برنج طلایی چیست؛ پرونده برنج طلایی

منتشر شده در سه شنبه, 19 اسفند 1399 14:46

برنج طلایی چیست

برنج طلایی یا Golden Rice نام تجاری برنج تراریخته ایست که با هدف تأمین ویتامین A مورد نیاز بدن انسان، تولید شده است. این برنج تراریخته توانایی تولید و ذخیره سازی بتاکاروتن را در دانه خود دارد. به خاطر رنگ زرد روشنی که اندوسپرم دانه برنج (بخش نشاسته ای درون دانه) دارد که در نتیجه وجود بتاکاروتن است، به این برنج تراریخته نام تجاری برنج طلایی اختصاص یافته است.

گیاه برنج، ترکیبات کاروتنوئیدی که قابل تبدیل به ویتامین A هستند را فقط در بخشهای سبز گیاه تولید می کند و این ترکیبات در دانه برنج که مصرف خوراکی برای انسان دارد، وجود ندارند. بنابراین در اغلب مناطقی که برنج غذای اصلی انسان است کمبود ویتامین A مشاهده می شود.

کمبود ویتامین A یکی از عوامل اصلی مرگ و میر خردسالان و مادران تازه زایمان کرده در کشورهای در حال توسعه است. سالانه بیش از یک میلیون مرگ خردسالان به دلیل کمبود ویتامین A گزارش می شود. کمبود ویتامین A، کودکان را نسبت به آلودگی عفونی آسیب پذیرتر می کند و موجب وخامت بسیاری از بیماریهای عفونی می شود. همچنین کمبود ویتامین A مهم ترین عامل ایجاد نابینایی در کودکان است. تلاشهایی برای حل این مشکل صورت گرفته که به دلیل هزینه زیاد و نبود زیرساختهای لازم برای توزیع کارآمد امکانات در بسیاری از کشورهای در حال توسعه، موفقیت زیادی صورت نگرفته است. استفاده از برنج تراریخته دارای ارزش غذایی بالا می تواند در رفع این مشکل مؤثر باشد.

تکنولوژی ایجاد برنج تراریخته

برای ایجاد برنج طلایی، یک رقم برنج japonica با سه ژن لازم برای تولید و ذخیره بتا کاروتن در دانه برنج، مهندسی شده است. این ژنها شامل دو ژن از گل نرگس زرد و یک ژن از یک باکتری هستند. تجمع این ژنها در گیاه برنج، امکان تغییر در مسیرهای متابولیکی خاصی را فراهم می کند که حاصل آنها تولید پیش سازهای ویتامین A  در سلول است. این پیش سازهای بتا کاروتنی به طور معمول در دانه برنج وجود ندارند. تولید برنج طلایی در زمان تولید، پیشرفت تکنولوژیکی مهمی محسوب می شد؛ چون بیشتر صفات منتقل شده به محصولات زراعی تا آن تاریخ، تنها به انتقال یک ژن نیاز داشتند.

برنج طلایی با انتقال دو ژن مسئول بیوسنتز بتاکاروتن ترنسفورم شده است:

PSY (فیتوئن سینتاز) از گل نرگس زرد Narcissus pseudonarcissus

crtI (فیتوئن دسچوراز) از باکتری خاکزی Erwinia uredovora

ژن lcy (لیکوپن سیکلاز) هم در این پروژه به برنج منتقل شد. در ابتدا به نظر می رسید که انتقال این ژن نیز ضروری باشد ولی مطالعات بعدی نشان داد که در اندوسپرم گیاه برنج به طور طبیعی پروتئین لیکوپن سیکلاز تولید می شود.

