Labor

FOTO: SCANPIX

Täppisaretus taimegeenide valikulise parandamise kaudu ei ole enam sordiaretuse tulevik, vaid olevik, kirjutab Eesti Taimekasvatuse Instituudi vanemteadur ja taimebiotehnoloogia osakonna juhataja Kristiina Laanemets.

Postimees avaldas 8. juunil artikli geneetiliselt muundatud (GMO) petuuniatest, mis tekitas elavat vastukaja. Ärevuseks pole põhjust.

Kunagi varem pole olnud võimalik taimi nii täpselt parandada ja lisada headele sortidele näiteks oranžimat õievärvi või muuta maitsvaid sorte haiguskindlamaks.

Uuemad taimede geneetilise muundamise meetodid on muutunud nii täpseks, et teadlased on suutnud valikuliselt ümber kirjutada üksikuid DNA aluspaare sadadest miljonitest, aga GMO-taimede kasvatamist piiravad seadused kirjutati siis, kui uusi eriti täpseid meetodeid ei olnud veel isegi olemas.

Esimene USA poelettidele jõudnud GMO-toidutaim oli tomat Flavr Savr, kus oli vähem valku, mis põhjustab korjatud tomatite edasiküpsemist, ja seetõttu säilisid need tomatid kauem. Sellele järgnes ülemaailmne arutelu: kas teadlased ikka võivad toitu niimoodi muuta? Tekkis hirm – mis saaks siis, kui keegi lisaks tomatitaimele inimeste tervist kahjustava geeni. Teemasse süvenemata õppisid tarbijad kartma mõtet, et keegi võiks nende toidu sisse geene panna.

Sordi «Russet Burbank» kartulid pool tundi pärast koorimist. Vasakpoolsele kartulile on lisatud geen, mis vähendab akrüülamiidi tekkimist pärast kuumutamist ja pruunistumist pärast koorimist.

FOTO: Businesswire

Siinkohal tasub selgitada, et oleme kogu aeg geenidest ümbritsetud. Kõigil elusorganismidel on peaaegu kõikides elavates rakkudes genoom, mis sisaldab kümneid tuhandeid geene. Geene on taimedel palju: näiteks kartulil on üle 39 000 geeni, porgandil 26 320, kapsal 41 174 ja kurgil 26 682 geeni, millest osa on taime eluks hädavajalikud, teine osa mõjutavad taime omadusi väga vähe.

Seega võib kahvlitäis kartulit koos kapsa-kurgi-porgandisalatiga sisaldada üle 133 000 eri geeni, rääkimata veel eri alleelidest ja võimalikest juhuslikest mutatsioonidest. Lisaks on selles kahvlitäies miljoneid baktereid ja nende genoome koos kõikvõimalike mutatsioonidega. Tuleb aga mõista, et geenid on elu osa – mitte ainult selles mõttes, et meie elu sõltub otseselt nendest geenidest, mis hoiavad meie enda rakke elus, vaid ka selles, et me oleme ümbritsetud elusorganismidest ja isegi iga hingetõmbega hingame sisse lugematu arvu baktereid ja seeneeoseid, mis samuti sisaldavad geene, millel üldjuhul ei ole meile mingit mõju.

Taimegeenide valikulise parandamise kirjeldamiseks on hakatud kasutama terminit täppisaretus (ingl precision breeding). See on kõige täpsem sordiaretusmeetod: kui soovitud tunnust mõjutav geen on täpselt teada, saab seda geeni lisada teisele taimele (k.a ühelt sordilt teisele), kahjutuks teha või muuta, vastavalt sellele, mida on vaja saavutada.

Taimegeenide sihilik muutmine, näiteks alleelide ülekirjutamiseks, on viimastel aastatel muutunud järsult täpsemaks, lihtsamaks ja odavamaks. Märksa efektiivsemat sordiaretust ei piira enam meetodite puudus, vaid peamiselt kaks asjaolu: esiteks on taimedes üksikut olulist tunnust mõjutavaid geene kirjeldatud võrdlemisi vähe ja teine piiraja kogu Euroopas on aegunud seadused.

Ajaloolistel ja võrdlemisi seletamatutel põhjustel on Euroopa Liidus täppisaretus ja kõik muu taimede geneetiline modifitseerimine nii põhjalikult reguleeritud, et võib öelda, et see on peaaegu keelatud.

