Rozdiel medzi hybridnými a GM semenami
Share
HYBRIDNÉ SEMENÁ
Hybrid sa vytvorí vtedy, keď sú krížovo opeľované dve geneticky odlišné materské rastliny toho istého druhu. Počas opeľovania opeľ z samcov oplodňuje gamety zo samičiek vaječníkov, aby sa vytvorili semená potomstva. Genetický materiál zo samčích a samičích rastlín sa spája do formy tzv. Hybridných semien prvej generácie (F1).
V prírode:
Kvitnúce rastliny vyvinuli rôzne mechanizmy, aby produkovali potomstvo s rôznymi genetickými vlastnosťami pre väčšiu šancu na prežitie v meniacom sa prostredí..
Dicliny je výskyt neobvyklých (na rozdiel od hermafroditov) kvetov. Diokózne rastliny nesú samčie a samičie kvety na samostatných rastlinách (na rozdiel od jednodomých rastlín, ktoré nesú obidve na tej istej rastline). To si vyžaduje krížové opelenie.
Dichogamia je časový rozdiel v zrelosti prašníka a stigmy (samčie a samičie reprodukčné rastlinné orgány), čo opäť podporuje krížové opelenie. Protandry sa odvoláva na dehiscenciu (dozrievanie) prašníka skôr, ako sa stigma stane receptívnou, zatiaľ čo protogyny možno vnímať ako opačný scenár.
Vlastná nekompatibilita (odmietnutie peľu z tej istej rastliny) a herkogamia (priestorové oddelenie prašníkov a stigmy) zaisťujú, že sa zabráni samooplodneniu..
Vlastná nekompatibilita je rozdelená na heteromorfné a homomorfné typy. Rastliny s heteromorfnými kvetmi distyle (2 druhy kvetov) alebo tristyle (3 typy) vykazujú viditeľné rozdiely v reprodukčných štruktúrach. Iba kvety rôznych druhov sú kompatibilné pre opelenie kvôli stigmatizácii a výškam štýlu. Homomorfné kvety, aj keď sú morfologicky rovnaké (vzhľadom), majú kompatibilitu kontrolovanú génmi. Čím väčšia genetická podobnosť medzi peľom a vajíčkami (ženské gaméty), tým väčšia je pravdepodobnosť, že budú na oplodnenie nekompatibilné. [I]
Komerčné použitie:
Aj keď hybridizácia sa vyskytuje prirodzene v prírode, pestovatelia rastlín ju môžu kontrolovať, aby sa vyvinuli rastliny s komerčne žiadanou kombináciou znakov. Príkladmi sú odolnosť proti škodcom, chorobám, kazom, chemikáliám a stresom v životnom prostredí, ako sú sucho a mráz, ako aj zlepšenie výnosu, vzhľadu a nutričného profilu..
Hybridy sa vyrábajú v prostrediach s nízkou úrovňou technológie, ako sú napríklad pokryté polia alebo skleníky. Medzi príklady nových plodín, ktoré existujú iba ako hybridy, patria kanola, grapefruit, kukurica cukrová, cantaloupes, vodné melóny bez semien, tangelos, klementínky, marhule a pluoty. [ii] Hybridné plodiny sa skúmali v USA v 20. rokoch 20. storočia a do 30. rokov 20. storočia sa hybridná kukurica široko využívala. [iii]
Hybridizácia pochádza z teórií Charlesa Darwina a Gregora Mendela v polovici 18. storočia. Úplne prvá metóda, ktorú používajú poľnohospodári, je známa ako odstraňovanie kukurice, pri ktorej sa peľ materských rastlín kukurice odstraňuje a pestuje medzi radmi plodín, ktoré zaisťujú opeľovanie len z peľu otca. Semená zozbierané z materských rastlín sú teda hybridy. ii Ručné odstránenie mužských štruktúr rastlín je známe ako ručné vykyvovanie.
