FoodPro Preloader

Genetisk modifisert skog planlagt for USA Sørøst


Geneteknikk kommer til skogene. Selv om praksis med å spleise fremmed DNA i matavlinger har blitt vanlig i mais og soya, har få bedrifter eller forskere våget å bruke genteknologi til planter som gir en viktig forutsetning for amerikansk økonomi, trær. Men det vil snart forandre seg. To industrigiganter, International Paper Co. og M

Geneteknikk kommer til skogene.

Selv om praksis med å spleise fremmed DNA i matavlinger har blitt vanlig i mais og soya, har få bedrifter eller forskere våget å bruke genteknologi til planter som gir en viktig forutsetning for amerikansk økonomi, trær.

Men det vil snart forandre seg. To industrigiganter, International Paper Co. og MeadWestvaco Corp., planlegger å forvandle plantasjeskog i det sørøstlige USA ved å erstatte innfødt furu med genetisk utviklet eukalyptus, et raskt voksende australsk tre som dominerer den tropiske tømmerindustrien.

Virksomhetenes push i genetisk modifiserte trær, ledet av deres felles bioteknologiske satsing, ArborGen LLC, ser ut til å overvinne flere hindringer for første gang. Mest fremtredende banker de på et kontroversielt genspleire som begrenser trærens evne til å reprodusere, ment å frata frykt for bioengineered eukalyptus som setter invasive og overveldende innfødte skoger.

Hvis en slik fruktbarhetsteknologi - som har blitt brann i oppdrett av frykt for frø, vil bedrifter utnytte det - er vist seg å være effektivt, kan det åpne døren til mange varianter av ville planter, inkludert ugressgress, for å bli genetisk konstruert for bruk i energibruk som biomasse og neste generasjons biodrivstoff uten frykt for invasivitet.

Bruken av slike flerårige planter - så oppkalt fordi, i motsetning til årlige gårdsnærder, lever de og vokser i mange år - har lenge interessert virksomhet og regjering, inkludert Energidepartementet, som har samarbeidet med ArborGen. Planter, som inkluderer mange gress målrettet for cellulosetanol, kan høstes når det trengs, og i lys av deres hardhet vokser det på marginale land.

Likevel gjenstår mange spørsmål om effektiviteten av fertilitetssystemet som brukes av ArborGen, som ifølge ledende forskere aldri har blitt grundig studert i flerårige studier for å bevise at den effektivt kan kontrollere plantens spredning. Mer forskning må gjennomføres før slike systemer er avhengig av å begrense pollen og frøspredning, sier de.

Til tross for disse samtalene har ArborGen søkt regjeringens deregulering av eukalyptus, som først og fremst er konstruert for å motstå fryse temperaturer siden 2008. Hvis vellykket vil ArborGen trolig revolusjonere tømmerindustrien og det sørlige landskapet ved å bli det første selskapet å rulle ut bioengineered trær I massiv skala sier observatører.

I sine rosiest scenarioer, vil produsenter som bruker ArborGens antagelig dyre frø, se store gevinster i produktiviteten og bli den foretrukne tresorten for en ny generasjon av bioenergi raffinaderier. Søren ville bli den nye Appalachia; tømmer ville tjene som kull. Inklings av slike fremskritt har allerede oppstått, inkludert nyere ord at det tyske verktøyet RWE AG ville bygge verdens største trepelletsfabrik i Georgia for å supplere kullvanene sine.

Ved å vedta eucalyptus som en treslag, ville USA ganske enkelt fange opp med land som Brasil, som i de siste tiårene har håndtert store plantasjer for å svinge fra en nettimportør til en eksportør. Mens Sør så en økning i furuplantasjene i løpet av denne tiden, kan furu ikke konkurrere med eukalyptus for ren vekst, sier selskapet.

"USA står bak spillet på dette, " sa Les Pearson, ArborGens direktør for regulatoriske saker. "Mange land rundt om i verden har vokst eukalyptus i mange tiår."

