Hibridinių ir GM sėklų skirtumas

HIBRIDINĖS SĖKLOS

Hibridas sukuriamas, kai kryžmiškai apdulkinami du genetiškai skirtingi tos pačios rūšies motininiai augalai. Apdulkinimo metu vyriškos lyties žiedadulkės apvaisina lytines kiaušides iš moterų kiaušinių, kad išaugintų palikuonių sėklas. Vyriškojo ir moteriškojo augalo genetinė medžiaga susimaišo ir taip vadinamos pirmosios kartos (F1) hibridinės sėklos.

Gamtoje:

Žydintys augalai sukūrė įvairius mechanizmus, siekdami gauti palikuonių su įvairiais genetiniais bruožais, kad padidėtų tikimybė išgyventi besikeičiančioje aplinkoje.

Diclinija yra vienišų (priešingai nei hermafroditas) gėlių atsiradimas. Dvialaikiai augalai neša vyriškas ir moteriškas gėles ant atskirų augalų (priešingai nei vienaląsčiai, kurie abu nešioja tą patį augalą). Tai verčia įvykti kryžminimą.

Dichogamy yra laikinas skirtumas tarp grybų ir stigmos brandos (atitinkamai vyrų ir moterų reprodukcinių augalų organai), vėl skatinant kryžminimą. Protandry reiškia anterio atsiskyrimą (brendimą), kol stigma tampa imli, o prototipija gali būti vertinama kaip priešingas scenarijus..

Savęs nesuderinamumas (to paties augalo žiedadulkių atmetimas) ir herkogamija (erdvinis skruzdžių atskyrimas ir stigma) užtikrina, kad bus išvengta savaiminio apvaisinimo..

Savęs nesuderinamumas skirstomas į heteromorfinius ir homomorfinius tipus. Augalai, turintys distilines (2 rūšių gėles) arba tristiles (3 rūšis) heteromorfines gėles, turi pastebimus kiekvienos rūšies reprodukcinių struktūrų skirtumus. Dėl stigmos ir stiliaus aukščio apdulkinimui tinka tik skirtingų rūšių gėlės. Homomorfinės gėlės, nors morfologiškai vienodos (savo išvaizda), tačiau suderinamumą kontroliuoja genai. Kuo daugiau žiedadulkių ir kiaušialąsčių (lytinių lytinių lytinių organų) genetinio panašumo, tuo didesnė tikimybė, kad jos bus nesuderinamos su apvaisinimu. [I]

Komercinis naudojimas:

Nors hibridizacija gamtoje vyksta natūraliai, augalų selekcininkai ją gali kontroliuoti, kad augtų komerciškai pageidaujami bruožų deriniai. Pavyzdžiai yra atsparumas kenkėjams, ligoms, gedimui, cheminėms medžiagoms ir aplinkos poveikiui, tokiam kaip sausra ir šaltis, taip pat derliaus, išvaizdos ir maistinių medžiagų profilio pagerinimas.

Hibridai gaminami žemų technologijų sąlygomis, tokiose kaip dengti pasėlių laukai ar šiltnamiai. Naujų pasėlių, kurie egzistuoja tik kaip hibridai, pavyzdžiai yra rapsai, greipfrutai, saldieji kukurūzai, kantalupos, arbūzai be sėklų, tangelai, klementinos, apriumai ir pluoštai. [ii] Hibridiniai pasėliai buvo tiriami JAV 1920-aisiais, o iki 1930-ųjų hibridiniai kukurūzai buvo plačiai naudojami. [iii]

Hibridizacija kilo iš Charleso Darwino ir Gregoro Mendelio teorijų 1800-ųjų viduryje. Pirmasis žemdirbių naudojamas metodas yra žinomas kaip kukurūzų valymas, kai motininių kukurūzų augalų žiedadulkės pašalinamos ir sodinamos tarp tėvo augalų eilių, užtikrinant, kad apdulkinimas būtų atliekamas tik iš tėvo žiedadulkių. Taigi iš motininių augalų išaugintos sėklos yra hibridai. ⁱⁱ Augalų vyriškų organų struktūrų pašalinimas rankomis yra žinomas kaip rankos ištrynimas.

