Razumevanje kmetijske biotehnologije, metod, koristi in primeri
Razumevanje kmetijske biotehnologije
Ta biotehnologija se ne uporablja samo v farmaciji, medicini in prehrani, lahko jo uporabljamo tudi v kmetijstvu. Pri izdelavi komposta in bioplina je en preprost primer uporabe kmetijske biotehnologije. Uporaba kmetijske biotehnologije v tem času poteka na sodoben način, tukaj je nekaj primerov kmetijske biotehnologije.
Kmetijska biotehnologija je ena pomembnih vej znanosti pri razvoju biotehnologije, ki je namenjena zadovoljevanju človekovih potreb po hrani. Kot tropska in agrarna država, v kateri ima večina prebivalstva sredstva za preživljanje v kmetijstvu, ima Indonezija raznolikost flore in favne. živalskega sveta je zelo velika, prav tako pa je odvisnost od kmetijskega sektorja zelo velika, zato so prizadevanja za razvoj biotehnologije zelo pomembna absolutno.
Izboljšanje rastlinskih lastnosti je mogoče doseči z uporabo tehnik genske modifikacije z biotehnologijo, da dobimo vrhunske sorte, visoko proizvodnjo, odporne na škodljivce, patogene in herbicide. Razvoj molekularne biologije je močno prispeval k napredku znanosti o žlahtnjenju rastlin. Nesporno je, da je gensko izboljšanje s konvencionalno vzrejo rastlin zelo prispevalo k svetovni oskrbi s hrano.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Definicija biotehnologije in njena razlaga
Prednosti kmetijske biotehnologije
Kmetijska biotehnologija prinaša številne koristi, med njimi so naslednje:
- Pridelite potomce z vrhunskimi lastnostmi.
- Povečajte rast in razvoj rastlin ter pomnožite kmetijske pridelke hasil
- Proizvajajte visoko konkurenčne kmetijske proizvode.
- Ustvarjanje rastlin, ki so odporne na različne škodljivce in pogoje.
- Ustvarjanje rastlin, ki lahko same naredijo gnojilo.
- Zmanjšajte onesnaževanje okolja in zmanjšajte proizvodne stroške.
Kmetijska biotehnologija ima poleg številnih prednosti tudi številne slabosti, med katere spadajo:
- Pojav zunanjega križanja zaradi širjenja cvetnega prahu iz transgenih rastlin na druge rastline.
- Obstaja kompenzacijski učinek.
- Nastajajoči ciljni škodljivci, ki so odporni na insekticide.
- Pojav neželenih učinkov proti neciljnim škodljivcem.
- Stroški nalaganja so razmeroma visoki.
- Zahteva visoko tehnologijo, zato montaža zahteva ljudi, ki imajo posebne spretnosti.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Sodobne biotehnološke aplikacije - opredelitev, genetika, medicina, kmetijstvo, živinoreja, odpadki, biokemija, virologija, celična biologija
Metoda komponent kmetijske biotehnologije
Sestavni deli biotehnologije v kmetijstvu so rastline in njihove snovi, tehnike in proizvodi za vzrejo. Nekatere tehnike, ki se uporabljajo na področju kmetijske biotehnologije, vključujejo naslednje:
Konvencionalna izbira in hibridizacija zakonske zveze
Genski inženiring v rastlinah ni nič novega. Od razvoja kmetijstva kmetje izbirajo semena glede na želene značilnosti. Čeprav lahko s križanjem pridelujemo velike storže koruze, jabolka, ki vsebujejo veliko vode in vrhunska semena, pridobljena na sodoben način, vendar ta metoda traja dolgo in ne gotovo. Da dobimo vrhunska semena glede na želene lastnosti, to naredimo s križanjem med njimi 2 vrsti rastlin in ponovite križanje med hibridnimi potomci z enim od staršev.
