Różnica między nasionami hybrydowymi i GM

Nasiona hybrydowe

Hybryda jest tworzona, gdy dwie genetycznie różne rośliny macierzyste tego samego gatunku są zapylone krzyżowo. Podczas zapylania pyłek z samca nawożnia gamety z żeńskich jajników w celu wytworzenia nasion potomstwa. Materiał genetyczny z roślin męskich i żeńskich łączy się, tworząc tak zwane nasiona hybrydowe pierwszej generacji (F1).

W naturze:

Rośliny kwitnące ewoluowały różne mechanizmy w celu wytworzenia potomstwa z różnorodnymi cechami genetycznymi, aby uzyskać większą szansę na przeżycie w zmieniających się środowiskach.

Dicliny to występowanie kwiatów uniseksualnych (w przeciwieństwie do hermafrodyty). Dioecious rośliny niosą kwiaty męskie i żeńskie na oddzielnych roślinach (w przeciwieństwie do monoecious, które niosą oba na tej samej roślinie). Zmusza to zapylenie krzyżowe do odbycia.

Dichogamia jest czasową różnicą w dojrzałości przeciwpożarowej i piętna (odpowiednio męskie i żeńskie narządy roślin rozrodczych), ponownie zachęcając do zapylania krzyżowego. Protandry odnosi się do rozczarowania (dojrzewania) pylnika, zanim piętno stanie się otwarte, podczas gdy protogyny może być postrzegany jako przeciwny scenariusz.

Samorozwinięta (odrzucenie pyłku z tej samej rośliny) i Herkogamia (przestrzenne oddzielenie pylników i piętna) zapewniają unikanie samozapłaniania.

Samorozwinięta jest podzielona na typy heteromorficzne i homomorficzne. Rośliny z distiale (2 typy kwiatów) lub trystyle (3 typy) heteromorficzne kwiaty, wykazują widoczne różnice w strukturach reprodukcyjnych między każdym typem. Tylko kwiaty różnych typów są kompatybilne dla zapylania ze względu na piętno i wysokości stylu. Kwiaty homomorficzne, choć morfologicznie takie same (z wyglądu), mają kompatybilności kontrolowane przez geny. Im bardziej genetyczne podobieństwo między pyłkami i jajnikami (gamety żeńskie), tym bardziej prawdopodobne jest, że będą one niezgodne z powodu zapłodnienia.[I]

Użytek komercyjny:

Chociaż hybrydyza. Przykładami są odporność na szkodniki, choroby, zepsucie, chemikalia i stresy środowiskowe, takie jak susza i mróz, a także poprawa wydajności, wyglądu i profilu składników odżywczych.

Hybrydy są wytwarzane w środowiskach o niskiej technologii, takich jak objęte pola upraw lub szklarnie. Przykłady nowych upraw, które istnieją tylko jako hybrydy, obejmują rzepak, grejpfrut, słodką kukurydzę, kantalupy, bezprzewodowe arbuzy, tangelos, klementynki, apriamy i plam. [ii] uprawy hybrydowe zostały zbadane w U.S. W latach dwudziestych i do lat 30. XX wieku hybrydowa kukurydza stała się powszechnie używana.[iii]

Hybrydyzacja pochodzi z teorii Charlesa Darwina i Gregora Mendla w połowie XIX wieku. Pierwsza metoda stosowana przez rolników jest znana jako Corn Corn Cena, w której pyłek roślin dla matki jest usuwany i sadzony między rzędami roślin ojca, zapewniając zapylanie tylko z pyłku ojca. Tak więc nasiona zebrane z roślin matki to hybrydy. ⁱⁱ Ręczne usunięcie męskich struktur organów rośliny jest znane jako emaskulacja ręczna.