Faktisk, hovedsakelig på grunn av konkurranse fra Sør-Amerika, har etterspørselen etter tradisjonell amerikansk tremasse gått sakte. Denne sagging industrien kan tillate opptil 10 millioner hektar i Sørøst å bli repurposed for raskt voksende eukalyptuser, ifølge bedriftens anslag.
Men det er fortsatt uklart om den voksende bioenergiindustrien vil være nok til å gjøre opp for etterspørselen tapt for brasilianske plantasjer, sier Curtis Seltzer, en tømmerkonsulent som har studert ArborGen og kaller trærne til en "spillbytter".

"Det er ikke klart for meg at biomasse vil plukke opp slakk for de tradisjonelle markedene [som de] ebb, " sa Seltzer. "Men det kunne."

Selv gitt statlige insentiver og en pris på karbon, må ArborGen imidlertid tilfredsstille bekymringer fra regulatorer og miljøgrupper at dets konstruerte trær ikke vil, spesielt når de er i stand til å motstå kulde, spredes untrammeled gjennom skogene.

Pollenproblemer

På sitt mest grunnleggende er livet om reproduksjon. Og artenes kamp for å tilpasse seg og overleve kan gjøre forsøk på å kontrollere fruktbarheten til planter vanskelig, ifølge Steve Strauss, en tregeneriker ved Oregon State University, som også har konsultert ArborGen.

ArborGen er avhengig av hva som har vært det mest populære systemet for å begrense plante pollen, som bruker et bakterielt gen for å produsere et giftig enzym som kalles barnase som skiller det genetiske materialet i en celle og forårsaker døden. Gjennom genetisk trickery produseres enzymet bare i pollenspredende deler av treet, og ødelegger evnen til å reprodusere - i det minste mesteparten av tiden.

Gitt antall trær som vil bli produsert, vil det sannsynligvis være nok genetisk ustabilitet for å tillate et svært lite antall fryse-tolerante eukalyptuser å reprodusere, sa Strauss. I stedet for et absolutt inneslutningssystem bør barnase betraktes som en reduksjonsstrategi, la han til.

"Det betyr ikke at det produseres pollenkorn, " sa Strauss. "Nesten ingenting i biologi er 100 prosent."

Et lite antall frøplanter er nesten sikre på å flykte fra eukalyptusplantasjene, sa Strauss. Men siden trærne i sin vurdering er usannsynlig å vise seg invasive, bør det være liten årsak til alarm.

"Når du snakker om trær, skjer stormer, vind blåser, " sa han. "Inneslutningen er ikke absolutt. Det er sjanse for at noen sprer seg. Er det sannsynlig å bli en invasiv ugress? Synes det lite lite for meg."

Inntil nå har bare to av ArborGens eksperimentelle eukalyptustasjoner fått lov til å blomstre, og selskapet har rapportert lite i veien for pollenproduksjon i trærne. Det søker nå å utvide tallet og plasseringen av trær som er tillatt å blomstre til 28 steder på totalt 330 hektar spredt over sju stater. Landbruksdepartementet utstedte et utkast til godkjenning av utvidelsen, med forbehold om offentlig kommentar, tidligere denne måneden.

De modifiserte eukalyptustrærene er allerede plantet på de fleste av disse områdene, og når de nærmer seg seksuell modenhet, har ArborGen blitt tvunget til å plukke trærnes blomster eller kutte dem helt ned og forårsaket millioner av dollar i tapt forskning, sa Nancy Hood, ArborGens publikum saker direktør.

Denne testarealet er ganske liten, nesten ikke ekvivalent med en fullskala kommersiell planting, som noen miljøgrupper har anklaget. (Til sammenligning er det mer enn 32 millioner hektar med furuplantasje i sør.) ArborGen har imidlertid tilstått at det håper USDA vil avregulere trærne når kohorten når høstalder - rundt syv år eller så - slik at Den resulterende masse som skal selges.