Rastlin različnih vrst v bistvu ni mogoče hibridizirati, ker genetskih lastnosti ni mogoče izolirati iz rastlin. Z biotehnologijo lahko te omejitve presežemo. Znanstveniki lahko zdaj v rastline prenesejo določene gene za želene lastnosti. Ta postopek je hiter in zanesljiv, ker imajo rastline genetikom več prednosti, in sicer:
- Dolga zgodovina križanja zagotavlja rastlinskim genetikom veliko sevov, ki jih je mogoče molekularno izkoristiti.
- Rastline dajejo veliko potomcev, zato lahko rekombinantne mutacije zlahka najdemo.
- Rastline imajo boljšo sposobnost regeneracije kot živali.
- Meje vrst in spolna združljivost niso trajna vprašanja.
Primerjava genov pri sortah, ki so rezultat običajne hibridizacije in genske preobrazbe
Ta običajna tehnika ima tako prednosti kot slabosti. Prednost običajne tehnike je v tem, da lahko daje vrhunska semena, medtem ko je pomanjkljivost v tem, da jo je mogoče izvajati samo na isti vrsti (tipu).
Kloniranje (gojenje rastline iz ene celice)
Na splošno se rastlinske celice razlikujejo od živali, vendar je ena značilnost rastlinskih celic, ki je pomembna za biotehnologijo, ta, da se lahko več rastlin obnovi iz ene celice.
Nova rastlina, ki nastane, ima novega klona (klona) matične celice. Zaradi naravne sposobnosti rastlinskih celic so idealne za genske raziskave. Potem ko se nov genski material proizvede v rastlinski celici, se hitro oblikuje zrele rastline in raziskovalci lahko v relativno kratkem času ugotovijo rezultate genskih sprememb.
Protoplast Fusion
Fuzija protoplasta je naraven proces, ki se zgodi od nižjih do višjih rastlin. Fuzija protoplastov je kombinacija protoplastov z drugimi protoplasti več vrst, nato pa tvori celice, ki lahko rastejo v hibridne rastline.
Somatska hibridizacija s protoplazmatsko fuzijo se uporablja za kombiniranje drugih lastnosti dveh vrst ali rodov, ki jih ni mogoče kombinirati spolno ali nespolno. To lahko storimo s kombiniranjem celotnega genoma iste vrste (znotraj vrste) ali med vrstami istega roda (med vrstami) ali med rodovi enega družina (medrod).
Ko je rastlina poškodovana, bodo na poškodovanem območju zrasle številne celice, imenovane kalus. Kalusne celice imajo sposobnost diferenciacije na poganjke in korenine ter cele cvetoče rastline. Naravni potencial teh celic je programiran v nove rastlinske kandidate, ki so idealni za genski inženiring. Tako kot v rastlinskih celicah so tudi kalusne celice obdane z debelo steno celuloze, pregrade, ki preprečuje nastanek nove DNA. Celično steno lahko razbijemo s celulozno steno, da dobimo celice brez celične stene, imenovane protoplasti. Te protoplaste lahko kombiniramo z drugimi protoplasti več vrst, nato tvorijo celice, ki lahko rastejo v hibridne rastline. Ta metoda se imenuje fuzija protoplasta.
Namen fuzije protoplastov je pridobiti somatski hibrid ali hibrid ali premagati slabosti spolnih hibridov. Obstajajo slabosti spolnih hibridov, in sicer:
- Težko je dobiti medvrstni in medgeneracijski hibrid. Somatska hibridizacija lahko to premaga.
- Citoplazma pri spolnem parjenju prihaja samo od staršev. V procesu oploditve moške spolne celice poleg jedra in citoplazme nosijo le jedro z malo citoplazme, nasprotno pri starših. Za pridobitev citoplazme od obeh staršev poteka fuzija med citoplazmo.
Fuzija protoplasta se lahko uporablja za križanje med vrstami ali rastlinskimi sevi ni mogoče storiti z običajnimi križi zaradi težav z nezdružljivostjo fizično. Fuzija protoplasta odpira možnosti za:
- Proizvaja plodne amfidiploidne somatske hibride med spolno nezdružljivimi vrstami
- Proizvedejo heterozigotne seve v eni rastlinski vrsti, ki se običajno lahko razmnožujejo samo vegetativno, na primer v krompirju.
