In een veld op het Engelse platteland groeit een nieuwe bron van visolie. Rothamsted Research in Hertfordshire, Verenigd Koninkrijk, is onlangs begonnen met een veldproef met camelina vlas ( Camelina sativa ) planten die genetisch gemodificeerd zijn om omega-3-vetzuren met lange ketens te produceren - het primaire bestanddeel van 'visolie'.
gerelateerde inhoud
- Wat zal mensen ervan overtuigen dat genetisch gemodificeerd voedsel in orde is?
- Voedsel, gemodificeerd voedsel
De veldproef kreeg in april goedkeuring van het Department for Environment, Food and Rural Affairs (DEFRA), het Britse bestuursorgaan dat genetisch gemodificeerde gewassen regelt, en de onderzoekers zullen deze maand of volgende hun eerste oogst oogsten. Voor het VK is dit een grote stap; in feite is het de eerste proef in zijn soort. DEFRA heeft slechts vijf genetisch gemodificeerde (GM) planten goedgekeurd voor veldproeven, en dit is de eerste met verbeterde voedingswaarde.
Terwijl sommigen op hun hoede zijn voor dergelijke genetisch gemodificeerde organismen die in de menselijke voeding terechtkomen, zien anderen het als onderdeel van een trend in het gebruik van genetisch gemodificeerde planten om voedselrijk voedsel en geneesmiddelen duurzamer te maken. In dit geval kan GM Camelina de viskweek duurzamer maken en vissen voedzamer.
Kijk, vis maakt eigenlijk geen visolie. Wat we visolie noemen zijn lange ketens van meervoudig onverzadigde omega-3-vetzuren. Eicosapentaeenzuur (EPA) en docosahexaeenzuur (DHA) zijn de twee belangrijkste vetzuren voor menselijke voeding en zijn in verband gebracht met gezond functioneren van de hersenen en het verminderen van ontstekingen (hoewel het vooralsnog onduidelijk is of deze voordelen leiden tot gezondere harten, zoals velen hebben beweerd ). Algen en schimmels produceren van nature deze lange ketens en vissen eten de microben of kleinere organismen die de microben opeten.
In de oceaan vinden oliën hun weg naar de voedselketen in grotere vissen. Dus een wilde vis zal visolie hebben, verzameld uit het voedsel dat hij at.
In viskwekerijen is het echter een ander verhaal. "Het grote probleem is dat de visteelt afhankelijk is van deze visolie", zegt Jonathan Napier, hoofdwetenschapper in de Rothamsted-proef.
Zonder de rijkdom aan olierijke voedselbronnen in de oceaan, zal een gekweekte vis niet 'opgroeien als een echte vis of smaken als een echte vis. Het heeft gewoon niet de juiste vetzuren in zijn oliën ”, zegt Colin Lazarus, een bioloog aan de Universiteit van Bristol in het Verenigd Koninkrijk die niet is aangesloten bij de huidige proef. Zonder de olie zou gekweekte vis ook minder voedzaam zijn, omdat ze geen omega-3-vetzuren zouden hebben.
Algen- en fugapopulaties zijn rommelig en moeilijk op grote schaal te onderhouden, dus helaas is de gemakkelijkste plaats om visolie te krijgen van andere vissen. Jaarlijks wordt er ongeveer een miljoen ton visolie uit de oceaan geoogst, en ongeveer 80 procent daarvan gaat naar viskwekerijen en wordt gemengd in boerderijvoeder.
Als het een beetje belachelijk lijkt om vis uit de oceaan te oogsten om visolie aan gekweekte vis te voeren, heb je gelijk. Naarmate de populatie van wilde vis afneemt, komt steeds meer van de vis die wereldwijd wordt geconsumeerd van kwekerijen. Maar om die vis voedzaam te maken, heeft hij de wilde vis nodig.
Een viskwekerij in Noorwegen. (Met dank aan Flickr-gebruiker Yodod) Hoe kunnen resource managers deze zelfvernietigende stijl stoppen? Het antwoord ligt volgens sommige wetenschappers in de landbouw.
Landbouw vereist behoorlijk basale hulpbronnen - zonlicht, water en kunstmest - en beschikt al over een infrastructuur om oliën zoals zonnebloemolie en koolzaadolie te produceren. Dus waarom niet genetisch planten planten om visolie te produceren?
“Genetische modificatie zou een duurzamere route kunnen bieden voor het kweken van vis voor menselijke consumptie, omdat het opblazen van de zeeën, het opnemen van alle vissen in de zee om massa's ervan te vermalen om visolie in gevangenschap vis te laten groeien, niet duurzaam is oefenen ', zegt Lazarus.
Maar hoe maak je een plant die visolie maakt? Om een plant omega-3-vetzuren te laten maken, is het een kwestie van alle juiste genen uit algen in een plant knippen en plakken, legt Lazarus uit. Om het gewenste vetzuur te produceren, moet je erachter komen welke genen een zuur produceren met het juiste aantal koolstofatomen en chemische bindingen op de juiste plaatsen.
"Als je de juiste genen hebt, zal de plant het graag voor je doen", zegt Lazarus. In 2004 bijvoorbeeld, sneed en plakte Lazarus's laboratorium algengenen in een Arabidopsis, een kleine bloeiende plant die vaak wordt gebruikt in tests om biologische reacties te observeren. Nadat het aan elkaar was gesplitst, produceerde de hele plant lage niveaus van lange-keten omega-3 en omega-6-vetzuren.