Modifikácia pohlavia je ďalšou metódou, ktorú poľnohospodári prijali s cieľom usmerniť šľachtenie rastlín. Expresia pohlavia môže byť kontrolovaná meniacimi sa faktormi, ako sú výživa rastlín, vystavenie svetlu a teplote a fytohormóny. Rastlinné hormóny, ako sú auxíny, éter, erytefón, cytokiníny a brassinosteroidy, ako aj nízke teploty, spôsobujú posun smerom k expresii ženského pohlavia. Hormónové ošetrenie gibberelínov, dusičnanu strieborného a ftalimidu, ako aj vysoké teploty, majú tendenciu uprednostňovať mužnosť.. ja
Patentové a ekonomické záujmy
Generácia F1 je jedinečná odroda, ktorá po skrížení s vlastnou generáciou za vzniku série F2 vyústi do rastlín s novými náhodnými genetickými kombináciami rodičovskej DNA. Z tohto dôvodu osivá F1 dávajú svojim pestovateľom patentové práva, pretože rovnaké osivo sa musí každý rok kupovať na výsadbu.
Aj keď sú hybridné semená prospešné, na použitie v rozvojových krajinách sú príliš drahé, pretože náklady na semená sú spojené s požiadavkou drahých strojov na hnojenie a aplikáciu pesticídov. Zelená revolúcia, kampaň zameraná na šírenie využívania hybridných semien na zvýšenie výroby potravín bola v skutočnosti na vidieckych spoločenstvách skutočne škodlivá. Vysoké náklady na údržbu prinútili poľnohospodárov predať svoju pôdu poľnohospodárskym podnikom, čím sa ešte viac zväčšila priepasť medzi bohatými a chudobnými..
SEMENÁ GMO
Technológia rekombinantnej DNA spočíva v spoločnom spájaní génov organizmov, dokonca aj z rôznych druhov (ktoré sa v prírode nikdy nemôžu množiť), čo vedie k „transgénnemu“ organizmu. Namiesto sexuálnej reprodukcie sa na vytvorenie geneticky modifikovaného organizmu alebo „GMO“ používajú drahé laboratórne techniky.. ii
metódy:
Génové pištole sú najbežnejšou metódou zavádzania cudzieho genetického materiálu do genómov jednoklíčnolistových plodín, ako je pšenica alebo kukurica. DNA sa viaže na častice zlata alebo volfrámu, ktoré sú pri vysokej energetickej hladine urýchlené a prenikajú bunkovou stenou a membránami, kde sa DNA integruje do jadra. Nevýhodou je, že môže dôjsť k poškodeniu bunkového tkaniva. [Iv]
Agrobaktérie sú rastlinné parazity, ktoré majú prirodzenú schopnosť transformovať rastlinné bunky vložením svojich génov do rastlinných hostiteľov. Táto genetická informácia, nesená na kruhu samostatnej DNA známej ako plazmid, kóduje rast nádoru v rastline. Táto adaptácia umožňuje baktérii získať živiny z nádoru. Vedci používajú Agrobacterium tumefaciens ako vektor na prenos požadovaných génov cez Ti (nádor indukujúci) plazmid do dvojklíčnolistých odrôd rastlín, ako sú zemiaky, paradajky a tabak. T DNA (transformujúca sa DNA) sa integruje do rastlinnej DNA a tieto gény potom rastlina exprimuje. [V]
Mikroinjekcia a elektroporácia sú ďalšie metódy prenosu génov do DNA, prvý priamo a druhý cez póry. Nedávno sa technológie CRISPR-CAS9 a TALEN objavili ako ešte presnejšie metódy úpravy genómov.
