Pod názvem tabák se nejčastěji skrývá rostlina Tabák Nicotiana, vzdálený příbuzný brambor a rajčat z čeledi hluchavkovitých. Stejně jako jeho jedlí příbuzní byl do Starého světa přivezen z Ameriky. Podle legendy dostal tabák své druhové jméno na počest francouzského velvyslance Jeana Nicota, který jej v roce 1560 uvedl na královský dvůr ve Francii. Evropané nejprve tabák používali jako okrasnou a léčivou rostlinu, ale poté následovali příkladu amerických indiánů a začali listy kouřit. Dnes, navzdory protitabákovým kampaním, které sahají tak dlouho jako kouření v Evropě, celosvětová produkce tabáku pouze roste (především díky Číně). V současnosti se pěstuje ve 129 zemích. Rozlehlé tabákové plantáže však mohou sloužit nejen k výrobě cigaret.
Tento článek je o roli tabáku jako rostliny kdekoli jinde než kouření, N+1 pokračuje v projektu „Když se kouř rozplyne“. Zaměřuje se na kuřáky, nikotin, etické, biochemické a antropologické aspekty kuřáckých praktik a také na základní vědu s tímto fenoménem spojenou – toxikologii, problematiku datové otevřenosti a mnohé další. Projekt byl připraven s podporou Philip Morris International v Rusku. Názory autorů článků se nemusí shodovat s postojem společnosti.
Tabák proti skleníkovým plynům
Tabák je poměrně nenáročná rostlina, která dokáže vyprodukovat několik sklizní ročně a její produkty hrají významnou roli v ekonomikách rozvojových zemí. V Evropské unii se stále pěstuje, i když od roku 2010 farmáři specializovaní na tabák přestali dostávat státní dotace kvůli protikuřácké kampani.
Je však velmi pravděpodobné, že pro evropský tabák lze nalézt nové využití. Semena této rostliny totiž obsahují hodně oleje, který lze využít k výrobě bionafty. Olej tvoří 30-40 procent suché hmotnosti semen a jeho vhodnost jako paliva byla potvrzena již téměř před 20 lety. Nejčastěji se k získávání oleje používá odrůda Solaris, která prakticky neobsahuje nikotin, vyznačuje se malou velikostí rostlin a velkým množstvím květů. Itálie je na prvním místě v produkci tabáku v Evropě a italští agronomové v současné době aktivně podporují pěstování Solaris ve středních a severních oblastech země, protože biopaliva hrají významnou roli ve státní strategii snižování emisí CO2.
Jako olejnatá plodina má tabák důležitou výhodu oproti jiným tradičním biopalivovým plodinám, jako je řepka a kukuřice – na rozdíl od nich pěstování tabáku nekonkuruje potravinářskému průmyslu. Velké zemědělské oblasti, které jsou již v mnoha zemích věnovány tabáku, by umožnily lokálně zvýšit produkci biopaliv a vyhnout se nákladům na jejich přepravu.
V rámci plánu přechodu dopravy na palivo získávané z obnovitelných zdrojů energie se již letecký průmysl začal zajímat o tabákový olej. Například Boeing, který aktivně rozvíjí projekty na využití biopaliv, uzavřel smlouvu s South African Airlines, podle které musí dopravce používat lokálně vyráběnou tabákovou bionaftu jako přísadu do leteckého paliva.
Kromě semen lze k výrobě oleje teoreticky použít i listy. Tabákové listy obvykle obsahují malé množství tuku, ale umělou syntézou proteinů, které stabilizují tukové kapičky a normálně fungují pouze v semenech, byli vědci schopni zvýšit obsah triacylglyceridů v GM tabákových listech na 15 procent. Vzhledem k tomu, že tabák se vyznačuje velkým množstvím zelené biomasy, pěstování takové odrůdy by mohlo být docela ziskové.
Blízký příbuzný tabáku nicotiana glauca, neboli tabákový strom, je rovněž považován za perspektivní plodinu pro výrobu biopaliva. Tato rostlina je považována za plevel a roste v hojnosti podél silnic v zemích s teplým a suchým podnebím. Tabákový strom má ve své biomase vysoký obsah sacharidů, které lze za účasti kvasinek zpracovat na etanol. Navíc její preference suchých oblastí může být velkým plusem tváří v tvář klimatickým změnám a globální desertifikaci.
