Genteknik i skogen – en hållbar investering?
Björn Sundberg, VP Forest Biotechnology Stora Enso
Ekmandagarna 2015
Björn Sundberg
January 28, 2015
1
Översikt
• Förädling med genteknik och traditionell teknik
• Genteknik i jordbruket – vad gör vi?
• Genteknik i skogsbruket – var är vi?
Björn Sundberg
January 28, 2015
2
Genom och Gener
•Vår samlade arvsmassa kallas för ”Genom”
•Genomet består av DNA - lagrat i kromosomer
•DNA molekylen ser likadan ut i alla organismer
Björn Sundberg
January 28, 2015
3
Genom och Gener
Protein 1
Försvar mot rotröta
Protein 2
Vedfiberlängd
Protein 3
Köldtålighet
•Gener utgör en del av genomet
•Generna kodar för alla proteiner (t.ex. enzym) som behövs för att
organismen ska fungera
•Den genetiska koden bestämmer proteinets funktion
•Samma princip i alla organsimer
Björn Sundberg
January 28, 2015
4
Genomet modifieras spontant över
tiden på grund av mutationer
Det leder till en naturlig variation av egenskaper.
Individer med gynnsamma genförändringar klarar sig
bättre, och dessa gener sprids vidare “survival of the
fittest”.
Över tiden uppstår nya arter. Evolution
Björn Sundberg
January 28, 2015
5
Traditionell Förädling
Utnyttjar den naturliga variationen. Genom kontrollerad korsning och
selektion drivs evolutionen i en riktning som är kommersiellt
intressant. Selektion för outlayers, oväntade och okända mutationer.
Björn Sundberg
January 28, 2015
6
Den Biologiska Revolutionen
Vi Kartlägger Arvsmassan (Genomen)
År 2000: Kartläggning av Backtrav.
År 2006: Kartläggning av Poppelgenomet.
År 2010: Kartläggning av Eukalyptusgenomet
År 2013: Kartläggning av Grangenomet
Vi har forskningsverktyg för att identifiera gener som
kontroller värdefulla egenskaper
Björn Sundberg
January 28, 2015
7
Transgen förädling
-med genteknik görs ett genmodifierat (GM) träd
Molekylär Genetik
Generna isoleras och deras
funktion bestäms
GMO
Transformering
Selektering
Björn Sundberg
Propagering
January 28, 2015
Rotning
8
Vad är skillnaden mellan olika förädlingstekniker?
• Traditionell förädling – utnyttjar spontan genetisk modifiering.
”Naturlig variation”. Kräver ingen kunskap om genfunktion, och vi vet
inte vilka genmodifieringar som har skett. Icke reglerat.
• Transgen förädling – Utnyttjar kunskap om gener och genfunktion.
Kan utnyttja artegna gener, men även gener från alla organismer,
samt artificiella gener. Reglerat• Större möjligheter men också större investeringar i FoU.
•
•
•
•
Utveckling av tekniker för kommerciell art
Överföring av kunskap från modelsystem
Test
De-reglering
Björn Sundberg
January 28, 2015
9
Transgen förädling är ett verktyg i ett väl utvecklat
förädlingsprogram
Utbyte
Genteknik
Traditionall
förädling
Tid
Björn Sundberg
Björn Sundberg / Heikki Rissanen
January 28, 2015
2013-04-03
10
10
Samma resultat – olika tekniker
Traditionel förädling
Önskade gener
Transgen förädling
Oönskade gener
Gen för virusresistens
År det produkten eller tekniken som ska regleras??
Björn Sundberg
January 28, 2015
11
Det finns ett strikt regelverk för forskning och kommersialiering
av genteknik
Men vad säger vetenskapen?
