О.И. Радин, канд. с.-х. наук, директор Департамента технического регулирования РЗС

В данной статье приведен международный опыт оценки экологических рисков при выращивании генетически модифицированных культур.

При разработке трансгенных растений изначально проводится оценка потенциальных рисков их выпуска в окружающую среду. В зависимости от введённого признака стратегия оценки риска разрабатывается и проводится заявителем. Важно признать, что оценка экологического риска может в значительной степени быть полностью достигнута без наличия данных полевых испытаний на экологическую биобезопасность на территории предлагаемого выпуска в окружающую среду. При планировании экологической оценки необходимо рассматривать соответствующую имеющуюся информацию и данные лабораторных и/или полевых исследований в других регионах, которые могут позволить завершить оценку рисков.

Сценарии рисков

Концептуальная модель ведёт к разработке рациональных сценариев, где неприемлемые негативные последствия для окружающей среды могут возникать в результате выпуска трансгенных культур в окружающую среду, что будет противоречить цели заявленной защиты. Для этого просчитывают причинно-следственную последовательность событий, где экологический ущерб, как определено в контексте целей в области защиты, может возникнуть прямо или косвенно в результате выпуска трансгенных культур. Правдоподобными сценариями риска являются те, которые можно разумно предусмотреть на основе концептуальной модели. Для вероятных сценариев рисков цепь событий, составляющих сценарий, позволяет создать одну или несколько научных гипотез, которые можно проверить.

 

Рис. 1. Постановка задачи: сценарий риска для трансгена, являющегося причиной превращения сорта в сорняк. На каждом этапе цепи специалист по оценке рисков определяет, насколько трансгенная культура обладает способностью к выживанию, по сравнению с обычными традиционными эквивалентами (источник – Raybould, 2011г.)

 

Следует отметить, что демонстрация реализации хотя бы одного из событий в сценарии риска крайне маловероятна. Однако это может быть достаточным для заключения, что конкретный риск является незначительным и дополнительные события в цепочке не нуждаются в анализе.

Например, если, согласно имеющейся информации, между трансгенной культурой и диким родственником не происходит перекрёстного опыления, то нет необходимости оценивать влияние трансгенных признаков на способность к выживанию гибридов трансгенного сорта и диких родственников.

Важно!Сценарии риска сфокусированы на различиях между трансгенными и традиционными сортами. Риски, одинаковые для трансгенных и традиционных культур, не имеют отношения к процессу регистрационных решений для выпуска трансгенных культур в окружающую среду. Так, перекрёстное опыление не представляет новый риск. Однако повышенный риск может возникнуть, если трансгенный признак увеличивает частоту перекрёстного опыления. Тогда гибридные растения «трансгенный сорт × дикий сорт» считаются вредными для ценных объектов при одной из целей защиты. Вывод оценки риска должен включать в себя следующие вопросы: «Является ли трансгенная культура настолько же безопасной для окружающей среды, как и её традиционный аналог?» «Могут ли различные методы ведения сельского хозяйства повлиять на одни и те же объекты окружающей среды?»

Многоуровневое тестирование для нецелевых организмов

Характеристика рисков нанесения вреда нецелевым организмам вследствие воздействия нового трансгенного растения осуществляется на основании модели многоуровневого тестирования (рис. 2). Согласно этому подходу, исследуемый нецелевой организм (или суррогат, который функционально или филогенетически похож на исследуемый организм), испытывают биометодом (контролируемый лабораторный эксперимент) с очищенным продуктом трансгена при концентрации, во много раз превышающей наивысшее возможное воздействие в полевых условиях (уровень 1). Если наивысший уровень воздействия (например, концентрация белка) не влияет на тестируемую популяцию или же влияние умеренное (например, смертность не превышает 50%), то вероятность влияния трансгена, не имеющая существенных последствий в полевых условиях, очень высока.

