Click to order
ВАШ ЗАКАЗ
Total: 
E-mail
Телефон
Промокод
БЛОГ

Есть ли в моем кофе ГМО?

Один из самых известных людей в мире спешиалти кофе Джеймс Хоффманн писал в 2011 году: «Я думаю, мы увидим ГМО-кофе в будущем. Мне это не нравится, возможно, вам тоже. Никто не хочет говорить об этом, но я думаю, что ГМО-кофе, вероятно, появится в четырех самых крупных кофепроизводящих странах, которым от кофейной торговли нужна экономическая стабильность. Я же надеюсь, что спешиалти индустрия будет искать генетическое разнообразие в природе».

Арабика – привередливое растение, которое чувствует себя хорошо в климате, похожем на климат родной Эфиопии. Но из-за меняющейся внешней среды к 2050 году площадь земель, пригодных для выращивания этого вида кофе, сократится в два раза. Кофейную индустрию – а арабика составляет примерно 70% общемирового объема производства – ждет суровое будущее, если не принять меры. Одна из них – выведение разновидностей, адаптированных к меняющемуся климату.

Обычно программа выведения нового гибрида, который был бы доступен для производителей и коммерчески успешен, занимает примерно 30 лет. Климат меняется быстрее. Генная инженерия в том виде, в котором она существует сегодня – довольно дорогая технология. К тому же, потребители во всем мире негативно относятся к генномодифицированным продуктам. Тем не менее, исследования в области генной инженерии и ее методы надо рассматривать как одну из возможностей сохранения кофе.
Один из самых известных примеров того, как генная инженерия спасла целую индустрию – это история с папайей на Гавайях. Плантации папайи на островах были уничтожены вирусом и впоследствии полностью восстановлены благодаря генномодифицированным семенам.

 



Что такое генетическая мутация?

Генетическая мутация ДКН – результат естественного процесса внутри организма. Мутации возникают при делении клеток. Окружающая среда, например ультрафиолетовое излучение, может быть дополнительным источником мутации. В результате генетических мутаций растение или животное может приобретать черты, дающие преимущества в борьбе за выживание. Дикие растения и животные подвергаются естественному отбору в течение десятков тысяч лет и выживают либо вымирают. Для выживания важно генетическое разнообразие внутри вида. У культурно выращиваемых растений генетическое разнообразие резко сокращается. Вид кофе арабика здесь – один из самых бедных. Это серьезная проблема для вида и его способности выживать в меняющейся внешней среде.

Некоторые разновидности арабики получились в результате естественной генетической мутации. Например, это марагоджип. Производителям кофе важно распознавать такие мутации, чтобы получать семена для новых деревьев. Но это медленный процесс. Естественный отбор проходит в течение нескольких поколений, а поэтому многие мутации не распознаются. И это проблема для фермеров, которым важно сохранять кофе в меняющихся условиях.

Первые попытки искусственно вызывать и исследовать мутации начались в 1920-х годах. Появился метод искусственного или индуцированного мутагенеза (изменения в ДКН происходят под воздействием внешних факторов). Примерно три десятилетия спустя возникла молекулярная биология, которая значительно облегчила отбор успешных мутаций и увеличила генетическое разнообразие в культурах. Добавим, что растения, полученные методом мутагенеза, в США могут получить сертификат organic, поскольку этот метод разрешает Министерство сельского хозяйства (USDA).

 


Генная инженерия в природе и лаборатории

Ученые, изучающие болезни древесных кустарников (виноград, малина) заметили, что почвенная бактерия Agrobacterium tumefaciens, вызывающая опухоли внутри и вокруг корней, развила уникальный молекулярный механизм, передающий «на аутсорсинг» производство молекул, которые бактерия не может вырабатывать сама, но которые нужны ей для выживания. То есть бактерия способна к трансгенезу, передаче своего гена в геном растения. Этот естественный механизм модифицировали в лабораторных условиях для «производства» трансгенных растений. И хотя данную технологию можно использовать для создания трансгенного кофе, ее не исследовали активно.

CRISPR

CRISPR (короткие палиндромные кластерные повторы) – одна из самых актуальных тем в лабораториях молекулярных биологов и генетиков, в научных журналах и на конференциях. CRISPR – новая технология редактирования геномов высших организмов, базирующаяся на иммунной системе бактерий. И хотя CRISPR интересна, прежде всего, для биомедицинских исследований, она также может быть применима в сельском хозяйстве. 

