Põllumajanduse biotehnoloogia mõistmine, meetodid, eelised ja näited
Põllumajanduse biotehnoloogia mõistmine
Seda biotehnoloogiat ei rakendata ainult farmaatsias, meditsiinis ja toidus, seda saab rakendada ka põllumajanduses. Komposti ja biogaasi valmistamine on üks lihtne näide põllumajandusliku biotehnoloogia rakendamisel. Põllumajanduslikku biotehnoloogiat kasutatakse praegusel ajal tänapäevaselt, siin on mõned näited põllumajanduse biotehnoloogiast.
Põllumajanduslik biotehnoloogia on üks olulisi teadusharusid biotehnoloogia arendamisel, mis on suunatud inimeste toiduvajaduste rahuldamisele. Troopilise ja agraarse riigina, kus enamikul elanikest on põllumajanduses elatusallikad, on Indoneesias taimestiku ja loomastiku mitmekesisus fauna on väga kõrge, samuti on sõltuvus põllumajandussektorist väga suur, nii et biotehnoloogia arendamise pingutused on väga oluline asi absoluutne.
Taimeomadusi saab parandada, kasutades biotehnoloogiaga geneetilisi muundamismeetodeid, et saada kõrgekvaliteedilisi sorte, kõrge tootlikkusega, kahjuritele, patogeenidele ja herbitsiididele vastupidavaid. Molekulaarbioloogia areng on suuresti kaasa aidanud sordiaretuse teaduse arengule. Vaieldamatu on see, et geneetiline paranemine tavapärase sordiaretuse kaudu on andnud väga suure panuse maailma toiduvarudesse.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Biotehnoloogia määratlus ja selle selgitus
Põllumajandusliku biotehnoloogia eelised
Põllumajanduslik biotehnoloogia pakub palju eeliseid, sealhulgas järgmised eelised:
- Toota järeltulijaid, kellel on paremad omadused.
- Suurendada taimede kasvu ja arengut ning mitmekordistada põllumajandussaadusi
- Tooda väga konkurentsivõimelisi põllumajandusettevõtte tooteid.
- Taimede loomine, mis on vastupidavad erinevatele kahjuritele ja tingimustele.
- Taimede loomine, mis suudavad ise väetist valmistada.
- Vähendage keskkonnareostust ja vähendage tootmiskulusid.
Lisaks paljude eeliste pakkumisele on põllumajanduslikul biotehnoloogial ka mitmeid nõrkusi, sealhulgas:
- Välise risti esinemine õietolmu leviku tõttu transgeensetest taimedest teistele taimedele.
- On kompenseeriv toime.
- Tekkivad sihtkahjurid, mis on resistentsed putukamürkide suhtes.
- Kõrvaltoimete ilmnemine mittesiht kahjurite vastu.
- Selle laadimise hind on suhteliselt kõrge.
- Nõuab kõrgtehnoloogiat, nii et kokkupanekuks on vaja inimesi, kellel on erioskused.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Kaasaegsed biotehnoloogia rakendused - määratlus, geneetika, meditsiin, põllumajandus, loomakasvatus, jäätmed, biokeemia, viroloogia, rakubioloogia
Põllumajandusliku biotehnoloogia komponendi meetod
Biotehnoloogia komponentideks põllumajanduses on taimed ja nende ained, tehnikad ja aretussaadused. Mõned põllumajandusliku biotehnoloogia valdkonnas kasutatavad tehnikad hõlmavad järgmist:
Tavapärane abielu valik ja hübridiseerimine
Geenitehnoloogia taimedes pole midagi uut. Alates põllumajanduse arengust on põllumehed valinud seemned vastavalt soovitud omadustele. Kuigi ristamisel võib saada suuri maisitõlvikuid, sisaldavad õunad palju vett ja kaasaegsel viisil saadud suurepäraseid seemneid, kuid see meetod võtab kaua aega ja mitte teatud. Kõrgemate seemnete saamiseks vastavalt soovitud omadustele toimub see ristamisel 2 tüüpi taimi ja hübriidsete järglaste korduv ristamine ühe vanemaga.
