kukoricás takarmányra való áttérés után a tejben megtalálta a Bt DNS-t, de a transzgénikus fehérjét nem mutatta ki. Holland kutatók egyik 2001. évi cikke arról számol be, hogy brojlercsirkék két, Bt-szójaliszttel etetett tesztvonalát a hagyományosan tartott kontrollcsoporttal összehasonlítva, nem volt észlelhető különbség sem az állatok vágási testsúlyát, a hús testrészenkénti eloszlását (mell, comb stb.), sem a táplálék hasznosítását tekintve. Az USA-ban a gyapot két, cry1Ac-génnel módosított variánsát termesztik. Argentínában ezek magját tartalmazó takarmányon tartott tejelő tehenek fizikai állapotát, tejhozamát, tejük összetételét vizsgálva szintén nem találtak különbséget a kontrollállatokhoz képest. A legújabb, már 21. századi vizsgálatok a Bt-génnel módosított takarmányon nevelt haszonállatoknak nemcsak megőrzött fizikai állapotáról és teljesítőképességéről tanúskodnak, az is kiderült, hogy kissé még jobb is az eredmény, nagyobb a haszon, s ez annak köszönhető, hogy a kukoricaszemekben kisebb az állatokra mérgező vegyületek, a mikotoxinok koncentrációja. A Bt-növények termesztéséhez kevesebb növényvédő vegyszert kell használni, kevesebb marad belőlük az élelmiszerben, takarmányban és jut az élővizekbe. A gyapot vegyszerezés szempontjából különösen érzékeny növény: a kártevők igen nagy veszteséget okozhatnak, tehát mennyiségben és minőségben kielégítő hozamot hagyományosan csak erős kemizálással lehet elérni (1. táblázat).
2. táblázat A kártevők elleni vegyszerezés visszaszorulása az USA-ban GM-haszonnövények termesztése nyomán, a kemizált terület csökkenésében kifejezve Módosított termény Bt-kukorica Bt-gyapot Gyomirtótűrő gyapot Roundup Ready szója
Területcsökkenés, M ha 1998
1999
0,81 3,6 0,73 6,5
0,40 6,1 0,40 7,7
Gyomirtóknak ellenálló növények Az USA-ban a használatban levő gyomirtóknak – bromoxinil, glufozinát, glifozát, szulfonilkarbamid – ellenálló, genetikailag módosított kukorica, gyapot, len, repce, répa és szója hatósági ellenőrzése ezeknél a növényeknél is kizárta a mérgező hatást emlősökre. Ezt az eredményt 2000–2001-ben végzett tudományos igényű és kiegészítő baromfitanulmányok megerősítették. A gyomirtótűrő kukoricával készült, kereskedelmi forgalomban levő termékek egy Agrobacterium törzsből vagy Streptomyces hygroscopicusból nyert glifozát- vagy glufozinát-rezisztenciát kódoló epsps-, ill. mepsps-gént tartalmazzák. A gyomirtóknak ellenálló kukoricát mint takarmányt szintén számos kutató vizsgálta különféle haszonállatokon, hagyományos étrenden tartott kontrollcsoportok bevonásával. A 2000-ben és 2001-ben publikált eredmények sem a takarmány emészthetőségében, sem az állományok általános erőnlétében és teljesítményében nem találtak különbséget a kontrollhoz képest. Ugyanez vonatkozik az állati termékek (hús, tej, tojás) minőségére és mennyiségére. A kevésbé tömegesen használt takarmánynövények közül a répa (cukorés marharépa) és a gyapotmag GM-változatainak hatásában sem észleltek különbséget. A répatakarmányt Dániában juhokon próbálták ki, a kétféle gyapotmagból napi 2,25 kg-ot tejelő teheneknek adagoltak olasz kutatók. Az USA-ban a Monsanto különböző gyomirtórezisztencia-génekkel módosított Roundup Ready terménysorozata a legelterjedtebb. Ilyen szójaváltozatokkal táplált baromfi- és sertésállományoknak az alábbi adatokra kiterjedő vizsgálatáról különösen részletes eredményeket tettek közzé 2001-ben: – napi átlagos takarmányfogyasztás, – takarmányozási hatékonyság, – tisztahúsarány, – zsíreloszlás a bordák mentén, továbbá – analitikai adatok: fehérje-, zsír-, víz- és hamutartalom.
A gyomirtóknak ellenálló terményeket, valamint a belőlük készült, az emberi és állatélelmezést szolgáló készítményeket a mérgező és allergiás tulajdonságokra irányuló hatósági hierarchikus vizsgálatoknak (2.–4. ábra) is alávetették, szintén negatív (a GM-készítményeket meg nem különböztető) eredménnyel. A gyomirtóhasználat terén a transzgénikus növényekkel elérhető megtakarítás 1997-ben és 1998-ban ültetvényméretben kifejezve – gyapot esetében 0,7, ill. 65 M ha, – szójában 0,4, ill. 7,7 M ha volt. Módosított összetételű és táplálkozási értékű növények Az USA szabályozó hatóságai ez ideig három olyan GM-takarmánynövény használati eredményeinek ellenőrzését zárták le sikerrel, amelyek géntechnikai beavatkozással megváltozott összetételüknél fogva, bizonyos vonatkozásban az eredetinél lényegesen nagyobb táplálkozási értéket képviselnek, ezek: – a megnövelt lauráttartalmú canola, – a fitáz enzimet tartalmazó canola és – az olajsavban feldúsult szójabab. További, hagyományos nemesítéssel vagy modern biotechnológiai eszközökkel megnövelt táplálkozási értékű és már tanulmányozott termények: – megváltoztatott aminosav-összetételű kukorica és szója, – megváltoztatott zsírsav-összetételű kukorica és szója, – „viaszos” kukorica és – kis fitinsavtartalmú kukorica. Az emelt táplálkozási értékű takarmánynövény-változatokkal egyetemi és egyéb tudományos intézetek által készített tanulmányok nem az egészségi és környezeti biztonság és a „természetes” növénnyel való funkcionális megegyezés igazolását szolgálják, inkább – egyes ilyen termények élelmiszeripari feldolgozási módszerekre való érzékenységének, valamint – állatfajonként és állattartási módszerektől függően különböző hatásainak okait kutatják. (Dr. Boros Tiborné) Faust, M. A.: New feeds from genetically modified plants: the US approach to safety for animals and the food chain. = Livestock Production Science, 74. k. 2002. p. 239–254. Aumaitre, A. K.; Aulrich, A. stb.: New feeds from genetically modified plants: substantial equivalence, nutritional equivalence, digestibility, and safety for animals and the food chain. = Livestock Production Science, 74. k. 2002. p. 223–238.