Prenosy DNA sa vyskytujú aj v prírode, najmä v baktériách prostredníctvom mechanizmov, ako je aktivita transpozónov (genetické prvky) a vírusy. To je, koľko patogénov sa vyvinie tak, aby sa stali rezistentnými na antibiotiká. iv
Rastlinné genómy sú modifikované tak, aby obsahovali znaky, ktoré sa u druhov nemôžu vyskytovať prirodzene. Tieto organizmy sú patentované na použitie v potravinárskom a lekárskom priemysle, okrem iných biotechnologických aplikácií, ako je výroba farmaceutických a iných priemyselných výrobkov, biopalív a nakladanie s odpadom. ii
Komerčné použitie:
Prvou „geneticky modifikovanou“ plodinou bola tabaková rastlina odolná voči antibiotikám, ktorá bola vyrobená v roku 1982. V roku 1986 nasledovali poľné pokusy s rastlinami tabaku rezistentnými na herbicídy vo Francúzsku a USA a o rok neskôr belgická spoločnosť geneticky modifikovaná proti hmyzu. tabak. Prvým komerčne predávaným GM potravinami bol tabak odolný voči vírusom, ktorý vstúpil na čínsky trh v roku 1992. iv „Flavr Savr“ bol prvý GM plodina predávaná komerčne v USA v roku 1994: paradajka odolná proti hnilobe vyvinutá spoločnosťou Calgene, spoločnosťou, ktorú neskôr kúpila spoločnosť Monsanto. V tom istom roku schválila Európa svoju prvú geneticky modifikovanú plodinu na komerčný predaj, tabak rezistentný na herbicídy. ii
Rastliny tabaku, kukurice, ryže a bavlny boli upravené pridaním genetického materiálu z baktérie Bt (bacil thuringiensis) na včlenenie baktérií odolných proti hmyzu. Odolnosť proti vírusu mozaiky uhoriek, okrem iných patogénov, bola zavedená aj pre plodiny papája, zemiakov a tekvice. Kultúry typu „Round-up Ready“, ako sú sójové bôby, sú schopné prežiť expozíciu herbicídu obsahujúcemu glyfosát známymu ako Round-up. Glyfosát ničí rastliny narušením ich metabolických ciest syntetizujúcich aminokyseliny. iv
Profily výživy rastlín sa zlepšili z hľadiska prínosu pre ľudské zdravie, ako aj zlepšeného krmiva pre zvieratá. Krajiny, ktoré sa spoliehajú na semená a strukoviny, ktoré prirodzene nemajú aminokyseliny, produkujú GM semená s vyššími hladinami aminokyselín lyzín, metionín a cysteín. Ryža obohatená o beta-karotén bola zavedená v ázijských krajinách, kde nedostatok vitamínu A je častou príčinou problémov so zrakom u malých detí..
Oživenie rastlín je ďalším aspektom genetického inžinierstva. Toto je použitie hromadne pestovaných modifikovaných rastlín na výrobu farmaceutických výrobkov, ako sú vakcíny. Rastliny ako sú žeruchy, tabak, zemiaky, kapusta a mrkva sú najbežnejšie používanými rastlinami pre genetický výskum a zber užitočných zlúčenín, pretože jednotlivé bunky sa môžu odstrániť, pozmeniť a pestovať v tkanivových kultúrach, aby sa stali hmotnosťou nediferencovaných buniek nazývaných mozoľ. Tieto bunky kalusu ešte nie sú špecializované na funkciu a môžu tak tvoriť celú rastlinu (jav známy ako totipotencia). Pretože sa rastlina vyvinula z jedinej geneticky zmenenej bunky, celá rastlina bude pozostávať z buniek s novým genómom a niektoré jej semená budú produkovať potomstvo s rovnakou zavedenou vlastnosťou.. proti
Etické diskusie a hospodárske účinky
Do roku 1999 dve tretiny všetkých potravín spracovaných v USA obsahovali GM prísady. Od roku 1996 sa celková plocha obrábania GMO stonásobne zvýšila. GM technológia viedla k veľkému nárastu úrody a ziskov poľnohospodárov, ako aj k zníženiu využívania pesticídov, najmä v rozvojových krajinách.. ii Zakladatelia genetického inžinierstva plodín, menovite Robert Fraley, Marc Van Montagu a Mary-Dell Chilton, získali v roku 2013 Svetovú cenu potravín za zlepšenie kvality, množstva a dostupnosti potravín v medzinárodnom meradle.. iv
Výroba GMO je stále kontroverznou témou a krajiny sa líšia v regulácii aspektov patentovania a marketingu. Medzi tieto obavy patrí bezpečnosť pre ľudskú spotrebu a životné prostredie a otázka toho, či sa živé organizmy stanú duševným vlastníctvom. Cartagenský protokol o biologickej bezpečnosti je medzinárodná dohoda o bezpečnostných normách týkajúcich sa výroby, prenosu a používania GMO.