Tegelikult ei saa eri liikide taimi hübridiseerida, sest geneetilisi omadusi ei saa taimedest eraldada. Biotehnoloogia abil saab neist piirangutest üle. Teadlased saavad nüüd soovitud tunnuste spetsiifilised geenid taimedesse üle kanda. See protsess on kiire ja kindel, kuna taimedel on geneetikutele mitmeid eeliseid, nimelt:
- Ristandamise pikk ajalugu pakub taimegeneetikutele hulgaliselt tüvesid, mida saab molekulaarselt ära kasutada.
- Taimed annavad palju järglasi, nii et rekombinantsed mutatsioonid on hõlpsasti leitavad.
- Taimedel on parem taastumisvõime kui loomadel.
- Liigipiirid ja suguline ühilduvus ei ole püsivad probleemid.
Tavapärase hübridiseerimise ja geneetilise muundamise tulemusel saadud sortide geenide võrdlus
Sellel tavapärasel tehnikal on nii eeliseid kui ka puudusi. Tavapärase tehnika eeliseks on see, et see võib toota suurepäraseid seemneid, puuduseks on see, et seda saab teha ainult sama liigi (tüübi) puhul.
Kloonimine (taime kasvatamine ühest rakust)
Üldiselt erinevad taimerakud loomadest, kuid üks biotehnoloogia jaoks oluline taimerakkude omadus on see, et ühest rakust saavad taastuda mitu taime.
Moodustunud uuel taimel on vanemraku uus kloon (kloon). See taimerakkude loomulik võime muudab need ideaalseks geeniuuringute jaoks. Pärast uue geneetilise materjali tootmist taimerakus see kiiresti moodustub küpsed taimed ja teadlased saavad geneetiliste modifikatsioonide tulemused teada suhteliselt lühikese aja jooksul.
Protoplast Fusion
Protoplasti sulandumine on looduslik protsess, mis toimub madalamatest taimedest kõrgemate taimedeni. Protoplastide liitmine on protoplastide kombinatsioon teiste liikide teiste protoplastidega, moodustades seejärel rakud, mis võivad kasvada hübriidtaimedeks.
Somaatilist hübridisatsiooni protoplasma sulandumise kaudu kasutatakse kahe liigi või perekonna muude omaduste ühendamiseks, mida ei saa seksuaalselt ega mittesuguliselt ühendada. Seda saab teha, ühendades kogu sama liigi genoomi (liigisisene) või sama perekonna liikide vahel (liigidevaheline) või ühe perekonna vahel perekond (perekondadevaheline).
Kui taim on vigastatud, kasvab vigastatud piirkonnas hulk rakke, mida nimetatakse kalluseks. Kallusrakkudel on võime diferentseeruda nii võrseteks ja juurteks kui ka terveteks õistaimedeks. Nende rakkude loomulik potentsiaal on programmeeritud uuteks taimekandidaatideks, mis sobivad ideaalselt geenitehnoloogia jaoks. Nagu taimerakkudes, on ka kalluserakud ümbritsetud paksu tselluloosseinaga, mis on takistuseks uue DNA tekkele. Rakuseina saab lagundada koos tselluloosseinaga, et toota rakuseinata rakke, mida nimetatakse protoplastideks. Neid protoplaste saab kombineerida teiste protoplastidega mitmest liigist, moodustades seejärel rakud, mis võivad kasvada hübriidtaimedeks. Seda meetodit nimetatakse protoplastide liitmiseks.
Protoplastide liitmise eesmärk on saada somaatiline hübriid või hübriid või ületada seksuaalsete hübriidide puudused. Seksuaalhübriididel on puudusi, nimelt:
- Liigidevahelist ja sugudevahelist hübriidi on raske saada. Somaatiline hübridiseerimine võib sellest üle saada.
- Tsütoplasma sugulisel paaritumisel pärineb ainult naissoost vanemast. Viljastumisprotsessis kannavad isasugurakud ainult vähese tsütoplasmaga tuuma, vastupidi naisevanematel lisaks tuumale ja tsütoplasmale. Tsütoplasma saamiseks kahelt vanemalt peetakse tsütoplasma sulandumine.