Modyfikacja płci to kolejna metoda przyjęta przez rolników w celu bezpośredniej hodowli roślin. Ekspresję płciową może być kontrolowana przez zmieniające się czynniki, takie jak odżywianie roślin, ekspozycja na światło i temperaturę oraz fitohormony. Hormony roślinne, takie jak auksyny, etherl, erthephon, cytokininy i mrassinosteroidy, a także niskie temperatury, powodują zmianę w kierunku ekspresji płci żeńskiej kobiety. Hormonowe obróbka giberellin, azotanu srebra i ptalimidu, a także wysokie temperatury, sprzyjają męskości. ^I

Obawy dotyczące patentowania i ekonomiczne

Generowanie F1 jest unikalną różnorodnością, która po przekroczeniu własnej generacji do produkcji serii F2 spowoduje rośliny z nowymi, losowymi kombinacjami genetycznymi DNA macierzystego. Z tego powodu nasiona F1 dają swoim producentom prawa patentowe, ponieważ to samo nasiona musi być kupowane każdego roku do sadzenia.

Chociaż korzystne, nasiona hybrydowe są zbyt drogie do stosowania w krajach rozwijających się, ponieważ koszt nasion jest połączony z wymogiem drogich maszyn do nawilgania i stosowania pestycydów. Zielona rewolucja, Kampania mające na celu rozpowszechnianie stosowania nasion hybrydowych do zwiększonej produkcji żywności, była w rzeczywistości szkodliwa ekonomicznie w wiejskich społecznościach rolniczych. Wniosły koszty utrzymania, zmusiły rolników do sprzedaży gruntów agrobiznesu, jeszcze bardziej poszerzając lukę między bogatymi i biednymi.

Nasiona GM

Rekombinowana technologia DNA obejmuje łączenie genów organizmów, nawet z różnych gatunków (które nigdy nie mogłyby się rozmnażać w naturze), aby skutkować „transgenicznym” organizmem. Zamiast reprodukcji płciowej, drogie techniki laboratoryjne są stosowane do tworzenia organizmu zmodyfikowanego genetycznie lub „GMO”. ⁱⁱ

Metody:

Pistolety genowe są najczęstszą metodą wprowadzania obcych materiałów genetycznych do genomów upraw monokotów, takich jak pszenica lub kukurydza. DNA jest związane z cząsteczkami złota lub wolframu, które są przyspieszane na wysokich poziomach energii i penetrują ścianę komórkową i błony, gdzie DNA integruje się z jądrem. Wadą jest to, że może wystąpić uszkodzenie tkanki komórkowej.[iv]

Agrobakteria to pasożyty roślinne, które mają naturalną zdolność do przekształcania komórek roślinnych poprzez wstawienie ich genów do gospodarzy roślin. Ta informacja genetyczna, noszona na pierścieniu oddzielnego DNA znanego jako plazmid, kodeks wzrostu guza w roślinie. Ta adaptacja umożliwia bakterii uzyskanie składników odżywczych z guza. Naukowcy używają Agrobacterium tumefaciens Jako wektor do przenoszenia pożądanych genów przez plazmid TI (indukujący nowotwór) do odmian roślin dwuliściennych, takich jak ziemniaki, pomidory i tytoń. DNA T (transformujący DNA) integruje się z DNA roślin, a geny te są następnie wyrażane przez roślinę.[v]

Mikroiniekcja i elektroporacja są innymi metodami przenoszenia genów do DNA, pierwszego bezpośrednio i drugiego za pośrednictwem porów. Ostatnio technologie CRISPR-CAS9 i TALEN pojawiły się jako jeszcze bardziej precyzyjne metody edytowania genomów.

Transfery DNA występują również w naturze, głównie w bakteriach za pomocą mechanizmów takich jak aktywność transpozonów (pierwiastki genetyczne) i wirusy. Tak wiele patogenów ewoluuje, aby stać się odpornymi na antybiotyki. ^iv

Genomy roślinne są modyfikowane tak, aby obejmowały cechy, które nie mogą występować naturalnie u gatunku. Organizmy te są opatentowane do stosowania w przemyśle żywności i medycyny, między innymi aplikacjami biotechnologicznymi, takimi jak produkcja farmaceutyków i innych produktów przemysłowych, biopaliwa i gospodarki odpadami. ⁱⁱ

Użytek komercyjny:

Pierwsza uprawa „GM” (genetycznie zmodyfikowana) była oporną na antybiotyki roślinę tytoniową, wyprodukowaną w 1982 roku. Próby polowe dla roślin tytoniowych opornych na herbicydy we Francji i USA nastąpiły w 1986 r. Pierwsza żywność GM sprzedawana była komercyjnie, był tytoń odporny na wirusy, który wszedł na rynek chińskiej Republiki Ludowej w 1992 roku. ^iv „Flavr Savr” był pierwszą uprawą GM sprzedawaną na rynku w U.S. W 1994 r.: pomidor oporny na gnicie opracowany przez Calgene, firmę, która później została zakupiona przez Monsanto. W tym samym roku Europa zatwierdziła swoją pierwszą genetycznie uprawną uprawę do sprzedaży komercyjnej, tytoniu odpornego na herbicydy. ⁱⁱ

Rośliny tytoniowe, kukurydziane, ryżowe i bawełniane zostały zmodyfikowane przez dodanie materiału genetycznego z bakterii BT (Bakcyl thuringiensis) Aby włączyć właściwości oporne na owady bakterii. Odporność na wirusa mozaiki ogórka, wśród innych patogenów, została wprowadzona do plonów papai, ziemniaków i squasha.Uprawy „Gotowe”, takie jak soja, są w stanie przetrwać narażenie na herbicydu zawierający glifosat, znany jako podsumowanie. Glifosat zabija rośliny, zakłócając ich szlaki metaboliczne syntezujące aminokwasy. ^iv

Profile składników odżywczych roślin zostały zwiększone dla korzyści dla zdrowia ludzkiego, a także ulepszona karma dla zwierząt gospodarskich. Kraje, które polegają na uprawach nasion i roślin strączkowych naturalnie pozbawionych aminokwasów, wytwarzają nasiona GM o wyższym poziomie aminokwasów lizyny, metioniny i cysteiny. Ryż wzbogacony w beta-karoten został wprowadzony w krajach azjatyckich, w których niedobór witaminy A jest powszechną przyczyną problemów z wzroścami u małych dzieci.

Plant Pharming to kolejny aspekt inżynierii genetycznej. Jest to zastosowanie zmodyfikowanych masy roślin do produkcji produktów farmaceutycznych, takich jak szczepionki. Rośliny takie jak kustki, tytoń, ziemniaki, kapusta i marchewka są najczęściej stosowanymi roślinami do badań genetycznych i pozyskiwania użytecznych związków, ponieważ poszczególne komórki można usunąć, zmieniać i wyhodować w hodowlach tkanek, aby stać się masą niezróżnicowanych komórek zwanych A kostnina. Te komórki kalusa nie zostały jeszcze wyspecjalizowane w funkcji, a zatem mogą tworzyć całą roślinę (zjawisko znane jako totipotency). Ponieważ roślina powstała z pojedynczej genetycznie zmienionej komórki, cała roślina będzie składać się z komórek z nowym genomem, a niektóre z jej nasion wytwarzają potomstwo z tą samą wprowadzoną cechą. ^v

Debaty etyczne i skutki ekonomiczne

Do 1999 r. Dwie trzecie wszystkich u.S. Przetworzona żywność zawierała składniki GM. Od 1996 r. Całkowita powierzchnia ziemi uprawiająca GMO wzrosła 100-krotnie. Technologia GM spowodowała duży wzrost plonów i zysków rolników, a także zmniejszenie używania pestycydów, szczególnie w krajach rozwijających się. ⁱⁱ Założyciele inżynierii genetycznej upraw, a mianowicie Robert Fraley, Marc Van Montagu i Mary-Dell Chilton, otrzymali nagrodę Światową Food Nagrodę w 2013 r. Za poprawę „jakości, ilości lub dostępności” żywności na granicy na granicy. ^iv

Produkcja GMO jest nadal kontrowersyjnym tematem, a kraje różnią się regulacją aspektów patentowania i marketingu. Podniesione obawy obejmują bezpieczeństwo konsumpcji ludzi i środowiska oraz kwestia żywych organizmów, które stają się własnością intelektualną. Protokół Cartagena ds. Biosa to międzynarodowa umowa w sprawie standardów bezpieczeństwa dotyczącego produkcji, transferu i użytkowania GMO. ⁱⁱ