Žemės ūkio biotechnologija

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Jump to navigation Jump to search
 Broom icon.svg  Šį puslapį ar jo dalį reikia sutvarkyti pagal Vikipedijos standartus.
Jei galite, sutvarkykite.
Lietuvių: lt:Europinė pipirlapė (Asarum europaeum)

Žemės ūkio biotechnologija arba agrikultūrinė biotechnologija[1] - technologija, pagrįsta genų inžinerija, skirta augalų, gyvūnų ir mikroorganizmų modifikavimui[2] Pažanga žemės ūkio pasėlių biotechnologijoje - norimų pasėlių savybių perdavimas kitoms pasėlių rūšims-leido gauti pageidaujamo skonio, spalvos, augimo greičio, dydžio, atsparumo, žemės ūkio produktus.

Istorija[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Manipuliuoti gyvų organizmų genomais pradėta 10 000 metų prieš Kristų. Selekcija leido sukurti naujas ir pagerinti esamas augalų ir gyvūnų veisles ir padidinti žemės ūkio gamybos produktyvumą.[3] Dešimtajame 20a. dešimtmetyje parduotas pirmas biotechnologijos pagalba užaugintas maisto produktas. Iki 2003 metų genetiškai modifikuoti pasėliai buvo naudojami 7 milijonų ūkininkų visame pasaulyje. Daugiau nei 85 proc. šių ūkininkų aptikti besivystančiose šalyse. 2004 metais genetiškai modifikuotų augalų pasėliai įvertinami FDA (angl. Food and Drugs Administraton 'JAV Maisto ir vaistų administracija'). Biotechnologija pripažinta kaip priemonė, papildanti tradicinius ūkininkavimo metodus.[4]

Pasėlių modifikavimo metodai[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Tradicinis veisimas[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Tradicinio kryžminimo (angl. crossbreeding) metu poruojamos dvi lytiškai suderintos organizmų rūšys. Pavyzdžiui, kryžminis tėvinių augalų veisimas leido Malus pumila vaisiams įgyti specifinę tekstūrą ir skonį. Tradicinėje praktikoje vieno augalo žiedadulkės dedamos ant moteriškos kito augalo dalies. Formuojamas hibridas, turintis genetinės informacijos iš abiejų tėvinių augalų. Augalų selekcininkai atrenka augalus, turinčius naudingus bruožus, reikalingus perduoti būsimoms kartoms. Tęsiamas tokių augalų veisimas.[5]

Mutagenezė[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

DNR mutacijos organizmų genomuose vyksta atsitiktinai. Mutacijų indukavimas augaluose leidžia atsirasti pasėlių įvairovei[6] Atsitiktinės mutagenezės metu naudojami ultravioletiniai spinduliai (sutr. UV). Ultravioletiniams spinduliams būdingas didelis biologinis ir cheminis aktyvumas. Trečiajame XX a. dešimtmetyje atrastas radiacinis veisimas (angl. radiation breeding). Amerikiečių genetikas Levisas Stadleris[7] eksperimentuose su kukurūzų ir miežių kultūromis naudojo rentgeno spindulius. Miežių atveju buvo gauti balti, gelsvi, šviesiai geltoni, miežiai. Kai kurie turėjo baltas juosteles. 1930–2004 metais daugiausia naujų mutantinių veislių buvo sukurta gama spindulių (64%) ir rentgeno spindulių (22%) pagalba. Atsitiktinės mutagenezės metu taip pat naudojami cheminiai mutagenai (pvz.: etil-metano sulfonatas) ir biologiniai mutagenai. Biologiniais mutagenais vadinami virusai, kurie patękę į ląstelę gali sukelti mutacijas jos viduje. Paprastai insercijas (angl. insertions) (į chromosomą įterpiamas DNR fragmentas su keletu ar keliolika genų).[8]

Poliploidija[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Poliploidija[9] taikoma pasėlių chromosomų modifikacijose. Cheminės medžiagos veikia diploidinius organizmų genų rinkinius. Keičiamas chromosomų skaičius genome. Gaunami pasėlių derlingumo ir pasėlių dydžio pokyčiai. Besėkliai arbūzai (lot. Citrullus lanatus ) turi tris chromosomų rinkinius.