Protoplasti liitmist saab kasutada liikide või taimetüvede ristamiseks tavaliste ristidega pole ühilduvusprobleemide tõttu võimalik teha füüsiline. Protoplasti fusioon avab võimaluse:
- Toodab viljakad amfidiploidsed somaatilised hübriidid seksuaalselt kokkusobimatute liikide vahel
- Tooda ühes taimeliigis heterosügootseid tüvesid, mida tavaliselt saab paljundada ainult vegetatiivselt, näiteks kartulites.
- Osa geeniteabe ülekandmine ühelt liigilt teisele, kasutades nähtust, mida nimetatakse kromosoomide eliminatsiooniks.
- Tsütoplasmas oleva geneetilise teabe edastamine ühelt tüvelt või liigilt teisele.
Protoplast fusion võib toota kahte võimalikku toodet:
- Hübriidne, kui kahe liigi tuumad tegelikult sulanduvad (sulanduvad)
- Hübriid (tsütoplasmiidne hübriid või heteroplast), kui sulandub ainult tsütoplasma, samal ajal kui ühe vanema geneetiline teave on kadunud.
Protoplasti termotuumasünteesiskeem toodete tootmisel
Sellel tehnikal on eeliseid ja puudusi. Selle tehnika eeliseks on see, et see võib toota teatud omadustega taimi ja seda saab teha erinevate liikidega. Selle tehnika puuduseks on see, et see on kallis ja nõuab suuremat täpsust (Nasir, 2002: 17-20).
Lehefragmentide tehnika
Geneetiline ülekanne toimub taimedes loomulikult vastusena patogeensetele organismidele. Näiteks võib haav nakatuda mullabakteriga nimega Agrobacterium tumefaciens (Agrobacter). Sellel bakteril on suur plasmiid (ümmargune topeltheeliksi DNA molekul), mis võib stimuleerida taimerakke pidevalt kasvama ilma kontrollita (kasvaja). Seega on need plasmiidid tuntud kui kasvajaid indutseerivad (Ti) plasmiidid. Kasvaja tulemust nimetatakse krooni sapiks. Nakkuse ajal kannavad need bakterid väikese osa oma geneetilisest materjalist (T-DNA) peremeestaime raku genoomi. Pärast sisestamist ekspresseerisid nakatatud taimerakud neid bakterigeene.
Bakteriaalsed plasmiidid andsid biotehnoloogidele idee kui DNA ülekande vahendi. Selle kasutamisel nimetavad teadlased seda sageli lehtede lõikamise tehnikaks. Selles tehnikas lõigatakse lehed väikesteks tükkideks ja kui lehetükid hakkavad taastuma, kultiveeritakse neid seejärel söötmel, mis sisaldab geneetiliselt muundatud Agrobacteri. Selle protsessi käigus integreeruvad DNA ja Ti plasmiid peremeesraku DNA-sse ja geneetiline materjal kantakse üle. Seejärel antakse lehetükkidele hormoone, mis stimuleerivad võrsete ja juurte kasvu.
Geenide liitmise mehhanism lehtede lõikamise tehnikate kaudu
Selle protsessi peamine puudus on see, et Agrobacter ei saa nakatada üheõielisi kultuure nagu mais ja nisu. Dicot taimed nagu tomatid, kartulid, õunad ja sojaoad on selle protsessi jaoks sobivad näited. Kuid hiljutised uuringud näitavad selgelt, et T-DNA-d saab lisada üheõielistesse liikidesse. Agrobakteritele resistentsete bakterite puhul kasutatakse seda geenipüstoli abil, nimelt: tulistab väikese DNA-ga ümbritsetud metalli taimeraku embrüo juurde, kus taimeraku tuum saab veel tulistada kloroplastid. Selle tehnika eeliseks on see, et sellest saab soovitud omadustega taimi (Amin, 2009: 24).
