Lugege põllumajanduse biotehnoloogia näidete kohta

Biotehnoloogiat peetakse sageli biomeditsiiniliste uuringute sünonüümiks, kuid on palju teisi tööstusharusid, kes kasutavad geenide uurimiseks, kloonimiseks ja muutmiseks biotehnoloogilisi meetodeid. Oleme harjunud oma igapäevaelus ensüümide ideega harjutama ning paljud inimesed on tundlikud GMOde kasutamise meie toitudes kasutamise vastu. Põllumajandustööstus on selle arutelu keskmes, kuid alates George Washington Carveri päevast on põllumajandus biotehnoloogia tootnud lugematuid uusi tooteid, mis võivad muuta meie elu paremaks.

  • 01 vaktsiinid

    Suukaudsed vaktsiinid on paljude aastate jooksul tööl olnud võimaliku lahendusena haiguse levikule vähearenenud riikides, kus kulud on liiga laialt levinud vaktsineerimisele. Geneetiliselt muundatud põllukultuurid, tavaliselt puuviljad või köögiviljad, mis on kavandatud nakkuslike patogeenide antigeensete valkude kandmiseks, mis põhjustavad imendumishäireid imendumiseks. Selle näide on patsiendi spetsiifiline vaktsiin vähi raviks. Kloonitud pahaloomulistest B-rakkudest on toodetud lümfoomivastane vaktsiin tubakataimedest, mis sisaldavad RNA-d. Saadud valku kasutatakse seejärel patsiendi vaktsineerimiseks ja nende immuunsüsteemi tugevdamiseks vähi vastu. Viirusevastased vaktsiinid on eeluuringutes näidanud märkimisväärset lubadust.
  • 02 antibiootikumid

    Taimi kasutatakse antibiootikumide tootmiseks inimestele ja loomadele. Antibiootikumide valkude väljendamine loomasöödas, mida toidetakse otseselt loomadele, on odavam kui traditsiooniline antibiootikumide tootmine, kuid selline praktika tekitab palju bioeetikaküsimusi, kuna selle tulemuseks on laialt levinud antibiootikumide kasvu soodustav antibiootikum, mis võib soodustada antibiootikumiresistentsete bakteritüvede kasvu. Mitmed eelised taimede kasutamisele antibiootikumide tootmiseks inimestel on väiksemad kulud, kuna suuremat kogust toodet saab taimedest ja fermentatsiooniüksusest , puhastamise hõlbustamiseks ja saastumise vähendamiseks võrreldes imetajarakkude ja -kultuuri kasutamisega meedias.
  • 03 Lilled

    Põllumajanduslik biotehnoloogia on rohkem kui lihtsalt haiguse vastu võitlemine või toidu kvaliteedi parandamine . On olemas mõned puhtalt esteetilised rakendused ja näide sellest on geenide identifitseerimise ja ülekandemeetodite kasutamine lillide värvi, lõhna, suuruse ja muude omaduste parandamiseks. Samuti on biotehnoloogiat kasutatud teiste tavaliste dekoratiivtaimede, eriti põõsaste ja puudade parandamiseks. Mõned nendest muudatustest on sarnased põllukultuuride tehtud muudatustega, näiteks troopiliste taimede tõu külma vastupidavuse suurendamine, nii et seda saab kasvatada põhjaaedades.
  • 04 Biokütused

    Tom Merton

    Põllumajandustööstus mängib biokütuste tööstuses suurt rolli, pakkudes bioõli, biodiisli ja bioetanooli kääritamise ja rafineerimise lähteaineid. Geneetilise inseneri ja ensüümi optimeerimise meetodeid kasutatakse parema kvaliteediga toorainete väljatöötamiseks, et tõhusamalt muundada ja saadaolevate kütusetoodete kõrgem BTU väljund. Kõrge saagisega, energiamahukad põllukultuurid võivad minimeerida kogumise ja transportimisega seotud suhtelisi kulusid (toodetud energiaühiku kohta), mille tulemuseks on kõrgema kütusekuluga tooted.

  • 05 Taime- ja loomakasvatus

    Taimede ja loomade tunnuste suurendamine traditsiooniliste meetodite abil, nagu risttolistamine, pookimine ja ristamine, on aeganõudev. Biotehnoloogia edusammud võimaldavad teha spetsiifilisi muudatusi molekulaarsel tasandil geneetiliste üleekspressioonide või deletsioonide või võõrgeenide kasutuselevõtu kaudu. Viimane on võimalik kasutades geeniekspressiooni kontrollimehhanisme, nagu spetsiifilised geeni promootorid ja transkriptsioonifaktorid . Meetodid, näiteks markeriga seotud valik, parandavad "suunatud" loomade kasvatamise efektiivsust ilma GMOdega tavaliselt seotud vastuoludeta. Geeni kloonimismeetodid peavad käsitlema ka geneetilise koodi liigi erinevusi, intronide olemasolu või puudumist ja translatsioonijärgseid modifikatsioone nagu metüülimist.
  • 06 Pestitsiidivastased taimed