- Prenos nekaterih genetskih informacij iz ene vrste v drugo z izkoriščanjem pojava, imenovanega izločanje kromosomov.
- Prenos genetskih informacij v citoplazmi z enega seva ali vrste na drugega.
Fuzija protoplasta lahko proizvede dva možna produkta:
- Hibrid, če se jedri obeh vrst dejansko fuzirata (zlijeta)
- Kibridni (citoplazmidni hibrid ali heteroplast), če se samo citoplazma podvrže fuziji, medtem ko se genske informacije enega od staršev izgubijo.
Shema fuzije protoplast pri proizvodnji izdelkov
Ta tehnika ima prednosti in slabosti. Prednost te tehnike je v tem, da lahko pridela rastline z določenimi lastnostmi in se lahko izvaja z različnimi vrstami. Pomanjkljivost te tehnike je, da je draga in zahteva večjo natančnost (Nasir, 2002: 17-20).
Tehnika delcev listov
Genetski prenos se naravno zgodi v rastlinah kot odziv na patogene organizme. Na primer, rana se lahko okuži z zemeljsko bakterijo, imenovano Agrobacterium tumefaciens (Agrobacter). Ta bakterija ima velik plazmid (krožno molekulo dvojne vijačnice DNA), ki lahko spodbudi rastlinske celice, da neprekinjeno rastejo brez nadzora (tumor). Zato so ti plazmidi znani kot plazmidi, ki inducirajo tumor (Ti). Rezultat tumorja se imenuje kronični žolč. Med okužbo te bakterije prenesejo majhen del svojega genskega materiala (T-DNA) v genom gostiteljske rastlinske celice. Po vstavitvi so te bakterijske gene izrazile okužene rastlinske celice.
Bakterijski plazmidi so biotehnologom dali idejo kot sredstvo za prenos DNA. Pri njegovi uporabi jo raziskovalci pogosto imenujejo tehnika rezanja listov. Pri tej tehniki se listi razrežejo na majhne koščke in nato, ko se koščki listov začnejo obnavljati, jih nato gojijo na gojišču, ki vsebuje gensko spremenjeni Agrobacter. Med tem postopkom se DNA in Ti plazmid vključita v DNA gostiteljske celice in genetski material se prenese. Nato koščki listov dobijo hormone, ki spodbujajo rast poganjkov in korenin.
Mehanizem združevanja genov s tehnikami rezanja listov
Glavna pomanjkljivost tega postopka je, da Agrobacter ne more okužiti enokaličnih pridelkov, kot sta koruza in pšenica. Primerne za ta postopek so rastline dikota, kot so paradižnik, krompir, jabolka in soja. Vendar nedavne študije jasno kažejo, da je T-DNA mogoče vključiti v enokalične vrste. Za bakterije, ki so odporne na Agrobacter, to storimo z uporabo genske pištole, in sicer: požene drobno kovino, zavito v DNA, na zarodek rastlinske celice, kjer lahko jedro rastlinskih celic še vedno strelja kloroplasti. Prednost te tehnike je, da lahko pridela rastline z želenimi lastnostmi (Amin, 2009: 24).
Tehnika invitro kulture
Kultura in vitro je tehnika, ki se lahko uporablja za povečanje genske raznolikosti rastlin, vključno s somaklonsko raznolikostjo (Pedrieri, 2001). Po Ahlowalia (1986) se lahko genetske spremembe pojavijo v obdobju in vitro kulture ali zaradi prisotnosti mutiranih celic. Druga uporaba te tehnologije za pridobivanje semen je prvotno temeljila na Morelovem poskusu na orhidejah Cymbidium iz leta 1960.
Koraki in vitro kulture
V kratkem času lahko zelo omejen rastlinski material proizvede semena v velikih količinah in ima enake lastnosti kot starš. Ta uspeh je spodbudil uporabo in vitro kot tehnologije razmnoževanja, ki ponuja številne prednosti v primerjavi s konvencionalno tehnologijo.