Invitro kultuuritehnika
In vitro kultuur on tehnika, mida saab kasutada taimede geneetilise mitmekesisuse, sealhulgas somaklonaalse mitmekesisuse suurendamiseks (Pedrieri, 2001). Ahlowalia (1986) sõnul võivad geneetilised muutused toimuda in vitro kultiveerimisperioodil või muteerunud rakkude olemasolu tõttu. Selle tehnoloogia teine kasutamine seemnete hankimiseks põhines algselt Moreli 1960. aasta Cymbidium orhideedel tehtud katse tulemustel.
In vitro kultuuri etapid
Lühikese aja jooksul saab väga piiratud taimsest materjalist seemneid toota suures koguses ja neil on samad omadused kui vanemal. See edu on julgustanud in vitro kasutamist paljundustehnoloogiana, mis pakub tavapärase tehnoloogiaga võrreldes palju eeliseid.
Siiski on selle rakendamisel sageli mitmeid takistusi, nimelt:
- Selle tehnika edu puitunud mitmeaastastel taimedel on endiselt madal, nii et selle kasutamine piirdub endiselt teatud tüüpi taimedega.
- Regulaarse värskendamise korral väheneb regenereerimisvõime
- Saadud seemnete geneetilise terviklikkuse vähenemine
- Eduka aklimatiseerumise protsent (eriti puitunud püsikute puhul) on endiselt suhteliselt madal
- Sisemiste patogeenide esinemine (eriti puitunud mitmeaastastes taimedes), mida on raske eemaldada
- Vaja on intensiivset, haritud ja kvalifitseeritud tööjõudu
- Nõuti üsna suurt algkapitali
Pierik Nurwandanis, Paristiyanti (2008) väidab, et in vitro kultuuri kaudu paljundamise võib öelda edukaks, kui see vastab järgmistele kriteeriumidele:
- Ei muuda vanempuu geneetilisi omadusi
- Tugev taimematerjali valik, mida kasutatakse eksplantaatidena, et olla haigustest vaba
- Paljundustehnika pole liiga keeruline
- Taastumisvõime, mis püsib kõrgel, ja
- Säästlik
Üheaastastes (pehmete seintega) regenereerimisprobleemid pole üldiselt probleemiks. Kõrge kasvufaktori saab saavutada teatud söötmepreparaatide abil. Erinevalt puitunud mitmeaastastest taimedest takistavad taastumisprotsessi paljud tegurid, sealhulgas:
- Madal meristeemiline võimsus
- Fenooli kõrge oksüdeerumisaste
- sklerenchyma võrk
- Orgaaniliste inhibiitorite kõrge sisaldus
- Juurteguri puudumine
- Kõrge ligniinisisaldus ja
- Lehepungade varane langus (Lestari, 2010).
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: "Radioaktiivse" määratlus ja (mõju tervisele - kasu põllumajanduses)
Hüdropoonika ja aeropoonika
Hüdropoonika töötab vee abil. Hüdropoonikas kasutatavate meetodite jaoks, näiteks veekultuuri kasutav veekultuur, kasutatakse järgmist meetodit: liivakultuur, kasutades muu hulgas liivakeskkonda ja poorset meetodit, kasutades uut kruusa- ja kildkeskkonda telliskivi. Selle liivameetodi abil on see edukas ja lihtne viis rakendada.
Hüdropoonika kasutamise eelised
- Suurem taimekasvatus
- Väetiste tõhusam kasutamine pupuk
- Ei sõltu looduslikest tingimustest
- Kahjuritest ja haigustest vabad taimed
- Kasva kiiremini
- Lihtne teha
- Ei vaja nii suurt pinda
Hüdropoonikas saadud puuviljad hõlmavad kurke, paprikat ja salatit, hüdropooniliselt saadavad taimed on tähevili, guajaav ja melon.
Aeropoonika on hüdropoonika tüüp, kuna toitelahust sisaldavat vett pihustatakse taime juurte tabamiseks uduna. Aeropoonika rakendamise põhimõte on vahtpolüstürool, millele antakse istutusaugud 15 cm kaugusele Seejärel ühendatakse köögiviljade seemikud vahu või kivivilla padja abil auku taim. Taime juurtes ripuvad vabalt alla, mis on vahtpolüstüroolist kiudude all on sprinkler või pihusti, mis eraldab juurte tabamiseks toitainelahuse udu ülespoole.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Hüdropoonika
Taimekudekultuur
Taimekudekultuur on meetod või tehnika taimeosade, nimelt rakkude, kudede, elundite ja protoplasma eraldamiseks ja nende kasvatamiseks söötmel. kunstlikult aseptilistes tingimustes kontrollitud ruumis, nii et taimeosad kasvavad ja arenevad terveks taimeks täielik.
