Разлика между хибридни и GM семена
Share
ХИБРИДНИ СЕМЕНИ
Хибрид се създава, когато две генетично различни родителски растения от един и същи вид са кръстосано опрашвани. По време на опрашването цветен прашец от мъжкия опложда гамети от женските яйчници, за да произведе семена от потомство. Генетичният материал от мъжките и женските растения се комбинира и образува онова, което е известно като хибридни семена от първо поколение (F1).
В природата:
Цъфтящите растения са развили различни механизми, за да създадат потомство с разнообразни генетични черти за по-голям шанс за оцеляване в променящата се среда.
Диклинията е появата на едносексуални (за разлика от хермафродитните) цветя. Dioecious растения носят мъжки и женски цветя на отделни растения (за разлика от еднодомните, които носят и двете на едно и също растение). Това принуждава да се извърши кръстосано опрашване.
Дихогамията е времевата разлика в зрелостта на прашника и стигмата (съответно мъжки и женски репродуктивни растителни органи), като отново насърчава кръстосаното опрашване. Protandry се отнася до дехисценция (съзряване) на прашника преди стигмата да стане възприемчива, докато протогинията може да се разглежда като обратен сценарий.
Самосъвместимостта (отхвърляне на прашец от едно и също растение) и херкогамия (пространствено разделяне на прашници и стигма) гарантира, че се избягва самооплождането.
Самосъвместимостта се разделя на хетероморфен и хомоморфен тип. Растенията с дистил (2 вида цветя) или тристил (3 вида) хетероморфни цветя, показват видими разлики в репродуктивните структури между всеки вид. Само цветя от различни видове са съвместими за опрашване поради стигмата и височината на стила. Хомоморфните цветя, макар и морфологично еднакви (по външен вид), имат съвместимост, контролирана от гени. Колкото повече е генетичното сходство между цветен прашец и овули (женски гамети), толкова по-вероятно е те да са несъвместими за оплождането. [I]
Търговска употреба:
Въпреки че хибридизацията се среща естествено в природата, тя може да бъде контролирана от растениевъдите за разработване на растения с търговско желана комбинация от черти. Примери са устойчивост на вредители, болести, разваляне, химикали и екологични натоварвания като суша и замръзване, както и подобряване на добива, външния вид и профила на хранителните вещества.
Хибридите се произвеждат в нискотехнологична среда като покрити култури или оранжерии. Примерите за нови култури, които съществуват само като хибриди, включват канола, грейпфрут, сладка царевица, канталупи, дини без семена, тангел, клементини, кайсии и плутове. [ii] Хибридните култури са изследвани в САЩ през 20-те години на миналия век и до 30-те години на миналия век, хибридната царевица стана широко използвана. [iii]
Хибридизацията произлиза от теориите на Чарлз Дарвин и Грегор Мендел в средата на 1800-те. Първият метод, използван от земеделските производители, е известен като отстраняване на царевицата, при което прашецът на майчините царевични растения се отстранява и засажда между редовете на бащините растения, осигурявайки опрашване само от прашеца на бащата. Така семената, събрани от майчините растения, са хибриди. II Ръчното отстраняване на структурите на мъжките органи на растението е известно като емаскулация на ръцете.
Модификацията на пола е друг метод, възприет от фермерите с цел насочване на развъждането на растенията. Експресията на пола може да бъде контролирана чрез промяна на фактори като хранене на растенията, излагане на светлина и температура и фитохормони. Растителните хормони като ауксини, етерл, ертефон, цитокинини и брасиностероиди, както и ниските температури предизвикват изместване към женската сексуална експресия. Хормоновите третирания с гибберелини, сребърен нитрат и пталимид, както и високите температури са склонни да благоприятстват мъжеството. аз
Патентоване и икономически проблеми
Поколението F1 е уникално разнообразие, което при кръстосване със собственото си поколение за производство на серия F2 ще доведе до растения с нови, произволни генетични комбинации от родителска ДНК. Поради тази причина F1 семената дават на производителите си патентни права, тъй като всяка година трябва да се купуват едни и същи семена за засаждане.
Макар и полезни, хибридните семена са твърде скъпи за използване в развиващите се страни, тъй като цената на семената е съчетана с изискването за скъпа техника за торене и прилагане на пестициди. Най- Зелена революция, кампания, насочена към разпространение на използването на хибридни семена за увеличаване на производството на храни, всъщност беше икономически пагубна за селските селскостопански общности. Включените високи разходи за поддръжка принудиха земеделските стопани да продават земята си на агробизнесите, като още повече разшириха разликата между богатите и бедните.