Mange bioteknologiske forskere støtter den utvidede eksperimentelle tillatelsen, noe som vil tillate mer komplette studier av fruktbarhetsinneslutningssystemet. Mens ArborGen har gitt ut lite i vei for peer-reviewed forskning hittil, vil den publisere barnase resultater i år, sa Maud Hinchee, ArborGen s tekniker.

Slike data vil være en velkommen endring. Mens barnas mekanisme er godt dokumentert - og godkjent for bruk i husholdningsavlinger som rapsfrø - har effektiviteten knapt blitt studert, ifølge en analyse skrevet av Strauss i 2007.


"Det ser ikke ut til å ha vært noen alvorlige feltstudier, i noen avlinger som er tilstrekkelige til å anslå operativ effektivitet av inneslutningsgener, " skrev Strauss. "Inntil mange slike studier er publisert, ville det være uklokt å anta at gener kan være fullt og sikkert inneholdt i nær fremtid."

Beslutninger om å deregulere enhver vill GM-plante som eucalyptus må ta hensyn til denne mangelen på forskning, sa Hong Luo, en molekylærbiolog ved Clemson University, som har utviklet et genetisk inneslutningssystem for en annen vill plante, turfgrass. Teamet hans fullførte nylig et ettårig studie av systemets effektivitet, sa han, men mer forskning er nødvendig.

"Det har ikke vært veldig for mye studier av hva som ville være innvirkning av transgenflykt fra stauder, " sa han. "Vi vil være forsiktige i denne forbindelse."

Det gjenstår å se hvordan offentligheten vil reagere på konseptet med GM skogstrær. Men som forskere påpeker, har folk allerede omfavnet noen konstruerte trær som ikke har pollenkontroll. Nesten alle papaya-trærne i Hawaii er genetisk konstruert for å motstå det ødeleggende ringspotviruset, og lignende anstrengelser er i gang for å redde den amerikanske kastanjen, som nesten har blitt utryddet av soppsykdom.

Imidlertid kan manglende evne til å løfte 100 prosent inneslutning forsinke utviklingen av bioengineered planter som bærer selv liten risiko for invasivitet. Men slike idiotiske systemer kommer, forutslo Strauss.

"Jeg tror vi kan produsere absolutt inneslutning, " sa han. "Vi vil kunne gjøre det, tror jeg, om 10 år. Men det er ikke påvist ennå."

Australske inntrengere

Den ubeviste naturen til ArborGens fruktbarhetskontroller gjelder stort sett fordi de vil bli brukt til å introdusere et robust utenlandsk tre, sier bevaringsgrupper. Tømmerindustrien har lenge drømt om å importere eukalyptus i Sør, etterligne Brasiliens suksess, der plantasjer forvandlet landet - med noen miljøgifter - fra en tømmerimportør til en eksportør innen tiår.

Tidligere innenlands innsats for å etablere treet i Sør, som kom til en topp tidlig på 1980-tallet, mislyktes da vinteren fryser skjulte dødsveier gjennom eksperimentelle plantasjer. Bare i Florida har trærne overlevd, selv om de bare har blitt brukt på bare begrensede måter, hovedsakelig for mulch. Alle anstrengelser for å flytte treet til mer tempererte forhold har mislyktes, til nå.

Takket være et plantegen som den har lisensiert fra Mendel Biotechnology, en førsteklasses R & D-entreprenør med Monsanto Co., har ArborGens fryse-tolerante eukalyptuser blitt dyrket i mye kaldere forhold opp i Carolinas. (ArborGen har mange forbindelser til Monsanto, som starter med sin administrerende direktør, Barbara Wells, som jobbet i frøkjempen i 18 år.) Mendels reguleringsgen kontrollerer uttrykket av andre gener som påvirker kald motstand, og bruken representerer toppmoderne i plantebiotech.

Men når man åpner døren til plantens dyrking, er det behov for langt mer granskning om hvordan eukalyptus vil oppføre seg når den vokser i bulk, sa Doria Gordon, seniorøkolog ved Nature Conservancy.