Protoplastų suliejimas[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Protoplastų suliejimas - ląstelių ar ląstelių organelių suliejimas, kurio pagalba vieno organizmo požymiai perduodami kitam. Protoplastų suliejimas pritaikomas vyriškos lyties augalų sterilumo savybei perduoti iš ridikėlių ( lot. Raphanus sativus) į raudonuosius kopūstus (lot. Brassica oleracea).[10]

RNR interferencija[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

RNR interferencija (angl. RNA interference (RNAIi) - procesas, leidžiantis išjungti RNR virtimo baltymais mechanizmą ląstelėje tam, kad vyktų genų slopinimas. Genetinė modifikacija veikia informacinę RNR molekulę (iRNR). Efektyvus genų nutildymas leidžia iRNR molekulei stabdyti baltymų sintezės procesą.

Genomo redagavimas[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Genomo redagavimas - tiesioginis ląstelės DNR redagavimas fermentais. Herbicidams atsparios rapsų rūšys gaunamos dėka genomo redagavimo technologijos.[11]

Literatūra[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

  1. Greenfacts.org. (2020). 1. What is agricultural biotechnology?. [online] Available at: https://www.greenfacts.org/en/gmo/3-genetically-engineered-food/1-agricultural-biotechnology.htm [Accessed 18 Jan. 2020].
  2. Anon, (2020). [online] Available at: https://www.researchgate.net/publication/326083048_Green_Biotechnology_and_Scope_of_Genetically_modified_Crops_Facts_and_Prejudices [Accessed 18 Jan. 2020].
  3. (Plantbreeding.coe.uga.edu, 2020) Plantbreeding.coe.uga.edu. (2020). 20. Mutagenesis-PlantBreeding. [online] Available at: http://plantbreeding.coe.uga.edu/index.php?title=20._Mutagenesis [Accessed 18 Jan. 2020].
  4. Linkedin.com. (2020). History of Biotechnology. [online] Available at: https://www.linkedin.com/pulse/history-biotechnology-ramesh-manikondu [Accessed 18 Jan. 2020].
  5. Biology Fortified, Inc. (2020). Infographic: Crop Modification Techniques - Biology Fortified, Inc.. [online] Available at: https://web.archive.org/web/20160414094558/http://www.biofortified.org/portfolio/infographic-crop-modification-techniques/ [Accessed 18 Jan. 2020].7.
  6. NE, L. (2020). Random mutagenesis methods for in vitro directed enzyme evolution. - PubMed - NCBI. [online] Ncbi.nlm.nih.gov. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20201809 [Accessed 18 Jan. 2020].
  7. Programme, J. (2020). Topics: Mutation Induction, Plant Breeding and Genetics, PBG - NAFA. [online] Www-naweb.iaea.org. Available at: http://www-naweb.iaea.org/nafa/pbg/mutation-induction.html [Accessed 18 Jan. 2020].
  8. Encyclopedia Britannica. (2020). Polyploidy | genetics. [online] Available at: https://www.britannica.com/science/polyploidy [Accessed 18 Jan. 2020].
  9. Sustainable, Secure Food Blog. (2020). Polyploidy – or how do we get seedless fruit?. [online] Available at: https://sustainable-secure-food-blog.com/2019/05/07/polyploidy-or-how-do-we-get-seedless-fruit/ [Accessed 18 Jan. 2020].
  10. https://www.jstage.jst.go.jp/article/ggs1921/64/1/64_1_27/_pdf
  11. CropLife International. (2020). Why Canada’s Farmers Choose Herbicide-Tolerant Canola. [online] Available at: https://croplife.org/why-canadas-farmers-choose-herbicide-tolerant-canola/ [Accessed 18 Jan. 2020].