ГМ СЕМЕНИ
Рекомбинантната ДНК технология включва сплитането на гени на организми, дори от различни видове (които никога не биха могли да се размножават в природата), за да се получи "трансгенен" организъм. Вместо сексуално възпроизвеждане се използват скъпи лабораторни техники за създаване на генетично модифициран организъм или "ГМО". II
Методи:
Генните оръдия са най-разпространеният метод за въвеждане на чужд генетичен материал в геномите на монокотни култури като пшеница или царевица. ДНК се свързва със златни или волфрамови частици, които се ускоряват при високи енергийни нива и проникват в клетъчната стена и мембраните, където ДНК се интегрира в ядрото. Недостатък е, че може да настъпи увреждане на клетъчната тъкан. [Iv]
Агробактериите са растителни паразити, които имат естествената способност да трансформират растителни клетки, като вмъкват гените си в растителни гостоприемници. Тази генетична информация, носена на пръстен от отделна ДНК, известна като плазмид, код за растеж на тумора в растението. Тази адаптация позволява на бактерията да получава хранителни вещества от тумора. Учените използват Agrobacterium tumefaciens като вектор за прехвърляне на желаните гени чрез Ti (индуциращ тумора) плазмид в двусемеделни сортове растения, като картофи, домати и тютюн. Т ДНК (трансформираща се ДНК) се интегрира в растителната ДНК и тези гени след това се експресират от растението. [V]
Микроинжекцията и електропорацията са други методи за прехвърляне на гени в ДНК, първият директно, а вторият чрез порите. Наскоро технологиите CRISPR-CAS9 и TALEN се появиха като още по-прецизни методи за редактиране на геноми.
ДНК трансферите се случват и в природата, главно в бактериите чрез механизми като активност на транспозони (генетични елементи) и вируси. Ето колко патогени се развиват, за да станат резистентни към антибиотици. IV
Растителните геноми са модифицирани така, че да включват черти, които не могат да се срещат естествено при вида. Тези организми са патентовани за използване в хранително-вкусовата промишленост, сред други биотехнологични приложения, като производство на фармацевтични продукти и други промишлени продукти, биогорива и управление на отпадъците. II
Търговска употреба:
Първата "GM" (генетично модифицирана) култура е антибиотично резистентна тютюнева растение, произведена през 1982 г. Теренни опити за тютюневи растения, устойчиви на хербициди, последват през 1986 г. и година по-късно белгийска компания, генетично разработена от насекоми тютюн. Първата генетично модифицирана храна, продавана в търговската мрежа, е устойчив на вируси тютюн, който навлезе на пазара на Китайската народна република през 1992 г.. IV "Flavr Savr" беше първата ГМ култура, продадена в търговската мрежа в САЩ през 1994 г .: устойчив на гниене домат, разработен от Calgene, компания, която по-късно беше купена от Monsanto. Същата година Европа одобри първата си генетично разработена култура за търговски продажби, устойчив на хербициди тютюн. II
Тютюневите, царевичните, оризовите и памучните растения са модифицирани чрез добавяне на генетичен материал от бактерията Bt (бацил Thuringiensis) за включване на устойчивите на насекоми свойства на бактерията. Резистентността към вируса на мозайката на краставицата, наред с други патогени, е въведена при папая, картофи и тикви. Посевите „Готова за закръгляне“, като соята, са в състояние да оцелеят при излагане на съдържащия глифозат хербицид, известен като Round-up. Глифозатът убива растенията, като нарушава техните метаболитни пътища, синтезиращи аминокиселини. IV
Профилите на растителните хранителни вещества са подобрени за ползите за здравето на хората, както и за подобрената храна за добитък. Държавите, които разчитат на семената и бобовите култури, естествено липсващи аминокиселини, произвеждат ГМ семена с по-високи нива на аминокиселини лизин, метионин и цистеин. Оризът, обогатен с бета-каротин, е въведен в азиатските страни, където дефицитът на витамин А е честа причина за проблеми със зрението при малки деца.
Фармирането на растенията е друг аспект на генното инженерство. Това е използването на масово отглеждани модифицирани растения за производство на фармацевтични продукти като ваксини. Растения като талисман, тютюн, картофи, зеле и морков са най-често използваните растения за генетични изследвания и събиране на полезни съединения, тъй като отделните клетки могат да бъдат премахнати, променени и отгледани в тъканни култури, за да се превърнат в маса от недиференцирани клетки, наречени a мазол. Тези клетки на калус все още не са се специализирали по функция и по този начин могат да образуват цяло растение (явление, известно като тотипотентност). Тъй като растението се е развило от една генетично променена клетка, цялото растение ще се състои от клетки с новия геном, а някои от семената му ще дадат потомство със същата въведена черта. V
Етични дебати и икономически ефекти
До 1999 г. две трети от всички преработени храни в САЩ съдържат GM съставки. От 1996 г. общата площ на земята, отглеждаща ГМО, се е увеличила 100 пъти. GM технологията доведе до големи увеличения на добивите от реколтата и печалбите на земеделските производители, както и намаляване на употребата на пестициди, особено в развиващите се страни. II Основателите на генното инженерство на културите, а именно Робърт Фрейли, Марк Ван Монтагу и Мери-Дел Чилтън, бяха наградени със световна награда за храна през 2013 г. за подобряване на „качеството, количеството или наличността“ на храните в международен план. IV
Производството на ГМО все още е спорна тема и страните се различават в регулирането на аспектите на патентоването и маркетинга. Изказаните проблеми включват безопасността за консумация от човека и околната среда и въпросът живите организми да станат интелектуална собственост. Протоколът от Картахена за биологична безопасност е международно споразумение относно стандартите за безопасност по отношение на производството, трансфера и използването на ГМО.