EC: A decade of EU-funded research 2001-2010
“…brings the total Commission funding of research on
GMO safety to more than EUR 300 million…”
“…biotechnology, and in particular GMOs, are not per
se more risky than conventional plant breeding
technologies…”
2013: European Academies Science Advisory Council
(national science academies of the EU Member States)
“There is no validated evidence that GM crops have greater
adverse impact on health and the environment than any
other technology used in plant breeding”
Björn Sundberg
January 28, 2015
12
Insikter - milstolpar
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Avkomma ärver egenskaper från föräldrar ”genetic inheretence” Mendel
1865
DNA identifieras som budbärarare av genetisk information – Abery, McCarty
1944
Strukturen av DNA ”the double helix” upptäcks – Watson and Crick 1953
Gentiska koden upptäcks – Nirenerg och Khorana 1966
Enzymer för att klippa och klistra DNA ”Rekombinant DNA” –Smith 1970
Introduction av rekombinant DNA i bakterier ”första GMO” – Boyer och
Cohen 1972
Metoder för att sekvensera DNA – Sanger 1977
Första genmodifierade växten (tobak) – Bevan, Flavell och Chilton 1983
Första genmodifierade skogsträdet (poppel) – Fillatti et al. 1987
Björn Sundberg
January 28, 2015
13
Ide och investering
Kommercialicering av transgen förädling av jordbruksgrödor
•
•
•
Herbicidresistent tobak – 1986 Frankrike och USA
U.S. Food and Drug Administration (FDA) godkände den första genetiskt
modifierade grödan - 1990.
Virusresistent tobak – Kina 1992
Vanlig majs
Roundup Ready™ sojaböna
Björn Sundberg
January 28, 2015
GM majs som
producerar Bt-toxin
14
De största GM-grödorna
Global användning %
100
50
64%
43%
24%
20%
Björn Sundberg
January 28, 2015
15
Med skogsträd är det annorlunda
• Skogsträd är i princip oförädlade
• Begränsas av längre generationstider
• Begränsas av krävande fältförsök
Björn Sundberg
January 28, 2015
16
Transgena skogsträd
Ideer
• Ökad biomassa
• Resistens mot insekter och sjukdomar
• Stresstolerans mot kyla och torka
• Förändrad vedkemi skräddarsydd för tex massa, bioenergi
eller biorefining.
• Ökat terpen innehåll i tall för biobränslen
Björn Sundberg
January 28, 2015
17
Investeringar
• Ca 800 fältförsök har utförts globalt, förträdesvis inom publika sektorn
men de sista 5 åren ökar aktiviteten på den privata sidan (Brasilien,
USA).
• Mest investeringar mot kommerciella tillämpningar US, Brasilien,
Kina, Sverige.
• Mest intressanta arter är frmaför allt Eucalyptus och poppel, men
även asp, sweetgum, loblolly tall, radiata tall, gran
• Klonskogsbruk
Björn Sundberg
January 28, 2015
18
Investeringar – nära kommercialisering
Biomassa
Brasilien (Future Gene/Suzano)
•
•
•
•
Transgen förädling av Eucalyptus
Biomassaproduktion ökade med 25%
Produktionen är 104 m3/ha/år
Ämnad för energiodling med 1.5 års rotationstider
Eucalyptus
2-år
• Ansökan inlämnad för kommercial odling 2014
• Publik hearing hölls Oktober 2014
• Beslut väntas
Björn Sundberg
January 28, 2015
19
Investeringar – nära kommercialisering
Frost tolerans
USA (Arborgen)
•
•
•
•
•
Transgen förädling av Eucalyptus för
ökad frosttolerans.
Odling av snabbväxande Eucalyptus
möjlig i södra USA.
Ansökan om kommerciell odling
inlämnad 2010.
Processen förhalad pga motstånd från
NGO
Arborgen har också andra
kommerciellt intressanta kloner i
pipeline för odling i USA och Brasilien
(vedkemi, veddensitet, blommning)
Björn Sundberg
F
E
D
C
B
A
January 28, 2015
20
Investeringar –kommercialisering
Insektsresistens
Kina (statligt finansierad)
•
•
•
•
Transgen förädling av Eucalyptus för
ökad insektsresistens.
Tillstånd för kommercial odling av
två olika kloner 2004
Begränsad kommerciell plantering,
490 ha 2011
Många transgena kloner i pipeline.