Koekultuuri kaudu kasvanud osi nimetatakse eksplantaatideks. Kasutatavad eksplandid on tavaliselt pärit noortest taimekudedest, nagu võrsed, noored lehed ja juuretipud.
Taimekudede kultuuri tüübid
- Õietolmu anterkultuur on koekultuuri tehnika, milles kasutatakse tolmude või õietolmu eksplantaate.
- Kloroplasti kultuur on koekultuuritehnika, milles kasutatakse kloroplasti eksplantaate taimede omaduste parandamiseks uute sortide loomise abil.
- Maristemkultuur on koekultuuri tehnika, milles kasutatakse noorte kudede või meristeemide eksplantaate või taimeosi.
- Protoplasti kultuur on koekultuuri tehnika, milles kasutatakse protoplasti taimeosi või elusrakke, mis on nende rakuseintelt eemaldatud.
- Somaatiline rist ehk protoplasmaatiline rist on kahte tüüpi protoplasma ristumine üheks, seejärel kasvatage neid, nii et neist saaksid uute omadustega väikesed taimed.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Algloomade morfoloogia bioloogias
Biotehnoloogia uutes kõrgkultuurides
Biotehnoloogia uute kõrgemate taimesortide kujunemisel. Biotehnoloogia rakendamisel uute kõrgete taimede moodustamisel arendatakse paljusid välja inimeste vajaduste tõttu, mis üha suurenevad. Lisaks võib taime biotehnoloogia rakendamine hõlbustada põllumeest taimede kasvatamise protsessis. Biotehnoloogia abil valmistatud mitut tüüpi uued kõrgemad taimed on järgmised.
- Burbanki russetikartul on kõrge tärklisesisaldusega kartul, mis on võimeline tootma paremaid friikartuleid ja kartulikrõpse.
- Madala nikotiinisisaldusega tubakas on tubakatüüp, mida peetakse suitsetamisest tingitud vähirünnakute riski vähendamiseks.
- Kuldne riis on riis, mille terad on kollased nagu kuld ja sisaldavad karotenoide.
- Tomat flavrsavr on tomatitüüp, mille küpsed viljad ei mädane kergesti.
Kaasaegse põllumajandusliku biotehnoloogia roll
Tänapäevaste biotehnoloogia rakenduste näited. Biotehnoloogia abil valmistatud mitut tüüpi uued kõrgemad taimed on järgmised:
Kuldne riis
Riis on maailma peamine toidukultuur. Seega saab riis biotehnoloogias esmatähtsaks. Lisaks riisile on palju biotehnoloogiat saanud toidukultuurid kartulid. Biotehnoloogia rakendamine riisitaimedes on tegelikult tehtud juba pikka aega. Üks selle toodetest on kuldne riisipuu, mis võeti kasutusele 2001. aastal. Loodetavasti võib seda tüüpi riis aidata miljoneid inimesi, kellel on A-vitamiini ja rauapuuduse tõttu pimedus ja surm. A-vitamiin on hädavajalik nägemise, immuunvastuse, rakkude taastumise, luude kasvu ja paljunemise seisukohalt ning embrüonaalse kasvu jaoks.
Nime Kuldriis antakse seetõttu, et toodetud terad on kollased nagu kuld, kuna need sisaldavad karotenoide. Kuldriisi tootmiseks kasutatakse geenitehnoloogiat. Seda seetõttu, et pole riisi iduplasmi, mis oleks võimeline karotinoide sünteesima.