В 2017 году в Калифорнийском Университете в Дейвисе секвенирован геном арабики. Сделаем отступление и скажем, что в 2014 году после новости о секвенировании генома робусты СМИ очень много писали, что скоро рынок заполонит ГМО-кофе. Но целью того исследования было не создать ГМО-кофе, а изучить растворимость, содержание кофеина, урожайность, устойчивость к гербицидам. Секвенирование генома арабики много значит для индустрии спешиалти кофе, в частности очень важно для выведения новых разновидностей и увеличения генетического разнообразия вида арабика. Данные можно использовать для усовершенствования методов селекции, например, метода молекулярного маркирования. Что касается генной инженерии, то используя геномное секвенирование и CRISPR, ученые теперь могли бы отредактировать кофейный геном, выбирая желаемые характеристики. Но в настоящее время этот метод выведения новых разновидностей никто не использует, хотя базовые «наборы» CRISPR продаются по вполне доступной для небольших лабораторий цене. Именно небольшие лаборатории, часто с ограниченным бюджетом, заинтересованы сейчас в создании новых разновидностей кофе. Крупные сельскохозяйственные компании инвестировать в эту область исследований не торопятся.

 


Есть мнения, что CRISPR может помочь кофе приспособиться к изменениям климата. Но с этой точкой зрений не согласны несколько известных кофейных исследователей. Так, World Coffee Research не использует CRISPR, а научный руководитель организации Кристоф Монтаньон рекомендует воздержаться от веры в то, что CRISPR – единственная технология для спасения кофе. Говорить серьезно о применении этой технологии в кофе пока рано. Если некоторые характеристики растения контролируют один или несколько генов, большую часть значимых характеристик – урожайность, устойчивость к болезням, вкусовые качества – контролируют не один десяток генов со сложными схемами взаимодействия. CRISPR сейчас может редактировать только один или несколько генов, поэтому интересна, если работать с моногенными или олигогенными признаками. Например, с помощью CRISPR можно сделать кофейное дерево выше или ниже. Но это уже давно умеют традиционные методы селекции. Более того, для редактирования требуется точно определить гены, контролирующие определенные признаки. Исследователям еще не удалось установить, какие гены какие черты контролируют.
В своих программах по выведению новых разновидностей арабики WCR использует метод молекулярного маркирования с фокусом на поиске генов и ДНК-маркеров, отвечающих за устойчивость к болезням, силу растения, урожайность и вкусовые качества.

 


История ГМО кофе

Работы по созданию генетически модифицированного кофе проводятся с 1993 года. С тех пор исследователи несколько раз объявляли об интересных результатах, которых, тем не менее, было недостаточно, чтобы такой кофе можно было выращивать как сельскохозяйственную культуру.

В 1999 году Гавайский Университет получил патент на «операции с кофейным геномом». В патенте описывалось, как биотехнологи «выключают» естественное созревание кофейных ягод. Кофейные ягоды вырастают до определенной стадии и потом замирают в росте. А созреванием управляет фермер, обрабатывая плоды специальным спреем. Созданием таких деревьев, а также деревьев, которые давали бы кофейные плоды с пониженным содержанием кофеина, занималась гавайская компания Integrated Coffee Technologies. В 2008 году кофейные фермеры добились запрета на выращивание трансгенных деревьев, правда, только на Большом острове. В 2010 году Integrated Coffee Technologies Inc продала активы и закрылась.

В 2000-х годах в Исследовательском центре сельского хозяйства Гавайских островов ученые создали трансгенное кофейное дерево, устойчивое к паразиту корневая нематода, вставив в геном арабики геномную последовательность ингибитора протеиназы цистатина, модифицированного из генома риса. Традиционно для борьбы с заболеванием использовался корневой фонд кофе вида либерика, но не все фермеры решаются на такой метод. Есть косвенные данные, что корневая система либерики портит качество арабики. Хотя трансгенное дерево не было предназначено для коммерческого выращивания кофе, а для демонстрации другого метода борьбы с нематодой, факт его появления привлек много общественного внимания. При этом само кофейное дерево не было генетически модифицировано, только его корневая система.