Biotechnologická Popelka
V současnosti se jedním z hlavních modelů rostlinných biotechnologů stal Talův rhizoid (Arabidopsis thaliana) – z velké části kvůli velmi krátkému životnímu cyklu a malému genomu, ale až do 1960. let XNUMX. století fyziologové raději pracovali s tím, co rostlo na zahradě po ruce, a tak se používaly okrasné květiny, zelenina a tabák. Poslední jmenovaný se ukázal být pro výzkumníky mimořádně úspěšným objektem – jeho životní cyklus od klíčení po vzhled semen trvá tři měsíce, ale co je důležitější, schopnost rychle růst je zachována nejen na zahradě, ale také v testu. trubka. Mnoho důležitých experimentů v oblasti buněčné kultury a genetického inženýrství bylo nejprve provedeno na tabákovém modelu, za což si vysloužil přezdívku „Popelka rostlinné biotechnologie“.
V biomedicíně začínají první experimenty, například k objasnění mechanismu účinku nového léku, nikoli na živých organismech, ale na buněčných kulturách. V podstatě se jedná o kousky určité tkáně rostoucí v Petriho misce ve speciálním živném médiu. Stejně tak výzkum molekulární biologie rostlin a vytváření geneticky modifikovaných odrůd se zlepšenými vlastnostmi by bez pěstování nebylo možné in vitro kultur rostlinných buněk.
Přestože experimenty s buněčnými kulturami začaly na samém počátku 1940. století, výzkum fyziologie rostlin vzkvétal po sérii publikací Folkeho Skooga, který se ve XNUMX. letech naučil pěstovat kalusovou tkáň z buněk dřeně tabákových stonků. Kalus se skládá z nespecializovaných buněk, podobných embryonálním buňkám u zvířat, na kterých je vhodné studovat procesy vývoje a diferenciace. Kromě toho mohou být prováděny genetické manipulace s kalusem a modifikované buňky mohou být množeny vegetativně.
Výběr živného média pro růst kalusu tabáku umožnil Skoogovi a jeho kolegům nejen vytvořit univerzální vzorec, který se dodnes používá v laboratořích, ale také objevit rostlinné hormony cytokininy. Pomocí koktejlu hormonů vědci donutili kalus vytvořit kořeny a výhonky a studovali vliv různých fyzikálních faktorů na tyto procesy.
Experimenty s tkáněmi reprodukčních orgánů tabáku vedly k vytvoření haploidu, to znamená nesoucího jedinou sadu chromozomů, buněčných linií, ze kterých se ukázalo, že je možné vypěstovat klíčky. Haploidní linie jsou zvláště důležité pro genetické inženýrství rostlin, protože je mnohem obtížnější provést změny v několika kopiích genu současně než v jedné a mnoho pěstovaných rostlin se během selekčního procesu stalo polyploidními, tj. obsahují dokonce ne dva, ale několik sad chromozomů.
Experimenty s protoplasty – buňkami bez pevné stěny – se staly důležitou fází buněčného inženýrství. Takové „nahé“ struktury mohou být spojeny dohromady, ozářeny ultrafialovým světlem a může být do nich zavedena DNA. Japonci Nagata a Takebe (Toshiyuki Nagata & Itaru Takebe) v roce 1972 ukázali, opět pomocí tabáku, že z protoplastu lze regenerovat celou rostlinu.
Jedna z dosud nejoblíbenějších metod genetického inženýrství však zahrnuje infikování rostlinné tkáně agrobakteriemi, které v přírodě způsobují u rostlin nádory. Schopnost horizontálního přenosu tzv. T-DNA, do které lze vkládat geny užitečné pro výzkumníky, byla objevena u agrobakterií na počátku 1980. let a již v roce 1985 se světu objevily první transgenní rostliny tabáku, petúnie a rajčete . Byly vypěstovány z kousků infikované tkáně Agrobacterium tumefaciens, které nesly gen pro rezistenci k antibiotiku kanamycin a samy byly schopny růst na médiu s kanamycinem.