"Min bekymring handler om invasivitet. Ikke at det er en GMO i seg selv, " sa Gordon. "Bekymringen er, hvilken trussel er det for Floridas naturlige område og i Sørøst-naturområdene?"

I fjor evaluerte Gordon, som også arbeider ved University of Florida, en av de to artene som ble brukt til å avle ArborGens hybrider, Eucalyptus grandis, også kjent som rose tyggegummi. Treet hadde tidligere blitt invasivt i Sør-Afrika, fant Gordon, noe som førte henne til å konkludere med at treet hadde en risiko for å bli invasiv i Sør også.

Gordon serverer på et panel som vurderer den invasive risikoen for planter i Florida, og i fjor klassifiserte panelet rose-tyggegummi som en mulig inntrenger. Bare noen få varianter av treet kan dyrkes, sier det, og bare med strenge administrasjonspraksis, inkludert høsting innen seks måneder etter begynnelsen av blomstproduksjonen - mye raskere enn en skogplantasje vil ha.

Selv om rosengummen bærer en invasiv risiko, er ArborGens trær en ukjent mengde, sa Gordon. Gitt den usikkerheten som er involvert, har Nature Conservancy imidlertid anbefalt til USDA at ArborGen får mindre hektar og trær å blomstre, og ingen i Florida, sa hun. Utkaststillatelsen godkjent av USDA vil tillate blomstring på 10 steder over hele staten.

"Vi vet ikke om det kan bli mer invasivt over tid, " sa hun. Og til da, "ville det være logisk for meg å ikke gjøre de prøvelsene i Florida."

Det er ikke irrasjonelt å frykte invasivitet i eukalyptus, sa Dan Binkley, en skogsøkolog ved Colorado State University. Rose-tyggegummen ser imidlertid ut til å trekke seg i klare egenskaper bare i tørre områder som Sør-Afrika, hvor det kan utnytte sin enorme vannøkonomi. Sør er langt fuister ved sammenligning.

Selv i Florida har eukalyptus vist seg å være litt delikat, tilføyde ArborGens Pearson.

Træret "eksisterer ikke utenfor det plantede miljøet, " sa han. Og i en plantas lukkede grenser, "du må håndtere disse tingene veldig nøye for å la dem overleve og trives."

'Mer tre. Mindre Land '

Mens han ønsker å se flere data om vannbruk og brannpåvirkning av eucalyptusplantasjer, forstår Binkley treets allure, sa han.

I motsetning til furutrær som brukes i sørlige plantasjer - som tydelig har hjulpet forflytting av tobakk i regionens økonomi - kan eukalyptus distribuere en full baldakin av blader innen få år. Det er grådig for karbon, og innen 27 måneder kan det vokse til 55 meter i høyden.

Den endelige fordelen med eukalyptusplantasjene ville være evnen til å dyrke mer tre på mindre land, sa ArborGens Hinchee. (Ikke tilfeldigvis er firmaets motto "More Wood. Less Land.") Skogene er kontinuerlig tapt for utviklingen i Sør, og naturlige hardhager har blitt vanskeligere å høste. Økt produktivitet vil ha fordeler "gjennom hele den økonomiske kjeden, " sa hun.

Lignende krav er gjort for utøvelsen av skogplantasjer som helhet, som forblir kontroversielt til tross for dens ubiquity i Sør, og det foreligger lite data for å verifisere påstandene.

Til slutt, hvis USA seriøst forfølger bioenergi fra planter, vil landet møte et valg om å tegne den kraften mer fra trær som behandles som avlinger, eller fra gress, som kan oppføre seg langt mer invasivt, sa Strauss.

"Hvis vi skal stole på biodrivstoff som en viktig del av en mangfoldig portefølje av fornybar teknologi, " er det en god måte å gå på høst, sier han. "Det er mange marginale land som kan brukes."
Reprinted fra Greenwire med tillatelse fra Environment & Energy Publishing, LLC. www.eenews.net, 202-628-6500