    Aastaid kasutati tolmakultuuride jaoks mikroob Bacillus thuringiensis , mis toodab putukatele mürgiseid valke, eelkõige Euroopa maisiiburit. Tolmu eemaldamise vajaduse kõrvaldamiseks arendas teadlaste esmakordselt Bt-valku ekspresseeriva transgeense maisi, millele järgnes Bt kartul ja puuvill. Bt valk ei ole inimestele mürgine ja transgeensed põllukultuurid muudavad põllumeestel kergemate nakkuste vältimiseks lihtsamaks. 1999. aastal tekkisid Bt-maisi vastuolud uuringu põhjal, mis tõi välja, et õietolm migreerub piimapulbile, kus see suri sinna sõitnud monarhi vastseid. Järgnevad uuringud näitasid, et vastsed on väga väikesed ja viimastel aastatel on Bt-maisi vastuolud keskendunud muutustele putukate resistentsuse teema suhtes.
  • 07 Pestitsiidikindlad põllukultuurid

    Nende seas ei tohi segi ajada kahjuritõrjega , need taimed on tolerantsed, et võimaldada talupidajatel selektiivselt tappa ümbritsevaid umbrohtu, kahjustamata nende põllukultuure. Kõige kuulsam näide sellest on Monsanto välja töötatud Roundup-Ready tehnoloogia. Esmakordselt 1998. aastal toodetud geneetiliselt muundatud sojaubadena ei mõjuta herbitsiid glüfosaadi Roundup-Ready taimi, mida saab kasutada suures koguses, et kõrvaldada kõik muud taimed selles valdkonnas. Sellisteks eelisteks on ajutine kokkuhoid ja traditsioonilise rohumaalaprobleemiga seotud kulud umbrohtude vähendamiseks või eri tüüpi herbitsiidide mitmesugused rakendused, et selektiivselt eemaldada teatavaid umbrohtliike. Võimalikud puudused hõlmavad kõiki GMOde vastuolulisi vastuväiteid.
  • 08 toiteväärtuse lisamine

    Inimeste tervise parandamiseks, eriti vähearenenud riikides, loovad teadlased geneetiliselt muundatud toidud, mis sisaldavad toitaineid, mis teadaolevalt aitavad võidelda haiguse või alatoiduga. Selle näiteks on Kuldne riis , mis sisaldab meie keha A-vitamiini produktsiooni beetakaroteeni. Risist söövad inimesed toodavad rohkem A-vitamiini, mis on Aasia riikides vaeste toitumisharjumustest puudu. Kolm geeni, kaks nartsissidest ja üks bakterist, mis on võimelised katalüüsima neli biokeemilist reaktsiooni, kloneeriti riisiks, et muuta see "kuldseks". Nime pärineb transgeense tera värvusest beetakaroteeni üleekspresseerimise tõttu, mis annab porgandile oranži värvuse.
  • 09 Abiootiline stressi vastupanu

    Vähem kui 20% maast on haritav maa, kuid mõned põllukultuurid on geneetiliselt muudetud, et muuta need sallivamaks, külmamaks ja põuaks sallivamaks. Naatriumide võtmisega tegelevate taimede geenide avastamine on kaasa toonud kõrgete soolakeskkondade kasvatamise väljalülitamise taimede arendamise. Transkriptsiooni üles- või allareguleerimine on üldiselt meetod, mida kasutatakse taimede talutavuse pidurdamiseks. Kuivatatud ja rapsiseemne taimed, mis on võimelised elama põuastes, on oma neljandal aastal Californias ja Colorado välitestides ning eeldatakse, et nad jõuavad turule 4-5 aastat.
  • 10 tööstusliku tugevuse kiud

    Cmglee / Wikimedia CC 2.0

    Spider siid on meestele kõige tugevam kiud, tugevam kui Kevlar (kasutatakse selleks, et teha kuulikindlaid vestike), millel on suurem tõmbetugevus kui teras. 2000. aasta augustis teatas Kanada ettevõte Nexia transgeensete kitsede arengust, mis toodavad oma piimas spideri siidiproteiine. Kuigi see lahendas valkude massitootmise probleemi, jäeti programm välja, kui teadlased ei suutnud välja mõelda, kuidas neid spiraalseid kiude nagu spider teha. 2005. aastaks olid kitsed müügiks kõigile, kes neid võtaksid. Kuigi tundub, et ämblikõmbluse idee on praeguseks paigutatud riiulile, on see tehnoloogia, mis tulevikus kindlasti ilmub, kui siidist kootud on veel rohkem teavet.