Veganský kolagen
Pokročilá technologie genetické transformace a potenciálně velké množství biomasy učinily tabákové rostliny vhodnou platformou pro produkci rekombinantních proteinů.
Pokud se gen proteinu potřebného v průmyslu, například hormon nebo antigen pro výrobu vakcíny, umístí do nějaké rychle rostoucí buněčné kultury a exprese se zvýší na maximum, můžete v krátké době získat množství tohoto proteinu, které bude řádově vyšší než jeho obsah v přírodních surovinách. Nejoblíbenější „biotovárny“ na výrobu proteinů jsou E. coli nebo kvasinkové buňky, které se pěstují ve fermentorech. Avšak produkce komplexních lidských proteinů, jako jsou protilátky, vyžaduje pokročilejší expresní systémy. V současné době se k tomuto účelu používají například suspenzní kultury ovariálních buněk čínského křečka (CHO), ale je pravděpodobné, že v blízké budoucnosti jim budou konkurovat rostlinné platformy, které vyžadují pouze světlo a vodu.
Jak již bylo zmíněno, techniky genetického inženýrství pro tabák jsou dobře vyvinuté a množství rozpustných bílkovin v listech může být až 10 procent suché hmotnosti. Rostliny se používají jako biotovárna Tabák Nicotiana a jeho příbuzného Nicotiana benthamiana. Zatímco velkoplošné pěstování GM rostlin není v mnoha zemích povoleno, takový tabák se pěstuje v omezeném množství ve sklenících. Pěstování tabáku je přitom mnohem levnější než provozování bioreaktoru s buněčnou kulturou, takže se už v současnosti snaží vyrábět léky jako Herceptin (běžný protilátkový lék na rakovinu prsu), proteinové koktejly pro léčbu HIV a horečky Ebola listy. Podle výrobce bylinného Herceptinu, biotechnologické společnosti PlantForm, jejich platforma sníží náklady na dávku léku 10krát.
Rostlinný protirakovinný lék však ještě nemá dokončené klinické testy, které by měly potvrdit jeho účinnost ve srovnání s „tradiční“ formou výroby. Potřeba takových testů je způsobena skutečností, že proteiny produkované v rostlinách se mohou lišit od proteinů živočišného původu v profilu dalších biochemických modifikací.
Izraelská biotechnologická společnost CollPlant přitom poměrně úspěšně vyrábí lidský kolagen v tabákových bio továrnách – k tomu bylo potřeba v rostlinách exprimovat pět genů odpovědných za jeho syntézu. Kolagen se obvykle získává z odpadu masného průmyslu, ale izraelští výrobci umisťují svůj produkt jako sterilní surovinu pro biomedicínský 3D tisk, výrobu umělých kloubů a očních protéz.
Vakcína z tabákové továrny
Kromě protilátek mohou rostlinné biotechnologické platformy výrazně zjednodušit výrobu vakcín proti virovým onemocněním. Většina tradičních vakcín je usmrcený nebo oslabený kmen viru nebo dokonce části virového obalu, pro které se viry (zejména chřipka) pěstují v kuřecích embryích. Nicméně viru podobná částice sestávající pouze ze strukturních povrchových proteinů, ale neobsahující genetický materiál, může být dostatečná pro účinnou imunizaci. Ve srovnání s živými vakcínami jsou takové „prázdné skořápky“ naprosto bezpečné, protože se nemohou množit a jejich výroba je mnohem levnější.
Produkce viru podobných částic je založena na schopnosti strukturních proteinů se samosestavovat. Syntéza jednoho nebo více rekombinantních virových proteinů v „biotovárně“ může stačit k produkci struktur podobných skutečným virovým částicím. Pokud protein potřebný k očkování sám o sobě netvoří kuličku nebo tyčinku, lze jej „přišít“ k proteinu jiného viru, který je toho schopen, nebo zkombinovat s fosfolipidovou matricí, která napodobuje membránu. Podobné technologie jsou základem výroby například moderních vakcín proti hepatitidě B a lidskému papilomaviru, jejichž bílkoviny se v kvasinkách vyrábějí.