Russet Burbanki kartul
Praegu on kartulitootmises laialdaselt kasutatud biotehnoloogia tehnikaid. Nii seemnete, aretuskartuli kui ka geenitehnoloogia pakkumise tehnikas, et parandada kartuli kõrgemaid omadusi. Seemnete andmise osas on praegu koekultuuri tehnikaid laialdaselt kasutatud. Kudekultuuri meetodid võimaldavad põllumajandustootjatel saada suures koguses seemneid, mis on identsed vanemaga. Uue kartulisordi näiteks on Russet Burbanki kartul, mille tärklisesisaldus on kõrge toota friikartuleid ja kartulikrõpse parema kvaliteediga, kuna see imab vähem õli kui praetud.
Tomat FlavrSavr
Geenitehnoloogiat on kasutatud ka aiakultuuride puhul. Tuntud näide on tomat FlavrSavr, mis on tomatitüüp, mille küpsed viljad ei riku / mäda kergesti. See erineb oluliselt teistest tomatitaimedest, kus küpsed viljad riknevad kiiresti. FlavrSavr tomatiomadused on puuviljade kohaletoomiseks väga kasulikud juba ammu enne nende jõudmist tarbijate kätte.
Madala nikotiinisisaldusega tubakas
Üks suitsetamise paljudest puudustest on terviseprobleemid, mis on tingitud suurest nikotiinisisaldusest. Selle probleemi lahendamiseks kasutatakse biotehnoloogilist lähenemist, kokku pannes nikotiinivabad tubakataimed. 2001. aastal väideti, et seda tüüpi tubakas vähendab suitsetamisest tulenevat vähiriski. Lisaks nikotiinivabadusele tehakse tubakataimede jaoks ka muid biotehnoloogilisi puudutusi, näiteks suurendades aroomi teiste taimede aroomigeenide abil. Üks, mis on töötanud, on kombineerida see puuviljase sidrunilõhnaga.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Keskkonnareostuse määratlus, tüübid ja näited ning täielikud viisid selle ületamiseks
Põllumajanduse biotehnoloogia näited
Taime koe isoleerimise meetod
Kudekultuuritehnoloogia on põllumajanduses suur edasiminek. Kudekultuur on seemnete valmistamine ja paljundamine meediumikompositsioonimängude abil. Kasutatavad võivad olla kõik taimeorganite allikad, alates seemnetest, lehtedest, võrsetest jne, nii et see on laiem kui tavapärane pistikute tehnoloogia. Manipuleeritakse sellega, et rakud, mis moodustavad elundi, muutuvad kasutatava keskkonna hormoonide kaudu täiuslikuks taimeks. Nii et see on vana taseme biotehnoloogia, mitte kaasaegne biotehnoloogia. Taimkoekultuur on in vitro tehnika (klaasist), mis on viis taimede paljundamiseks, võttes kasvupunkti omavaid taimeosi. Lihtne näide banaanist - kui võtta kambium või selle juurte otsad, siis töödelda seda klaasis laboris, siis see osa jaguneb ise ja iga osa toodab taimi uus. Asi on selles, et seni, kuni taimel on kasvupunkt või mida nimetatakse meristeemiliseks koeks, saab taime paljundada (Pedrieri, 2001).
Kanamütsiini antibiootikumidele vastupidavad taimed
Geenitehnoloogia põllumajanduskultuuride valdkonnas toimub võõraste geenide taimedesse kandmise kaudu. Väljatöötatud tehnoloogia on plasmiidtehnoloogia. Plasmiidid ja bakterid Agrobacterium tumefaciens, mis on sisestatud antibiootikumidele resistentsete võõrgeenidega kanamütsiini (muundatud plasmiid) kultiveeritakse enese paljundamiseks ja sisestatakse seejärel kromosoomi taim. Transgeensete taimede kromosoomidel on nüüd resistentsus antibiootikumi kanamütsiini suhtes, nii et nad suudavad korralikult kasvada ja areneda (Nasir, 2002: 26).