Vendar se pri njegovi uporabi pogosto srečujemo z več ovirami, in sicer:
- Uspeh te tehnike na olesenelih trajnicah je še vedno majhen, zato je njena uporaba še vedno omejena na nekatere vrste rastlin.
- Zmogljivost regeneracije se med pogostim posodabljanjem zmanjša
- Zmanjšana genetska celovitost nastalih semen
- Odstotek uspešne aklimatizacije (zlasti pri olesenelih trajnicah) je še vedno razmeroma nizek
- Prisotnost notranjih patogenov (zlasti pri olesenelih trajnicah), ki jih je težko odstraniti
- Potrebna je intenzivna, izobražena in usposobljena delovna sila
- Zahtevan dokaj visok začetni kapital
Pierik v Nurwandani, Paristiyanti (2008) navaja, da lahko razmnoževanje s kulturo in vitro rečemo za uspešno, če izpolnjuje naslednja merila:
- Ne spremeni genetskih lastnosti starševskega drevesa
- Močna izbira rastlinskega materiala, ki se bo uporabljal kot eksplantat, da ne bo bolezni
- Tehnika razmnoževanja ni preveč zapletena
- Sposobnost regeneracije, ki ostaja visoka, in
- Ekonomično
Pri enoletnicah (mehkih stenah) težave z regeneracijo praviloma niso problem. Visok rastni faktor je mogoče doseči z uporabo nekaterih medijskih formulacij. V nasprotju z lesnatimi trajnicami proces regeneracije ovira veliko dejavnikov, med drugim:
- Nizka meristematična moč
- Visoka stopnja oksidacije fenola
- sklerenhimsko omrežje
- Visoka vsebnost organskih zaviralcev
- Pomanjkanje korenskega faktorja
- Visoka vsebnost lignina in
- Zgodnji padec listnih brstov (Lestari, 2010).
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: "Radioaktivna" opredelitev & (Učinki na zdravje - koristi v kmetijstvu)
Hidroponika in aeroponika
Hidroponika deluje z uporabo vode. Za metode, ki se uporabljajo v hidroponiki, kot je vodna kultura z vodnimi mediji, je metoda, ki se uporablja v hidroponiki: kultura peska z uporabo peska in porozne metode, med drugim z uporabo novih medijev za prod in drobce opeka. Metoda peska je uspešen in enostaven način uporabe.
Prednosti uporabe hidroponike
- Večja pridelava poljščin
- Učinkovitejša uporaba gnojil pupuk
- Ni odvisno od naravnih razmer
- Rastline brez škodljivcev in bolezni
- Raste hitreje
- Enostavno izvedljivo
- Ne zahteva tako velike površine
Plodovi, pridobljeni na hidroponiki, vključujejo kumare, papriko in solato, rastline, ki jih je mogoče hidroponično pridobiti, pa so zvezdasti sadeži, guava in melona.
Aeroponika je vrsta hidroponike, ker se voda, ki vsebuje hranilno raztopino, razprši v obliki meglice, da zadene rastlinske korenine. Načelo uporabe aeroponike je stiropor, ki dobi sadilne luknje na razdalji 15 cm Nato sadike zelenjave s pomočjo klina iz pene ali kamnite volne vtaknemo v luknjo rastlina. Na koreninah rastline bo prosto visela navzdol, nato pa je pod prameni stiropora razpršilec ali atomizer, ki oddaja meglo raztopine hranil navzgor, da udari korenine.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Hidroponika
Kultura rastlinskih tkiv
Kultura rastlinskega tkiva je metoda ali tehnika za izolacijo delov rastlin, in sicer celic, tkiv, organov in protoplazme ter njihovo gojenje na gojiščih. umetno pod aseptičnimi pogoji v nadzorovanem prostoru, tako da bodo deli rastline rasli in se razvili v zdravo rastlino popolna.