Další výhodou vakcín na bázi rekombinantních viru podobných částic je vysoká rychlost jejich vývoje a výroby. V tomto smyslu se technologie dobře hodí pro sezónní onemocnění, jako je chřipka. Například hlavní pozici v portfoliu kanadské biotechnologické společnosti Medicago, která se specializuje na produkci viru podobných částic v tabáku, mají vakcíny proti kmenům sezónní chřipky. V roce 2012 společnost vyrobila 10 milionů dávek vakcíny proti chřipce za měsíc pro americkou obrannou agenturu DARPA.
Před více než deseti lety investovala společnost Philip Morris International do biotechnologické společnosti více než 15 milionů dolarů. Společnost tehdy hledala způsoby, jak diverzifikovat své podnikání i mimo trh s cigaretami. Dnes vlastní 40 procent Medicaga. Většinu zbývajícího podílu vlastní Mitsubishi Tanabe Pharma.
V současné době se Medicago zaměřuje na výrobu experimentální vakcíny proti koronavirové infekci způsobené SARS-CoV2, jejíž prototyp byl vytvořen za 20 dní. Vakcína prošla testy bezpečnosti na zvířatech v květnu a do konce léta může vstoupit do fáze klinického testování na dobrovolnících.
„V případě COVID-19 Nicotiana benthamiana byl vybrán, protože genom a biochemie tabáku byly dobře prostudovány, včetně vědců z Philip Morris International. Tato rostlina je navíc nenáročná, dobře roste téměř v jakýchkoli podmínkách a rychle získává biomasu,“ řekl Dmitrij Ulupov, manažer pro vědecké vztahy pro region východní Evropy společnosti Philip Morris International.
Zahradníkův nepřítel samosběru
Společnost nezveřejňuje, jakou virovou platformu Medicago používá k výrobě bílkovin v tabáku. Je to však přirozený tabákový virus (virus tabákové mozaiky, TMV), který má jedinečnou schopnost samoskládání a na jeho povrch je vhodné umístit antigeny. V listech tabáku lze rychle produkovat velké množství virových částic, aniž by bylo nutné čekat na sklizeň samotné rostliny. Na tvorbě prototypu vakcíny proti COVID-19 na bázi viru tabákové mozaiky se podílejí například pracovníci katedry virologie Biologické fakulty Moskevské státní univerzity.
Virus v přírodě napadá nejen rostliny tabáku, ale i jiné rostliny z čeledi hluchavkovitých a často kazí úrodu. Tato neblahá vlastnost vedla v 1892. století k tomu, že původce tabákové mozaiky se stal prvním známým virem a dal vzniknout celé vědě o virologii. V roce XNUMX podal ruský vědec Dmitrij Ivanovskij Petrohradské akademii věd zprávu o svých pokusech s infikovanými rostlinami tabáku. Zjistil, že patogen prosakuje přes porcelánové filtry, které zachycují bakterie, a později objevil krystalické inkluze uvnitř infikovaných buněk.
Detailní struktura viru byla objevena až v polovině 20. století a tyto poznatky později dokonce posloužily k vytvoření modelů samoorganizace. Vzhledem k tomu, že jeho jediný kapsidový protein tvoří termostabilní tyčinkovité struktury, které mohou zahrnovat i kovové ionty, jsou virové částice navrženy pro použití nejen v biomedicíně, ale také v mikroelektronice. Podle vědců mohou nanostruktury na bázi TMV s inkluzemi niklu a zinku řádově zvětšit efektivní povrch elektrod a tím šestinásobně zvýšit kapacitu baterie. Je pravda, že dnes použití virových částic tímto způsobem zůstává ve fázi konceptu.
Učení je lehké
Jak již bylo zmíněno na samém začátku tohoto textu, tabák byl nejprve používán jako okrasná rostlina, ale mnoho zahradníků jej dodnes pěstuje na zahradě pro jeho krásné růžové květy. Příbuzní tabáku z klanu nicotiana se používají pouze pro dekorativní účely, např. nicotiana alata (okřídlený tabák) má mnoho zahradních odrůd s názvy jako „Evening Breeze“ nebo „Night Fire“. Tyto odrůdy se vyznačují malou velikostí rostlin a velkými květy s odstíny od bílé po karmínově červenou a dokonce i zelenou.