Pestitsiide tootvad taimed
Põllukultuurides saab muud geenitehnoloogiat teha puuvillataimedel, sisestades Bacillus thuringiensis'e geeni. Sisestatud geenil on omadused, mis võivad hävitada erinevate putukate vastsed. See bakterigeen kodeerib Cry valku, kus taimede toodetud Cry valk suudab toota putuka seedetraktis toksiine. Nendest bakteritest pärinevaid geene saab nende plasmiididest kloonida ja taimedele üle kanda, nii et saadud transgeensed taimed muutuvad putukate rünnakute suhtes immuunseks. Seega toodab puuvillataime sisestatud geen toksiini, mis võib hävitada Lepidoptera klassi putukaid. Peale Bacillus thuringiensise plasmiidi on Cry-valku tootev geen, mis toimib a Bioloogilisi pestitsiide võib kloonida ka bakteritest Bacillus subtilis ja Esherichia colli (Nasir, 2002: 28).
GMO taimed
Geenitehnoloogiat saab teostada erinevat tüüpi taimedel ja see annab inimese soovitud mustriliste geenivariatsioonidega taimi. Selliseid taimi nimetatakse transgeenseteks taimedeks. Transgeensed taimed on taimed, millel on uued tunnused, mis varem ei olnud nende taimede omad, kuna see oli teiste organismide geenide lisamine. Nii et transgeensel taimel on algsest taimest erinevad omadused, looduse erinevuse põhjustab võõra geeni olemasolu, millel on taimes oma roll. Võõrgeen oli transgeenses taimes, kuna see oli tahtlikult taime sisse viidud. Indoneesias on välja töötatud transgeensed taimed. Indoneesias osutub transgeensete taimede olemasolu
kasvab jätkuvalt kiiresti läbi uurimiskeskuste ja taimede karantiini.
-
a. Kopeerige sallivaid GMO taimi
Koekultuuride tehnoloogia abil on välja töötatud soolalahust taluvad transgeensed taimed. Geenitehnoloogia kannab geenid soolalahust taluvast metsriisist riisiks, mida tavaliselt kasutatakse toiduna protoplasma liitmise kaudu. Võib kanda ka soolalahuse suhtes resistentsest seenetüübist taimedele, mida kasutatakse transgeensete taimedena. Mõned GMO tomatid, melonid ja oder taluvad soolalahust. -
b. Põuakindlad GMO põllukultuurid
Põuakindlatel taimedel on juured, mis võivad tungida kuiva pinnasesse, paks küünenahk vähendab veekadu ja võime rakkudes olevate sooladega kohaneda. Põuakindlad taimed kantakse üle hallitusgeenist, mis eritab trehaloosi ensüümi. Tubakas on üks transgeensetest taimedest, mis talub põuaolusid. Taimede põuakindluse mehhanism on jagatud kolme kategooriasse: põua põgenemine või põuast põgenemine, „dehüdratsiooni edasilükkamine” või dehüdratsiooniprotsessi edasilükkamine ja „dehüdratsioonitaluvus” või sallivus dehüdratsiooniprotsessi suhtes (Turner, 2003). Põua ilmnemisel toimuvad metaboolsed muutused taimejuurtes, mis annavad võrsetes ja võrsetes biokeemilisi signaale põhjustab automaatselt kasvukiiruse, stomaalse juhtivuse, fotosünteesi ja osmootse rõhu langust taime kudedes / rakkudes (Bressan, 1998).
Üks looduslikke mehhanisme, mis kaitseb taimerakke põua, soolsuse, madalate temperatuuride ja stressitegurite eest Teine on aminohapete ja amiidide ning suhkrute kogunemine, mis mängivad rolli rakkude osmootse rõhu suurendamisel (Bohnert et al. 1995). Kuznetsov jt. (1999) teatasid, et aminohapete asparagiini, proliini ja arginiini akumuleerumine puuvillataimede rakkudes suurenes vastusena kõrge temperatuuri ja veepuudusele. Need aspektid on lämmastiku metabolismi muutuste näitajad. Proliini tõus pole korrelatsioonis mitte ainult veepuuduse, vaid ka soolsusega (Kuznetsov ja Shevyakova, 1997).