Deli, ki se gojijo s kulturo tkiva, se imenujejo eksplantati. Uporabljajo se eksplantati iz mladih rastlinskih tkiv, kot so poganjki, mladi listi in koreninski konici.
Vrste kulture rastlinskih tkiv
- Antherculture cvetnega prahu je tehnika gojenja tkiv z uporabo eksplantatov iz prašnikov ali cvetnega prahu.
- Kloroplastna kultura je tehnika gojenja tkiv z uporabo eksplantatov kloroplasta za izboljšanje lastnosti rastlin z ustvarjanjem novih sort.
- Kultura Maristem je tehnika gojenja tkiv z uporabo eksplantatov ali delov rastlin iz mladega tkiva ali meristemov.
- Kultura protoplasta je tehnika gojenja tkiv z uporabo rastlinskih delov protoplasta ali živih celic, ki so bili odstranjeni iz njihovih celičnih sten.
- Somatski križ ali protoplazemski križ je križanje dveh vrst protoplazme v eno, nato pa jih gojimo, tako da postanejo majhne rastline z novimi značilnostmi.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Morfologija praživali v biologiji
Biotehnologija v novih vrhunskih pridelkih
Biotehnologija pri nastajanju novih vrhunskih sort rastlin. Pri uporabi biotehnologije pri oblikovanju vrhunskih novih rastlin se jih veliko razvije zaradi človekovih potreb, ki se še naprej povečujejo. Poleg tega lahko uporaba rastlinske biotehnologije kmetu olajša postopek gojenja rastlin. Nekaj vrst novih vrhunskih rastlin, narejenih z uporabo biotehnologije, je naslednjih.
- Krompir Burbank russet je krompir z visoko vsebnostjo škroba, ki lahko pridela boljši krompirček in krompirjev čips.
- Tobak z malo nikotina je vrsta tobaka, za katero velja, da zmanjšuje tveganje za nastanek raka zaradi kajenja.
- Zlati riž je riž, katerega zrna so rumena kot zlato in vsebujejo karotenoide.
- Paradižnikov flavrsavr je vrsta paradižnika, katerega zrelo sadje ne zgnije zlahka.
Vloga sodobne kmetijske biotehnologije
Primeri sodobnih biotehnoloških aplikacij danes. Nekaj vrst novih vrhunskih rastlin, izdelanih z uporabo biotehnologije, je naslednjih:
Zlati riž
Riž je glavna prehrambena rastlina na svetu. Tako riž postane glavna prednostna naloga v biotehnologiji. Poleg riža so pridelki za prehrano, ki so prejeli veliko biotehnologije, tudi krompir. Uporaba biotehnologije v riževih rastlinah se dejansko izvaja že dolgo. Eden od njegovih izdelkov je zlati rižev stingray, ki je bil predstavljen leta 2001. Upamo, da lahko ta vrsta riža pomaga milijonom ljudi, ki zaradi pomanjkanja vitamina A in železa doživljajo slepoto in smrt. Vitamin A je bistvenega pomena za vid, imunski odziv, obnovo celic, rast kosti, razmnoževanje in je bistvenega pomena za rast zarodkov.
Ime Zlati riž je dobil, ker so zrna rumena kot zlato, ker vsebujejo karotenoide. Genski inženiring je metoda, ki se uporablja za proizvodnjo zlatega riža. To je zato, ker ni riževe kalčne plazme, ki bi lahko sintetizirala karotenoide.
Krompir Russet Burbank
Trenutno se biotehnološke tehnike pogosto uporabljajo v proizvodnji krompirja. Tako v tehniki zagotavljanja semen, vzreje krompirja, genskemu inženiringu za izboljšanje vrhunskih lastnosti krompirja. V smislu zagotavljanja semen se trenutno pogosto uporabljajo tehnike gojenja tkiv. Tehnike gojenja tkiv kmetom omogočajo, da pridobijo velike količine semen, ki so enake matičnim. Primer nove sorte krompirja je krompir Russet Burbank z visoko vsebnostjo škroba, ki ga lahko proizvajajte pomfrit in krompirjev čips bolj kakovostno, ker absorbira manj olja ko se ocvrti.