ژنهای psy و crtI به ژنوم هسته برنج منتقل شدند. این ژنها تحت کنترل یک پروموتر اختصاصی اندوسپرم قرار گرفتند که اجازه بیان ژن را فقط در اندوسپرم دانه می دهد. نسخه خارجی ژن icy یک توالی ترانزیت پپتید اضافی در پروتئین تولید می کند که پروتئین را به سوی پلاستید که محل شکل گیری گرانیل گرانیل دی فسفات است، هدایت می کند. ژن باکتریایی crtI نقش مهمی در تکمیل این مسیر دارد؛ چون چندین مرحله از مراحل سنتز لیکوپن از کاروتنوئیدها را کاتالیز می کند در حالیکه این کار به طور طبیعی در گیاهان توسط چند آنزیم انجام می شود. محصول نهایی این مسیر مهندسی شده لیکوپن است. اگر لیکوپن در گیاه تجمع پیدا می کرد، رنگ گیاه قرمز می شد. مطالعات اخیر نشان داده که آنزیمهای خود گیاه فرآوری لیکوپن به بتاکاروتن در اندوسپرم را انجام می دهند که نتیجه آن ایجاد رنگ زرد ر دانه برنج است و به همین دلیل برنج طلایی نامیده می شود. برنج طلایی اولیه SGR1 نامیده می شد و تحت شرایط گلخانه 1/6 مایکروگرم بر گرم کاروتنوئید تولید می کند.

برنج طلایی 2

در سال 2005،  یک تیم محقق در Syngenta برنج طلایی 2 (Golden rice 2) را تولید کرد. این تیم ترکیب ژن فیتوئن سینتاز (psy) ذرت و ژن crtI برنج طلایی را مورد استفاده قرار دادند. میزان تولید کاروتنوئید در برنج طلایی 2، 23 برابر برنج طلایی است (37 مایکروگرم بر گرم)؛ چون ژن psy ذرت، کارآمدترین ژن در سنتز کاروتنوئید است و فرم ترجیحی کارتنوئید تولیدی آن بتاکاروتن است. بتاکاروتن سنتز شده تا 31 مایکروگرم بر گرم از 37 مایکروگرم بر گرم کاروتنوئید سنتز شده  توسط این ژن را در بر می گیرد.  

ایجاد کنندگان برنج تراریخته

پروژه برنج طلایی در اوایل دهه 1990 با همکاری Swiss federal institute og technology  (ETH-Zurich) و دانشگاه  فرایبورگ آلمان آغاز شد.  Peter Bramley یک ژن فیتوئن دسچوراز (ژن باکتریایی Crt1) را کشف کرد که می توانست در گوجه فرنگی تراریخته لیکوپن را از فیتوئن تولید کند به جای اینکه چندین نسخه کاروتن دسچوراز وارد گیاه کنند که به طور طبیعی در گیاهان استفاده می شود. در برنج طلایی، لیکوپن توسط آنزیم سیکلاز داخلی حلقوی شده و به بتاکاروتن تبدیل می شود. جزئیات علمی این برنج که حاصل یک پروژه هشت ساله بود، اولین بار در سال 2000 منتشر شد.

اولین آزمایشات ارقام برنج طلایی توسط مرکز کشاورزی دانشگاه ایالتی لوئیزیانا در سال 2004 انجام شد. آزمایشات بیشتر در فیلیپین، تایوان و بنگلادش در سال 2015 انجام شد. آزمایشات مزرعه ای با هدف اندازه گیری ارزش دقیق غذایی این برنج انجام شد. نتایج اولیه آزمایشات مزرعه ای نشان داد که برنج طلایی رشد یافته در شرایط مزرعه، 4 تا 5 برابر بتاکاروتن بیشتری نسبت به برنج طلایی رشد کرده در شرایط گلخانه تولید می کند.

مجوزها

در سال 2018، کانادا و آمریکا برنج طلایی را پذیرفتند. Health Canada و Food and Drug Administration (FDA) این محصول تراریخته را برای مصارف غذایی سالم و ایمن معرفی کردند. این اتفاق به دنبال تصمیمی بود که FDA در سال 2016 گرفته بود و اعلام کرده بود که بتاکاروتن موجود در برنج طلایی برای ویتامین A مورد نیاز بازار آمریکا کافی نیست. Health Canada اعلام کرد که برنج طلایی آلرژی زا نیست و محتوای غذایی آن مانند سایر ارقام برنج است و تنها تفاوت آن داشتن مقادیر زیاد پیش ساز ویتامین A است.