Vědci z Ústavu bioorganické chemie Ruské akademie věd použili dobře vyvinutý model genetického inženýrství tabáku a na jeho základě vyrobili první světélkující rostliny na světě, jejichž záře je viditelná pouhým okem. Toho bylo dosaženo obnovením biosyntetické dráhy svítící houby v tabáku. Neonotopanus nambi. Již dříve výzkumný tým popsal cestu biosyntézy luciferinu houbami a objevil gen pro houbovou luciferázu, enzym, který oxiduje luciferin a emituje viditelné světlo.
Ukázalo se, že syntézy luciferinu lze dosáhnout z kyseliny kávové, metabolitu, který se nachází ve všech rostlinách, včetně tabáku. Exprese enzymů pro konverzi luciferinu z kyseliny kávové, genu pro luciferázu a enzymu pro konverzi oxidovaného luciferinu zpět na kyselinu kávovou nakonec způsobila, že tabák se rozzářil.
Jak bylo řečeno v rozhovoru N+1 jeden z tvůrců světélkujícího tabáku a vedoucí laboratoře Ústavu bioorganické chemie Ruské akademie věd Ilya Yampolsky, ve světle tabáku můžete dokonce rozeznat text. Společnost Planta, se kterou rostliny vznikly, však svůj tabák prodávat neplánuje. Genetičtí inženýři nyní pracují na vytvoření zářících okrasných rostlin, jako jsou petúnie a růže. A světélkující tabák zaujme své obvyklé místo ve výzkumných laboratořích, protože vestavěná luciferáza je dobrým reportérovým systémem pro studium fyziologie rostlin, například reakcí na stres a patogeny.
Velmi rané zrání – počet dní od výsadby do kvetení je 65-70.
Rostliny jsou přisedlé, válcovité a elipsoidního tvaru s listy vyvýšenými ke stonku.
Tvar listové čepele je eliptický.
Barva listu je tmavě zelená.
Počet listů na rostlině je 20-30, délka listu středního patra je 20-28 cm, šířka je 10-15 cm.
Výška rostliny 110-140 cm.
Odrůda je odolná vůči houbovým chorobám a řepíku.
Obsah nikotinu v listech je asi 1,5-3%, nadprůměrná síla, silná aromaticita.
Patří do skupiny aromatických tabáků.
Doprava zdarma do následujících zemí: Zobrazit více Zobrazit méně
- bohužel vyprodáno
Tabák VIRGINIA 202
Běžná odrůda tabáku určená ke kouření jakýmkoli způsobem, s nízkým obsahem dehtu a příjemnou nasládlou chutí. Všude pěstovaný, základ naprosté většiny dýmkových směsí, jeden z mála druhů odrůd tabáku, který se používá i v čisté formě. Vegetační doba je 133 dní. Rostlina je oválného tvaru, s vyvýšenými velkými oválně protáhlými listy světle zelené barvy. Na rostlinu připadá v průměru 24 listů. Výtěžnost surovin první obchodní třídy je 97 %. Průměrná vydatnost 1,5 kg/m2. Výsev sazenic se provádí na konci března až dubna. Před setím se nádoba naplní mírně vlhkou zeminou (tři díly hlinitopísčité travní zeminy a jeden díl dobře prohnilého a prosetého humusu), povrch se zhutní a urovná. Semena jsou rovnoměrně rozmístěna po povrchu, lehce zatlačena do substrátu, navlhčena rozprašovačem a pokryta fólií. Plodiny se umístí na světlé, teplé místo, zalévají se přes podnos a každý den se větrají (zvedněte film na 30 minut). Mladé rostliny se vysazují do volné půdy v polovině května na vzdálenost 50-70 cm.V polovině července začíná sběr a sušení tabáku. Tabák se před použitím fermentuje.
Doprava zdarma do následujících zemí: Zobrazit více Zobrazit méně
- bohužel vyprodáno
Tabák ke kouření BAMBUS
Střední sezóna (105 dní od výsadby do posledního dozrání listů) odrůda. Rostlina je oválného tvaru, s elipsovitými, mírně špičatými listy žlutozelené barvy. Rostlina má 25-27 listů. Odrůda je odolná vůči hnilobě kořenů, tabákové mozaice a padlí.