В начале 2000-х исследовательский центр CIRAD проводил полевые испытания генетически измененных растений во Французской Гвиане. Место было выбрано специально. В Гвиане не выращивали кофе как сельскохозяйственную культуру, а это понижало риск случайного скрещивания экспериментальных растений с местными разновидностями. В 2004 году кто-то вырубил экспериментальные посадки, уничтожив фактически весь материал.

В 2003 году исследовательская группа из Японии сделала трансгенный кофе, содержание кофеина в котором было на 70% меньше по сравнению с обычным. Но проект никогда не был коммерчески доступным, а скорее доказывал пригодность технологии. Отметим также, что испытания проводились на робусте.

В 2006 году Nestle получила патент от Европейского патентного ведомства на использование генномодифицированных семян. В патент были включены технология, высаживание генномодифицированных кофейных деревьев, дающих зерна с блокированными ферментами для улучшения растворимости кофейного порошка и использование этих зерен для производства растворимого кофе.

 


Генная инженерия и спешиалти кофе

Отличительный признак спешиалти кофе – хорошие вкусовые качества. Эти характеристики очень сложно создать с помощью генной инженерии. На вкус влияют почва, высота, обработка, сушка, транспортировка, хранение и обжарка. Но в любом случае, редактирование генома кофе с помощью CRISPR либо других сельскохозяйственных биотехнологий потребует здоровых дискуссий с вовлечением всех участников кофейной индустрии – от производителей до потребителей. При этом нельзя допускать эмоциональные и стереотипные реакции на методы генной инженерии.

Пока же для общества ГМО-продукты – пугающее явление. Что касается кофе, по данным Национальной Ассоциации Кофе США NCA в настоящее время генномодифицированный кофе не выращивается. Официально зарегистрированных генномодифицированных растений для коммерческого использования нет. Тем не менее, можно встретить на кофе маркировку «без ГМО». И это отражение покупательского спроса. Когда один кофе маркирован как кофе без ГМО, а другой – нет, потребитель, возможно, начнет думать, что тот другой генномодифицирован. Сегодня сертификация «без ГМО» – самая быстро растущая в отрасли сельского хозяйства, опережающая даже органик. Такую сертификацию уже прошли несколько импортеров зеленого кофе. Один из них – известный в индустрии спешиалти кофе Café Imports. Для компании это вопрос больше маркировки как маркетинга, а еще того, что потребители имеют право знать, изменен ли продукт генетически. Точно так же, как имеют право знать, прошел ли кофе сертификацию Direct Trade, Organic или Rainforest Alliance. Но вышеперечисленные системы сертификации и так запрещают использование генномодифицированных растений. Кроме того, зеленый кофе считается сельскохозяйственной культурой с низким уровнем риска использования ГМО. Культуры с низким уровнем риска можно не проверять в лабораторных условиях. То есть велик шанс, что импортер или обжарщик получает сертификат без тестирования продукта.

 


(c) фото Rainforest Alliance


Памятка от National Coffee Association NCA

Есть ли в моем кофе ГМО?
В настоящее время генномодифицированный кофе не выращивается.

Что такое ГМО?
Это растения или животные, чья ДНК была изменена с помощью генной инженерии, чтобы получить определенные характеристики.

Безопасны ли ГМО?
По данным Всемирной организации здравоохранения, продукты ГМО, доступные в настоящее время на международном рынке, проверены на безопасность и не показали никаких негативных последствий для здоровья человека.

Что такое гибрид?
Это не ГМО. Гибриды – растения, выведенные с использованием традиционных методов селекции. У кофе, в частности, арабики много гибридных сортов.

 

Источники:
https://dailycoffeenews.com/2018/01/29/understanding-gmos-genetic-engineering-and-the-future-of-coffee/
https://dailycoffeenews.com/2017/03/08/column-what-we-know-about-gmos-and-specialty-coffee/
http://www.ncausa.org/About-Coffee/GMO-Legislation
https://jimseven.com/2011/05/04/the-future-of-speciality-coffee/
https://postnauka.ru/faq/59807
https://www.organicconsumers.org/old_articles/ge/coffee060417.php
Robert W. Thurston, Coffee: A Comprehensive Guide to the Bean, the Beverage, and the Industry, 2013

СТАТЬИ