در سال 2019 برنج طلایی برای مصارف غذای انسان، خوراک دام و غذای فرآوری شده، در فیلیپین مجوز گرفت. در 21 جولای 2021، فیلیپین اولین کشوری شد که به طور رسمی مجوز ایمنی زیستی تکثیر تجاری برنج طلایی دارای ویتامین A را صادر کرد. این مجوز، اولین مجوز قانونی تکثیر تجاری برنج تراریخته در جنوب و جنوب شرق آسیا بود. در نتیجه این مجوز، با رعایت شرایط تعیین شده توسط دولت فیلیپین، برنج طلایی قابل کشت در مقیاس تجاری در فیلیپین می شد. ولی در آپریل 2023 دادگاه عالی کشور، دستور توقف تکثیر تجاری برنج طلایی را به وزارت کشاورزی داد. این دستور در ارتباط با درخواست MASIPAG (گروهی از کشاورزان و محققین) بود که ادعای احتمال مخاطره آمیز بودن برنج طلایی برای سلامت مصرف کننده و محیط زیست را مطرح کرده بودند. این حکم بار دیگر در آپریل 2024  توسط دادگاه و به درخواست MASIPAG و صلح سبز آسیای شرقی (Green peace) تمدید شد. این تصمیم حیات هزاران کودک را در معرض خطر قرار داد.

حقایقی در مورد برنج طلایی

چگونه برنج طلایی که 23 سال است در انتظار کشت و تولید تجاری به سر می برد هنوز به دست مصرف کننده نیازمند آن نرسیده است؟! این در حالیست که طی این مدت صدها گیاه تراریخته در سبد غذایی انسان و دام در سرتاسر جهان قرار گرفته، در مقیاس بسیار وسیع کشت، صادرات و واردات می شود. تأخیر 23 ساله ورود برنج طلایی به سبد غذایی انسان، منجر به مرگ میلیونها نوزاد، کودک و مادر شده و میلیونها نفر را نابینا کرده است!

اولین چالشی که در مورد برنج طلایی به وجود آمد این بود که بتا کاروتن تولید شده در این برنج تراریخته برای رفع نیاز انسان ناکافیست. این مشکل با ایجاد برنج طلایی 2 رفع شد. دومین موضوع میزان تجزیه و تخریب بتا کاروتن پس از برداشت و پختن دانه برنج بود. در مطالعه ای که در سال 2009 انجام شد نشان داده شد که بتاکاروتن موجود در دانه برنج طلایی تجزیه نشده و در بدن انسان به طور کارآمد به ویتامین A تبدیل می شود.

از مهم ترین موانع رسیدن این برنج به دست مصرف کننده، فعالیت جنبش های مخالف محصولات تراریخته است. از جمله سازمان صلح سبز یا Greeen peace و گروهها و افراد وابسته به آن که مخالف استفاده از هر نوع موجود تراریخته در کشاورزی است. این سازمان با برنج طلایی با ادعای اینکه پذیرش این برنج در را به روی پذیرش سایر انواع گیاهان تراریخته باز می کند، مخالفت می کند. توجه به آمار 2/5 بیلیون هکتاری کشت محصولات تراریخته طی 23 سال گذشته، کذب بودن این ادعا را فاش می کند. واندانا شیوا که یک فعال ضد محصولات تراریخته هندیست از دیگر مخالفین برنج طلاییست.  

سئوالی که در اینجا قابل طرح است این است که آیا اپوزیسیون های افراطی مخالف فناوریهای زیستی مانند پروتستها، رتوریک ها و واندالیست ها به تنهایی قادر به توقف تولید برنج طلایی و رسیدن آن به دست مصرف کنندگان اصلی که کودکان و مادران آسیب پذیر کشورهای جهان سوم هستند، را دارند؟! تأخیر 23 ساله تولید برنج طلایی به رغم تولید میلیونها و میلیونها تن محصولات تراریخته دیگر در این سالها، نمی تواند نشان دهنده وجود دست اندرکاران قدرتمندتری در پشت پرده باشد؟!

مطالب مرتبط:

کشت برنج طلایی در بنگلادش طی چند ماه آینده؛ پرونده برنج طلایی

برداشت اولین محصول برنج طلایی توسط کشاورزی از آنتیک فیلیپین؛ پرونده برنج طلایی

برداشت بیش از 100 تن برنج طلایی در فیلیپین؛ پرونده برنج طلایی

درخواست PhilRice برای نقض تصمیم دادگاه در مورد برنج طلایی، پرونده برنج طلایی

بررسی اثر انتظارات بازار روی قیمت برنج طلایی در بنگلادش و فیلیپین

• تراریخته
• برنج تراریخته
• برنج طلایی