Krav för kommerciell odling har
skärpts
Björn Sundberg
January 28, 2015
21
Kommersiella huvudaktörer
Skogsbolag i samarbete med bioteknikföretag
Futura Gene
Suzano
Suzano köper Futura Gene 2010. Fältförsök i Brasilien, Kina forskningslab i isreal. Eucalyptus
Arborgen
International paper/Mead West Vaco/Rubicon
Fältförsök i Brasilien och USA. Eucalyptus, poppel, asp, sweetgum, tall, kastanj
SweeTree Technologies
Stora Enso/Holmen/Bergvik/Sveaskog
Fältförsök i Sverige och Brasilien. Poppel, asp, eucalyptus
Fibria
Kina Statligt
Fältförsök i Brasilien. Eucalyptus
Fältförsök i Kina. Eucalyptus och poppel
Stora Enso
Fältförsök i Brasilien. Eucalyptus
Björn Sundberg
January 28, 2015
22
Reglering – håller tillbaka investering och utveckling av
transgen-teknologi
• Reglering är komplex och mycket olika i olika länder. Påverkas av
åsikter från stakeholders och allmänhet.
• Generellt är reglering strikt i importerande länder, och mindre strikt i
exportländer. Utvecklingsländer har generellt mindre reglering.
• Märkning av GMO krävs i Europa men inte i USA.
• Problem för international handel.
• Riskanalys krävs
-Fokus på produkt (mer så i USA, Canada och Brasilien)
-Fokus på teknik (EU)
• Dyrt och tidskrävande i alla länder. Håller tillbaka utveckling.
Björn Sundberg
January 28, 2015
23
Utveckling av GM träd beror på acceptans
miljöacceptence och social acceptans
•
•
•
•
Miljöacceptans
–NGOs är generellt mot GMOs
–WWF framhärdar försiktighetsprincipen, men har en mer öppen attityd.
- SNF öppen för en “case to case” prövning, fokuserad på produkt.
•
•
Argument mot kan i princip även tillämpas på traditionella förädlingstekniker.
Motståndet baseras på en negativ inställning till storskaligt intesivt skogsbruk, och
tanken att GM träd driver på denna utveckling.
WWF argumenterar för plantageskogsbruk “om det drivs på rätt sätt” för att kunna
skydda mer naturskog, och är därmed positiv till effektiv trädförädling.
•
•
•
FSC tillåter inte GM träd – men det är en het politisk fråga i och med
pågående kommercialisering.
PEFC följer den internationella diskussionen och FSC.
Björn Sundberg
January 28, 2015
24
Utveckling av GM träd beror på acceptans
miljöacceptans och social acceptans
•
•
Social acceptans
För social aceptans kråvs ”Utility – low risk – assurance technology used in a
decent way”
•
•
•
•
•
•
Behov av teknik öker acceptans – utvecklingsländer
Bekant med teknik öker acceptans – bönder, skogsmäniskor
Kulturella traditioner - US mer teknikvänligt än Europa
Transparans, social rättvisa och ursprungsbefolkningens rätt är viktiga frågor
Äganderätt och tillgodogörande för allmänhet viktig fråga.
Flera skogsbolag bedriver kontraktsodling på skyddade GM och ickeGM
kloner.
•
•
•
Allmänhet I USA och Brasilien mer positiv till GMO.
EU stater kritiska.
Ökad oro I Kina.
Björn Sundberg
January 28, 2015
25
Vad händer i Europa
• För närvarande är det bara Bt-majs som blivit godkänd för
odling inom EU
• Ny lag som ger varje land rätt att förbjuda GM grödor som
blivit accepterade på GM nivå
• Forskare och EFSA (European Food Safety Authority) är
för en upplättning av regler, NGO är mot.
Skogsindustrierna funderar.
• Import av GM massa och vedprodukter sannolik
• Forkning i världsklass i Europa kommer inte samhället till
godo pga alltför hård reglering
Björn Sundberg
January 28, 2015
26
Scenarios?
Drivers
•
•
•
•
•
•
Effektivt markutnyttjande driver förädling och klonskogsbruk
Utveckling av biorefining och högvärdesprodukter från skogsråvara
Stora möjligheter till stora vinster
Utveckling inte linjär
Germplasm en alltmer kompetetiv faktor
Kostsamt att stå vid sidan
Trender
•
•
•
•
•
•
Utveckling drivs i Sydamerika och Kina (Euca och poppel)
Ökad forskning på barrträd, asp och björk (US, Europa)
Mer balanserad syn från tunga NGO
Socioekonomisk nytta kritisk för acceptans
Transparans kritisk för acceptans
Reglering avgörande för kostnad och utveckling
Björn Sundberg
January 28, 2015
27
Björn Sundberg
January 28, 2015
28