Výsev sazenic se provádí na konci března až dubna. Před setím se nádoba naplní mírně vlhkou zeminou (tři díly hlinitopísčité travní zeminy a jeden díl dobře prohnilého a prosetého humusu), povrch se zhutní a urovná. Semena jsou rovnoměrně rozmístěna po povrchu, lehce zatlačena do substrátu, navlhčena rozprašovačem a pokryta fólií. Plodiny se umístí na světlé, teplé místo, zalévají se přes podnos a každý den se větrají (zvedněte film na 30 minut). Mladé rostliny se vysazují do volné půdy v polovině května na vzdálenost 50-70 cm.V polovině července začíná sběr a sušení tabáku. Tabák se před použitím fermentuje.
Doprava zdarma do následujících zemí: Zobrazit více Zobrazit méně
- k dispozici
- Dodání do 3-6 dnů 1
Kuřácký tabák HAVANA růžově květovaný
Velká jednoletá rostlina vysoká až 180 cm.Od výsadby do dozrání posledních listů trvá 90-140 dní. Květy jsou růžové a velké. Listy jsou tmavě zelené, hladké, dužnaté, pryskyřičné, s vysokým obsahem nikotinu (délka listu až 50 cm). Tabák se používá na cigarety a dýmky. Nálev z listů a stonků je účinným prostředkem k hubení rostlinných škůdců. Lze pěstovat jako okrasnou. Výsev sazenic se provádí koncem března – začátkem dubna. Před setím se nádoba naplní mírně vlhkou zeminou (tři díly hlinitopísčité travní zeminy a jeden díl dobře prohnilého a prosetého humusu), povrch se zhutní a urovná. Semena jsou rovnoměrně rozmístěna po povrchu, lehce zatlačena do substrátu, navlhčena rozprašovačem a pokryta fólií. Plodiny se umístí na světlé, teplé místo, zalévají se přes podnos a každý den se větrají (zvedněte film na 30 minut). Mladé rostliny se vysazují do volné půdy v polovině května na vzdálenost 50-70 cm.V polovině července začíná sběr a sušení tabáku. Tabák se před použitím fermentuje (oxidační proces – spaření, sušení).
Doprava zdarma do následujících zemí: Zobrazit více Zobrazit méně
- zbývá omezený počet kusů
- Dodání do 3-6 dnů 1
Tabák ke kouření SAMSUN 85
Mezisezónní odrůda s průměrným obsahem nikotinu (až 2,1 %) a vysokou kouřivostí (síla, vůně, chuť a sladkost – 38,4 bodů). Rostlina rychle vytváří velké množství velkých zelených listů vysoké kvality. Odrůda je odolná proti hnilobě kořenů, padlí a připalování. Doporučeno pro cigarety a dýmky. Výsev sazenic se provádí na konci března – dubna. Před setím se nádoba naplní mírně vlhkou zeminou (tři díly hlinitopísčité travní zeminy a jeden díl dobře prohnilého a prosetého humusu), povrch se zhutní a urovná. Semena jsou rovnoměrně rozmístěna po povrchu, lehce zatlačena do substrátu, navlhčena rozprašovačem a pokryta fólií. Plodiny se umístí na světlé, teplé místo, zalévají se přes podnos a každý den se větrají (zvedněte film na 30 minut). Mladé rostliny se vysazují do otevřené půdy v polovině – koncem května ve vzdálenosti 50-70 cm.Od poloviny července začínají sbírat a sušit tabák. Tabák se před použitím fermentuje.
Doprava zdarma do následujících zemí: Zobrazit více Zobrazit méně
- k dispozici
- Dodání do 3-6 dnů 1
Tabák ke kouření BURLEIGH 413
Brzy zrající, produktivní odrůda s vysoce kvalitními listy, nízkým obsahem cukru (ne více než 0,8 %) a průměrným obsahem nikotinu (1,4-4,5 %). Rostlina je elipsovitá, s vyvýšenými listy. List je řapíkatý, dlouhý, žlutozelený, velmi hladký, úzce eliptický, s mírně špičatou špičkou. Počet technicky vhodných listů je 29-31, délka listu 43-46 cm, šířka 23 cm Vegetační doba od výsadby sazenic do dozrání listů průměrného lámání je 80 dní, do posledního lámání 109 dní.