Paradižnik FlavrSavr
Tehnologija genskega inženiringa je bila uporabljena tudi za vrtnarske posevke. Znan primer je paradižnik FlavrSavr, ki je vrsta paradižnika, katerega zrelo sadje se ne pokvari / zgnije. To se zelo razlikuje od drugih paradižnikovih rastlin, kjer se zrelo sadje hitro pokvari. Lastnosti paradižnika FlavrSavr so zelo koristne pri pošiljanju sadja na mesta, še preden pride v roke potrošnikov.
Tobak z malo nikotina
Ena izmed številnih slabosti kajenja so zdravstvene težave zaradi visoke ravni nikotina. Za premagovanje tega problema z zbiranjem rastlin tobaka, ki ne vsebujejo nikotina, je uporabljen biotehnološki pristop. Leta 2001 naj bi ta vrsta tobaka zmanjšala tveganje za nastanek raka zaradi kajenja. Poleg nikotina se za tobačne rastline izvajajo tudi drugi biotehnološki dotiki, na primer s povečanjem arome z uporabo aromatskih genov iz drugih rastlin. Uspelo je kombinirati s sadnim vonjem limone.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Opredelitev, vrste in primeri onesnaževanja okolja ter popolni načini za njegovo premagovanje
Primeri kmetijske biotehnologije
Metoda izolacije rastlinskega tkiva
Tehnologija kulture tkiv je velik napredek v kmetijstvu. Kultura tkiv je pridelava semen in njihovo razmnoževanje z uporabo iger za medijsko sestavo. Uporabljajo se lahko vsi viri rastlinskih organov, od semen, listov, poganjkov itd., Tako da je širši od običajne tehnologije sadik s potaknjenci. S tem se manipulira s celicami, ki sestavljajo organ, da se s hormoni v uporabljenem mediju spremenijo v popolno rastlino. To je torej stara biotehnologija, ne sodobna biotehnologija. Kultura rastlinskega tkiva je tehnika in vitro (v steklu), ki je način razmnoževanja rastlin z odvzemanjem delov rastlin, ki imajo rastno točko. Preprost primer banane, če vzamete kambij ali konice njegovih korenin, ga nato obdelajte v kozarcu v laboratoriju se bo ta del sam razdelil in vsak del bo dal rastline novo. Bistvo je v tem, da se lahko rastlina razmnožuje, dokler ima rastno točko ali tako imenovano meristemsko tkivo (Pedrieri, 2001).
Rastline, odporne proti antibiotikom Kanamicin
Genski inženiring na področju kmetijskih pridelkov poteka s prenosom tujih genov v rastline. Razvita tehnologija je plazmidna tehnologija. Plazmidi in bakterije Agrobacterium tumefaciens, ki so bili vstavljeni s tujimi geni, odpornimi na antibiotike kanamicin (inženirski plazmid) gojimo, da se podvaja in nato vstavimo v kromosom rastlina. Kromosomi transgenih rastlin imajo zdaj odpornost na antibiotik kanamicin, tako da lahko pravilno rastejo in se razvijajo (Nasir, 2002: 26).
Rastline, ki proizvajajo pesticide
Drugi genski inženiring v kmetijskih pridelkih lahko izvedemo na rastlinah bombaža z vstavitvijo gena iz Bacillus thuringiensis. Vstavljeni gen ima lastnosti, ki lahko uničijo ličinke različnih žuželk. Ta bakterijski gen kodira beljakovino Cry, kjer bodo beljakovine Cry, ki jih proizvajajo rastline, lahko proizvedle toksine v prebavnem traktu žuželk. Gene iz teh bakterij lahko kloniramo iz njihovih plazmidov in jih prenesemo v rastline, tako da nastale transgene rastline postanejo imune na napad žuželk. Tako bo gen, vstavljen v rastlino bombaža, proizvedel toksin, ki lahko ubije žuželke iz reda Lepidoptera. Poleg plazmida Bacillus thuringiensis je gen za proizvodnjo beljakovin Cry, ki deluje kot a Biološke pesticide lahko kloniramo tudi iz bakterij Bacillus subtilis in Esherichia colli (Nasir, 2002: 28).