-
c. Kahjuritele vastupidavad GMO taimed
Esimest korda kasutasid tubakataimed Bg toksiini geeni esimestena transgeensetes taimedes, järgnesid tubakaperekond, nimelt tomatid ja kartulid. Ultraviolettvalguse korral saab taimedes insektitsiide tootvaid geene inaktiveerida. Mais on konstrueeritud ka toksiinigeeni Bt abil, kuid integreeritud bakteriaalse plasmiidiga Salmonella parathypi, mis toodab ampitsilliini inaktiveeriva geeni. Mais on välja töötatud ka resistentsuse suhtes herbitsiidide ja insektitsiidide suhtes, nii et transgeensetel maisitaimedel on erinevat tüüpi taimekahjustajate resistentsus.
Bt toksiini geenid on konstrueeritud ka puuvillataimedesse ja transgeensetes taimedes saab geneetiliselt muundada isegi mitmekordseid geene. Transgeensete taimedega toodetud toksiinid inaktiveeritakse päikesevalguse, eriti ultraviolettvalguse käes. Edukalt on toodetud mitmeid Bt-toksiini transgeenseid taimi, sealhulgas puuvill (Bt-toksiin puuvillatolli usside vastu, toodetud Monsanto, St. Louis, Missouri, Ameerika Ühendriigid; praegu piiratud katsetes Lõuna-Sulawesis), kartulid (Bt-toksiin Colorado veekogude vastu, Mycogeni tootmine, San Diego, California, USA), mais (Bt toksiin Euroopa tüvepuurile, Ciba seemnetootmine, Greensboro, Põhja-California, Ameerika Ühendriigid.
-
d. Haigustele vastupidavad transgeensed taimed
Kloonimiskatses "Bintje", mis sisaldas oderlehe (DB4) tioniini geeni, kasutades lillkapsa mosaiikviiruse 35S (CaMV) promootorit, koos metsiktüüpi Bintje, mis on kontrollina Phytophthora infestans'e suhtes ülitundlik, näitamine näitas, et Bintje kloon võib ekspresseerides DB4 geeni. P. põhjustatud sporangiumi arv nekroosi kohta infestaanide arv vähenes metsiktüübiga võrreldes üle 55%. See lähenemisviis on väga kasulik P. proliferatsiooni pärssimiseks.
sissetungi, et vähendada majanduslikke kahjusid. Julgustav areng on toimunud ka viirusrünnakuteta transgeensete taimede tootmise püüdlustes. Sisestades Johnsongrassi mosaiikpotiiviiruse (JGMV) kattevalgu geeni Taimes eeldatakse, et taim muutub resistentseks, kui seda ründab viirus, mis põhjustab taime resistentsuse asjaomased. JGMV CDNA fragmendid, näiteks ümbrisvalkudest ja tuuma inklusiivse keha (Nib) valkudest, kontrollides 35S CaMV promootorit, maisiga integreeritav ning loodetakse, et tekib viirusrünnakuta transgeenset maisi (Sitepoe, 2001: 47).
Bibliograafia
- Ahlowalia, B. S. 1986. Somaclonal Variationi kasutamise piiramine ettevõtte korrastamisel. P. 14-27. aastal. J.
- Sari (Toim.). Somaklonaalne variatsioon ja korpuse paranemine. Kirjastus Martinus Nijhoff. USA.
- Aamen, Mohamad. 2009. Sissejuhatus biotehnoloogiasse ja rekombinantse DNA põhiprintsiipidesse. Malang: FMIPA UM.
- Bohnert H.J., D.E. Nelson ja R.G. Yensen. 1995. Kohanemine keskkonnastressiga. Plant Cell 7: 1099-1111.
- Bressan, R.A. 1998. Stressifüsioloogia. L-is. Taiz ja E. Zeiger Eds. Taimefüsioloogia. Sinauer Associates Inc. MA. lk. 725-734.
- Hobbelink, henk. 1988. Biotehnoloogia ja kolmanda maailma põllumajandus. Jakarta: Indoneesia tõrvikufond.
- Kuznetsov, V. V., V. Y. Rakitin ja V.N. Zholkevitš. 1999. Esialgse raskerõhu töötlemise mõju osmolüütide kuhjumisele ja puuvillataimede põuakindlusele veepuuduse ajal. Physiologia Plantarum 107: 399-406.