Lyties modifikavimas yra dar vienas būdas, kurį ūkininkai naudoja siekdami nukreipti augalų veisimą. Lyties raišką galima valdyti keičiantis veiksniams, tokiems kaip augalų mityba, apšvita ir temperatūra bei fitohormonai. Augaliniai hormonai, tokie kaip auksinai, eteris, ertofonas, citokininai ir brassinosteroidai, taip pat žema temperatūra sukelia poslinkį link moteriškos lyties išraiškos. Gibberellinų, sidabro nitrato ir pthalimido gydymas hormonais, taip pat aukšta temperatūra paprastai skatina vyriškumą.. ⁱ

Patentavimas ir ekonominės problemos

F1 karta yra unikali veislė, kuri, sukryžminus ją su savo karta, sukuria F2 seriją, išaugins augalus su naujais, atsitiktiniais genetiniais pirminės DNR deriniais. Dėl šios priežasties F1 sėklos gamintojams suteikia patentų teises, nes sodinimui kiekvienais metais reikia pirkti tą pačią sėklą.

Hibridinės sėklos, nors ir naudingos, yra per brangios naudojimui besivystančiose šalyse, nes sėklų kaina yra susijusi su brangios tręšimo ir pesticidų paskleidimo mašinos reikalavimu. Žalioji revoliucija, kampanija, kuria buvo siekiama skleisti hibridinių sėklų naudojimą maisto produktų gamybai, iš tikrųjų buvo ekonomiškai žalinga kaimo ūkininkų bendruomenėse. Didelės priežiūros išlaidos privertė ūkininkus parduoti savo žemę žemės ūkio įmonėms, dar labiau padidindamos atotrūkį tarp turtingųjų ir vargšų.

GM SĖKLOS

Rekombinantinė DNR technologija apima organizmų genų sujungimą, net iš skirtingų rūšių (kurie niekada negalėjo veistis gamtoje), kad būtų gautas „transgeninis“ organizmas. Genetiškai modifikuotam organizmui sukurti yra naudojami ne brangūs laboratoriniai metodai, o „GMO“.. ⁱⁱ

Metodai:

Genų pistoletai yra labiausiai paplitęs svetimos genetinės medžiagos patekimo į vienaląsčių kultūrų, pavyzdžiui, kviečių ar kukurūzų, genomus būdas. DNR jungiasi su aukso ar volframo dalelėmis, kurios pagreitėja esant dideliam energijos lygiui ir prasiskverbia pro ląstelės sienelę bei membranas, kur DNR integruojasi į branduolį. Trūkumas yra tai, kad gali būti pažeisti ląstelių audiniai. [Iv]

Agrobakterijos yra augalų parazitai, kurie turi natūralų sugebėjimą transformuoti augalų ląsteles, įterpdami jų genus į augalų šeimininkus. Ši genetinė informacija, gauta ant atskiro DNR žiedo, vadinamo plazmidė, koduoja naviko augimą augale. Ši adaptacija leidžia bakterijai gauti maistinių medžiagų iš naviko. Mokslininkai naudoja Agrobacterium tumefaciens kaip vektorius, per kurį per Ti (naviką sukeliančią) plazmidę galima perkelti norimus genus į dviskilčių augalų veisles, tokias kaip bulvės, pomidorai ir tabakas. T DNR (transformuojanti DNR) integruojasi į augalo DNR ir šiuos genus ekspresuoja augalas. [V]

Mikroinjekcijos ir elektroporacija yra kiti genų pernešimo į DNR būdai: pirmasis tiesiogiai ir antras per poras. Neseniai CRISPR-CAS9 ir TALEN technologijos tapo dar tikslesniais genomų redagavimo metodais.

DNR pernešimas taip pat vyksta gamtoje, daugiausia bakterijose, naudojant tokius mechanizmus kaip transposonų (genetinių elementų) ir virusų aktyvumas. Taip išsivysto daugybė patogenų, kad taptų atsparūs antibiotikams. ^iv

Augalų genomai yra modifikuoti, įtraukiant bruožus, kurie natūraliai rūšims negali atsirasti. Šie organizmai yra patentuoti naudoti maisto ir medicinos pramonėje, be kitų biotechnologinių programų, tokių kaip vaistų ir kitų pramonės produktų gamyba, biokuras ir atliekų tvarkymas.. ⁱⁱ

Komercinis naudojimas:

Pirmasis „GM“ (genetiškai modifikuotas) pasėlis buvo antibiotikams atsparus tabako augalas, užaugintas 1982 m.. Herbicidams atsparių tabako augalų bandymai Prancūzijoje ir JAV buvo atlikti 1986 m., O po metų Belgijos kompanija, genetiškai modifikuota atspariems vabzdžiams. tabakas. Pirmasis komerciškai parduotas GM maistas buvo virusams atsparus tabakas, kuris į Kinijos Liaudies Respublikos rinką pateko 1992 m. ^iv „Flavr Savr“ buvo pirmasis 1994 m. Komerciškai JAV parduotas GM pasėlis: puviniui atsparus pomidoras, kurį sukūrė įmonė „Calgene“, kurią vėliau nupirko „Monsanto“. Tais pačiais metais Europa patvirtino savo pirmąjį genetiškai modifikuotą derlių, herbicidams atsparų tabaką. ⁱⁱ

Tabakas, kukurūzai, ryžiai ir medvilnės augalai buvo modifikuoti pridedant genetinę medžiagą iš bakterijos Bt (Bacillus thuringiensis) įtraukti bakterijos atsparias vabzdžiams savybes. Tarp kitų patogenų, atsparumas agurkų mozaikos virusui, buvo nustatytas papajų, bulvių ir moliūgų pasėliams. „Round-up Ready“ augalai, tokie kaip sojų pupelės, gali išgyventi veikdami herbicidą, kurio sudėtyje yra glifosato, vadinamą Round-up. Glifosatas žudo augalus, sutrikdydamas jų amino rūgščių sintezę metabolizmo kelius. ^iv

Augalo maistinių medžiagų profiliai buvo patobulinti, kad būtų naudinga žmonių sveikatai, taip pat pagerintas gyvulių pašaras. Šalys, kuriose pasėlius augina sėklos ir ankštiniai augalai, kuriuose natūraliai trūksta aminorūgščių, gamina GM sėklas, turinčias didesnį aminorūgščių lizino, metionino ir cisteino kiekį. Beta karotinu praturtinti ryžiai buvo pristatyti Azijos šalyse, kur vitamino A trūkumas yra dažna mažų vaikų regos problemų priežastis.

Augalų auginimas yra kitas genetinės inžinerijos aspektas. Tai yra masiškai užaugintų modifikuotų augalų panaudojimas gaminant farmacinius produktus, tokius kaip vakcinos. Augalai, tokie kaip banginis kresas, tabakas, bulvės, kopūstai ir morkos, yra dažniausiai naudojami augalai genetiniams tyrimams ir naudingų junginių surinkimui, nes atskiras ląsteles galima pašalinti, pakeisti ir užauginti audinių kultūrose, kad taptų nediferencijuotų ląstelių, vadinamų kalusas. Šios tulžies ląstelės dar nesispecializuoja pagal savo funkciją ir todėl gali sudaryti visą augalą (reiškinį, vadinamą totipotencija). Kadangi augalas išsivystė iš vienos genetiškai pakeistos ląstelės, visą augalą sudarys ląstelės su nauju genomu, o kai kurios jo sėklos duos palikuonių su tuo pačiu įvestu bruožu. ^v

Etiniai debatai ir ekonominis poveikis

Iki 1999 m. Du trečdalius visų JAV perdirbtų maisto produktų turėjo GM ingredientai. Nuo 1996 m. Bendras GMO auginamas žemės plotas padidėjo 100 kartų. Dėl GM technologijos labai padidėjo derlius ir ūkininkų pelnas, taip pat sumažėjo pesticidų naudojimas, ypač besivystančiose šalyse. ⁱⁱ Pasėlių genų inžinerijos įkūrėjai Robertas Fraley, Marcas Van Montagu ir Mary-Dell Chilton 2013 m. Buvo apdovanoti Pasaulio maisto premija už tai, kad pagerino maisto „kokybę, kiekį ar prieinamumą“ tarptautiniu mastu.. ^iv

GMO gamyba vis dar yra ginčytina tema ir šalys skiriasi savo patentavimo ir rinkodaros aspektų reglamentavimu. Iškeltas susirūpinimas apima saugą žmonėms vartoti ir aplinkai bei gyvų organizmų intelektinės nuosavybės klausimą. Kartachenos biosaugos protokolas yra tarptautinis susitarimas dėl GMO gamybos, perdavimo ir naudojimo saugos standartų.