Однако, если эффект заметен при высокой концентрации, то при дальнейшем биоанализе следует использовать более реалистичные концентрации воздействия. Например, можно использовать ткани трансгенных растений, а не очищенный продукт трансгена (уровень 2). Дополнительного тестирования не требуется, если тестируемая популяция не реагирует на концентрации реалистичного воздействия, или наблюдаемые эффекты приемлемы в рамках цели защиты. Если значительные последствия рассматриваются на уровне 2, то дополнительное тестирование можно проводить с целыми растениями в оранжереях или на закрытых полях (уровень 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Схема системы многоуровневого тестирования для нецелевых организмов, на которые могут влиять трансгенные организмы. Переход от одного уровня к другому происходит только в том случае, если тест нижнего уровня указывает на возможность неприемлемого вредного воздействияв условиях теста. Переход от уровня к уровню повышает реальность воздействия, но снижает возможность выявления значимых эффектов.

 

Использование имеющихся данных

Часто бывает, что имеющихся данных уже достаточно для построения гипотезы, и получение новой информации необязательно. Например, известно, что у инсектицидных белков Cry1 от Bacillus thuringiensis крайне узкий спектр активности. Согласно данным лабораторных и полевых исследований, любой белок Cry1 может влиять на небольшое подмножество насекомых Lepidoptera, и зачастую чувствительные насекомые принадлежат к одному семейству или небольшому их родственному количеству. Насекомые же отряда Coleoptera не чувствительны к белкам Cry1, поэтому сценарий риска, что выпуск трансгенных культур, экспрессирующих Cry1, приведёт к уменьшению популяций, например, божьей коровки (Coleoptera: Coccinelidae) из-за токсичности маловероятен.

Дополнительное рассмотрение характеристик рисков

Выбор тестируемых нецелевых организмов и использование суррогатных видов

При необходимости тестирования нецелевых организмов на чувствительность к продукту трансгена для выявления рисков невозможно проверить все виды, потенциально подверженные воздействию трансгенных культур (их активного компонента) в полевых условиях. Вместо этого специалисты используют данные по небольшому количеству видов, являющихся репрезентативными для большого количества видов, присутствующих при выращивании трансгенной культуры. Во многих случаях принято использовать суррогатные виды, родственные исследуемым. Обоснование и критерии отбора для тестирования нецелевых организмов подробно освещено в литературе: Romeisetal2013, CERA2013, USEnvironmentalProtectionAgency, 2007.

Использование данных из других источников

Специалисты по оценке риска должны иметь доступ к использованию данных о сельскохозяйственных культурах и трансгенных признаках, созданных и испытанных в других странах. Например, нет необходимости проверять агрономические свойства и уровень экспрессии продукта трансгена в окружающей среде предполагаемого выпуска, если имеется достаточно данных ряда других сельскохозяйственных систем и культур, необходимых для такого исследования, а также, если доступны данные, полученные в условиях окружающей среды, функционально похожей на предполагаемую принимающую среду.

Подтверждающие данные полевых испытаний

Важно признать, что оценки экологического риска, описанные в данной статье, могут полностью или в значительной степени осуществляться без наличия данных по экологической биобезопасности, полученные при полевых испытаниях на территории предполагаемого выпуска в окружающую среду. Оценку риска можно провести в результате постановки задачи, приводящей к вероятным гипотезам рисков и с использованием данных лабораторных или полевых исследований, проведенных в других регионах.

Выводы

Во многих исследованиях показано, что выращивание трансгенных культур меньше воздействует на сельскохозяйственную среду, чем выращивание обычных культур. Например, устойчивые к насекомым-вредителям кукуруза и хлопчатник, вырабатывающие белки Bacillusthuringiensis(Bt), меньше влияют на нецелевых членистоногих, чем обработанные инсектицидами обычные культуры (Carpenter, 2011 г.). Описанный парадигм оценки риска был признан подходящим для прогнозирования воздействия на окружающую среду, а также для оценки приемлемости выявленных рисков в контексте согласованных целей защиты. Это достаточно прямолинейный способ оценки рисков, возникающих в связи с введением одного или нескольких охарактеризованных генов и признаков в контексте естественной изменчивости сельскохозяйственных экосистем, обычной селекции, земледелия и управления окружающей средой. В рамках чётко определённых целей защиты описанные процесс постановки задачи и характеристика риска представляют информацию, достаточную для принятия решений.