Aeg muutub ja nüüd on ELi tasemel käimas arutelu, kas mõned uued taimebiotehnoloogia meetodid, nn uued aretustehnikad, peaksid olema lubatud nii nagu traditsioonilise sordiaretuse meetodid. See arutelu on väga vajalik, kuna uute aretustehnikate abil saab parandada taimede haiguskindlust, stressitaluvust ja toitainete sisaldust. Resistentsusgeenide valikulise lisamisega saaks haiguskindlamaks muuta näiteks neid populaarseid sorte, mis on maitsvad, aga mida peab pestitsiididega palju pritsima. Ja veelgi enam – täppisaretusega saaks haiguskindlust või stressitaluvust parandada vanadel sortidel, mida mäletame lapsepõlvest, aga mida enam ei kasvatata, sest neil puuduvad üksikud olulised tunnused, mida tänapäeval kasvatatavatelt sortidelt eeldatakse.

Õun «Arctic Golden» (alumine) on parandatud «Golden Delicious», mille viljad ei pruunistu pärast lõikamist.

FOTO: Arcticapples

Täppisaretusega on parandatud ka taimede toiteväärtust – näiteks on aretatud A-vitamiiniga kuldne riis või 25 korda suurema foolhappe sisaldusega tomat. Lisaks on loodud «Arctic» õunasordid, mis ei pruunistu pärast tükeldamist ja «Innate» kartulid, mis ei värvu pärast koorimist. Üksikute geenide muutmine ei asendaks kunagi ristamist ja aretiste hindamist, aga annaks võimaluse lisada heale sordile üksik hästi kirjeldatud omadus, näiteks kindla haiguse resistentsus teisest sordist ilma ülejäänud genoomi muutmata.

Ristamise teel ei ole see kunagi võimalik, sest üks ristamine vahetab genoomis välja pooled geenid ja algse sordi taastamine tagasiristamise teel võtab aega põlvkondi ja aastakümneid. Pealegi ei ole tagasiristamine risttolmlejate puhul üldse võimalik.

Praegu on olukord selline, et taimegeneetika laborid küll tegelevad täppisaretusega, aga tarbijateni need uued parandatud toidutaimed ei jõua. Geenide valikulise täiendamisega on parandatud olemasolevaid häid sorte ja seeläbi aretatud heade sordiomadustega lehemädanikukindlad kartulid, jahukastekindlad viinamarjad, kärntõvekindlad õunad ja palju muud.

Euroopa tootjatel pole muud valikut, kui kasutada lehemädaniku, jahukaste ja kärntõve vastu taimekaitsevahendeid, sest täppisaretusega parandatud sortide turuletoomine on regulatsioonide tõttu liiga kulukas. Regulatsioon on võrdselt range sõltumata geeni päritolust. Hea meelega süüakse õunasortide «Imrus» ja «Valge klaar» vilju või juuakse segamahla, aga kui õnnestuks viia sordist «Imrus» kärntõvekindluse geen «Valge klaari» genoomi, tekitaks see mõnel inimesel esimesel hetkel küll võõristust, aga tegelikult oleks see geen vaid üks õuna 57 000 geenist.

Veelgi enam, ELi seadused selles valdkonnas on niivõrd aegunud, et sisuliselt on keelatud ka nende sortide müük, kus üksik geen on liigutatud sama taime sees ühelt kromosoomilt teisele, välja lõigatud, või on välja vahetatud vaid üksikud DNA aluspaarid sadadest miljonitest.

Eestis ei tunta muret tundmatute geenide pärast, mida võiks leiduda loodusest korjatud ravimtaimedes või isegi viie õielehega sireliõites, mille lapsed võidukalt suhu pistavad, ja samamoodi pole põhjust tunda muret, kui kultuurtaimedes on üksikuid geene hoolega läbimõeldult muudetud või välja vahetatud.

Geneetiline muundamine ise ei muuda taimi ei mürgiseks ega keskkonnakahjulikuks. Tegemist on meetodiga või teisisõnu tööriistaga, mis võimaldab muud eesmärki saavutada. Samamoodi nagu me ei ole ära keelanud tuletikke või haamreid, mis võivad vale kasutamisega olla ohtlikud, pole põhjust keelata ka taimede geneetilist muundamist, millest ühiskond võiks palju võita.

Poolik tõde on sees väites, et me ei saa täpselt ennustada, mida võib mõjutada üksiku valitud geeni väljavahetamine taimes, aga me teame, et midagi ohtlikku ei juhtu ka sellest, kui taimes vahetatakse korraga välja kümneid tuhandeid geene tavalise ristamisega või muudetakse loendamatu hulk tundmatuid geene mutageniseerimisega, mis on mõlemad traditsioonilise sordiaretuse meetodid.

Kokkuvõtteks, on pisut eksitav rääkida täppisaretusest kui sordiaretuse tulevikust, sest maailma mastaabis on see sordiaretuse olevik. Seda rakendatakse Euroopa taimegeneetika laborites ja väljaspool Euroopat ning küllap saame meiegi järjest enam tarbida väljaspool Euroopat aretatud ja kasvatatud parandatud omadustega sorte.