GSO rastline
Genski inženiring se lahko izvaja na različnih vrstah rastlin in proizvaja rastline z vzorčnimi genskimi različicami po želji človeka. Takšne rastline imenujemo transgene rastline. Transgene rastline so rastline z novimi lastnostmi, ki prej niso bile v lasti teh rastlin zaradi dodajanja genov iz drugih organizmov. Torej ima transgena rastlina drugačne lastnosti kot prvotna rastlina, razliko v naravi povzroča prisotnost tujih genov, ki imajo v rastlini pomembno vlogo. Tuji gen je bil v transgeni rastlini, ker je bil namerno vnesen v rastlino. V Indoneziji so razvili transgene rastline. Izkazalo se je, da obstajajo transgene rastline v Indoneziji
še naprej hitro raste z raziskovalnimi centri in rastlinsko karanteno.
-
a. Kopirajte tolerantne gensko spremenjene rastline
S tehnologijo kulture tkiv so razvili transgene rastline, odporne na fiziološko raztopino. Gensko inženirstvo s protoplazmično fuzijo prenaša gene iz divjega riža, odpornega na fiziološko raztopino, v riž, ki se običajno uporablja kot hrana. Lahko se prenese tudi iz vrste glive, ki je odporna na fiziološko raztopino, v rastline, ki se bodo uporabljale kot transgene rastline. Nekateri gensko spremenjeni paradižniki, melone in ječmen so odporni na fiziološko raztopino. -
b. GSO pridelki, odporni na sušo
Rastline, odporne proti suši, imajo korenine, ki lahko prodrejo v suho zemljo, debela povrhnjica zmanjša izgubo vode in sposobnost prilagajanja na soli v celicah. Rastline, odporne na sušo, se prenesejo iz plesni gena, ki izloča encim trehalozo. Tobak je ena od transgenih rastlin, ki lahko prenaša sušne razmere. Mehanizem odpornosti rastlin na sušo je razdeljen na tri kategorije, in sicer "pobeg pred sušo" ali pobeg pred sušo, „odloga dehidracije“ ali zamuda v postopku dehidracije in „toleranca dehidracije“ ali toleranca do procesa dehidracije (Turner, 2003). Ko nastopi suša, se bodo pri rastlinskih koreninah zgodile presnovne spremembe, ki v poganjkih in poganjkih povzročajo biokemične signale samodejno povzroči zmanjšanje hitrosti rasti, stomatalne prevodnosti, fotosinteze in osmotskega tlaka v rastlinskih tkivih / celicah (Bressan, 1998).
Eden od naravnih mehanizmov, ki ščiti rastlinske celice pred nevarnostjo suše, slanosti, nizkih temperatur in stresnih dejavnikov Drugo je kopičenje aminokislin in amidov ter sladkorjev, ki imajo pomembno vlogo pri povečanju osmotskega tlaka celic (Bohnert et al., 1995). Kuznetsov et al. (1999) poročajo, da se je kopičenje aminokislin asparagina, prolina in arginina v rastlinskih celicah bombaža povečalo kot odgovor na visoke temperature in pomanjkanje vode. Ti vidiki so pokazatelji sprememb v presnovi dušika. Povečanje prolina ni povezano samo s pomanjkanjem vode, temveč tudi s slanostjo (Kuznetsov in Shevyakova, 1997).