Het team van Rothamsted heeft het afgelopen decennium gewerkt aan de bouw van een efficiëntere fabriek voor visolie voor planten. "Het leek een beetje op het proberen om alle onderdelen te vinden om je apparaat te maken en als je eenmaal alle onderdelen hebt, kun je ze in elkaar zetten", zegt Napier.
Camelinaplanten zijn gemaakt voor een ideaal vat, gezien hun snelle levenscyclus en vanwege het feit dat ze meestal niet kruisen of kruisen met gewone koolzaadgewassen - wat betekent dat genen die in de camelina zijn ingebouwd minder kans hebben om wilde plantenpopulaties genetisch te besmetten. Ze zijn erin geslaagd om hun camelina-planten genetisch te wijzigen om zeven genen uit algen te bevatten, dus ze zullen waarschijnlijk hoge niveaus van zowel EPA als DHA produceren.
Deze algengenen vereisten ook enige aanpassing om het compatibel te maken met de plant. Dit komt omdat wanneer genen in een cel worden getranscribeerd, sommige organismen bepaalde voorkeuren hebben bij het lezen van genetische codes. Dus hebben de onderzoekers genen aangepast om genetische bouwstenen te bevatten die favoriet zijn bij camelina, in plaats van die welke worden begunstigd door algen.
"Het is bijna hetzelfde als het vloeiend maken van de taal om het beter in de host te laten stromen", zegt Napier. Dit maakt de omega-3-productie in de plant efficiënter en levert meer vetzuren op. Vervolgens konden de onderzoekers met behulp van een speciaal promotorgen de productie van deze vetzuren in de zaden van de planten concentreren, waardoor het oogsten een stuk eenvoudiger werd
Deze camelina-planten groeien in de kas en produceren zaden die 25 procent omega-3-oliën (12 procent EPA en 14 procent DHA) en 75 procent gewone plantaardige olie bevatten. Omdat viskwekerijen vaak plantaardige olie in hun voer mengen samen met visolie om kosten te besparen, is het een nuttige combinatie. Onderzoekers van de University of Stirling testen momenteel het voer uit de Rothamsted-kas in viskwekerijen.
De volgende logische stap is om te testen hoe het planten vergaat wanneer ze in een veld worden gekweekt in plaats van in een kas. Dit jaar omvat de veldproef ongeveer 1000 planten op een perceel van 100 vierkante meter, en als alles goed gaat, verdubbelen ze volgend jaar het volume.
Camelina sativa en andere zaadoliegewassen kunnen visolie leveren aan aquabedrijven van de toekomst. (Met dank aan USDA) De proef loopt elk groeiseizoen tot en met 2017. Succes zou een plant zijn die op dezelfde manier buiten groeit als in de kas - en dezelfde hoeveelheid omega-3 vetzuren produceert.
Als alles soepel verloopt, zouden de planten de komende tien jaar omega-3-vetzuren kunnen produceren voor het reguliere gebruik van viskwekerijen. De planten kunnen zelfs een bron worden voor voedingssupplementen voor mensen - een bloeiende industrie, hoewel de wetenschap over hun effectiviteit nog niet helemaal bekend is.
Dat gezegd hebbende, uiteraard staat niet iedereen oog in oog met genetische manipulatie. Sommigen vrezen dat de gewassen kunnen leiden tot onontdekte gezondheidsrisico's of allergieën. En anderen vinden dat het niet echt een oplossing biedt voor duurzaamheidsproblemen in de aquacultuur.
"Dit zou simpelweg het ene probleem, overconsumptie van visbestanden om vis te voeden, vervangen door een ander, extra vraag naar land voor voer voor dieren, in plaats van voor het verbouwen van voedsel voor mensen, " vertelde Helena Paul, directeur van de groep GM Freeze. The Guardian in januari toen de plannen voor het proces voor het eerst werden aangekondigd.
De Rothamsted-groep is zeker niet de enige die werkt aan gewassen die omega-3 vetzuren kunnen produceren. Een team in Australië ontwikkelt camelina- en canolaplanten om omega-3-vetzuren te produceren. In de VS heeft Monsanto zich ontwikkeld op een sojaboonplant die een omega-3 produceert genaamd stearidonzuur. Andere groepen kijken ook naar lijnzaad en Indiase mosterdplanten als potentiële gastheren.
Bovendien is genetische technologie behoorlijk flexibel. Naast visolie, zou het ooit kunnen worden gebruikt om andere oliën en voedingsproducten te maken, speculeren onderzoekers. Planten gebruiken om dingen zoals medicijnen en zelfs orale vaccins te produceren, is zelfs een mogelijkheid.
"Als je een plant kunt krijgen om het antigeen te produceren dat het vaccin produceert, vind je het misschien gemakkelijker om de plant of het plantaardige product te transporteren zodat mensen het gewoon kunnen eten, " zegt Lazarus.
Stel je voor: Gewassen boordevol vaccin tegen mazelen. Dergelijke ontwikkelingen zijn natuurlijk nog ver verwijderd en vereisen uitgebreide klinische en milieutests voordat iets in de buurt van de realiteit komt.
Maar voor onderzoekers is het potentieel aantrekkelijk. Een belangrijke eerste stap? Een vruchtbare oogst wanneer Rothamsted-onderzoekers hun visoliezaden plukken.