-
c. GSO rastline, odporne proti škodljivcem
Tobačne rastline so bile prvič transgene rastline, ki so uporabile gen Bt toksin, sledila pa je družina tobaka, in sicer paradižnik in krompir. Z ultravijolično svetlobo lahko gene rastlin, ki proizvajajo insekticide, inaktiviramo. Koruza je bila zasnovana tudi z uporabo gena za toksine Bt, vendar je integrirana z bakterijskim plazmidom Salmonella parathypi, ki proizvaja gen, ki inaktivira ampicilin. Koruza je zasnovana tudi za odpornost proti herbicidom in odpornost proti insekticidom, tako da imajo transgene rastline koruze različne vrste odpornosti na rastlinske škodljivce.
Geni Bt toksinov so vgrajeni tudi v rastline bombaža, v transgenih rastlinah pa je mogoče gensko spremeniti celo večgene. Toksini, proizvedeni s transgenimi rastlinami, se inaktivirajo, če so izpostavljeni sončni svetlobi, zlasti ultravijolični svetlobi. Uspešno so bile proizvedene številne transgene rastline Bt toksinov, vključno z bombažem (Bt toksin proti bombažnemu črvu, ki ga proizvaja Monsanto, St. Louis, Missouri, Združene države Amerike; zdaj v omejenih poskusih v Južnem Sulavesiju), krompir (Bt toksin proti koloradski kravi, proizvodnja mikogena, San Diego, Kalifornija, ZDA), koruza (Bt toksin za evropski stebelni vrtač, proizvodnja semen Ciba, Greensboro, severna Kalifornija, Združene države Amerike.
-
d. Transgene rastline, odporne na bolezni
V poskusu kloniranja "Bintje", ki vsebuje gen tionina iz ječmenovih listov (DB4) z uporabo promotorja 35S mozaičnega cvetače (CaMV), s divjega tipa Bintje, ki je kot nadzor zelo občutljiv na Phytophthora infestans, pokazal, da bi klon "Bintje" izražanje gena DB4. Število sporangija na nekrozo, ki jo povzroči P. infestans se je v primerjavi z divjim tipom zmanjšal za več kot 55%. Ta pristop je zelo koristen za zatiranje širjenja P.
okužbe, da se lahko zmanjšajo gospodarske izgube. Spodbuden razvoj se je zgodil tudi pri prizadevanjih za pridelavo transgenih rastlin, ki so brez virusnih napadov. Z vstavitvijo gena beljakovine plašča Johnsongrass mosaic potyvirus (JGMV) v V rastlini pričakujemo, da bo rastlina postala odporna, če jo napade virus, ki povzroči, da rastlina postane odporna zadevni. Fragmenti CDNA iz JGMV, na primer iz ovojnic beljakovin in proteinov jedrskega telesa (Nib) z nadzorom promotorja 35S CaMV, je mogoče integrirati v koruzo in upamo, da bo proizvedena transgena koruza, ki ne zajema virusov (Sitepoe, 2001: 47).
Bibliografija
- Ahlowalia, B. S. 1986. Omejitev uporabe somoklonskih variacij pri izboljšanju korporacije. P. 14-27. v. J.
- Serija (ur.). Somaklonalne variacije in izboljšanje korporacije. Martinus Nijhoff Založnik. ZDA.
- Amen, Mohamad. 2009. Uvod v biotehnologijo in osnovna načela rekombinantne DNA. Malang: FMIPA UM.
- Bohnert H.J., D.E. Nelson in R.G. Yensen. 1995. Prilagajanje stresu na okolje. Rastlinska celica 7: 1099-1111.
- Bressan, R.A. 1998. Fiziologija stresa. V L. Taiz in E. Zeigerjevi eds. Fiziologija rastlin. Sinauer Associates Inc. MA. str. 725-734.
- Hobbelink, henk.1988. Biotehnologija in kmetijstvo tretjega sveta. Džakarta: Fundacija baklje Indonezije.
- Kuznetsov, V.V., V.Y. Rakitin in V.N. Žolkevič. 1999. Učinki predhodnega zdravljenja z udarci na kopičenje osmolitov in odpornost proti suši v bombažnih rastlinah med pomanjkanjem vode. Physiologia Plantarum 107: 399-406.