Perbezaan antara biji hibrid dan gm

Benih Hibrid

Hibrid dicipta apabila dua tumbuhan induk yang berbeza dari spesies yang sama, disebarkan. Semasa pendebungaan, debunga dari lelaki membubarkan gamet dari ovari wanita untuk menghasilkan biji keturunan. Bahan genetik dari tumbuhan lelaki dan perempuan bergabung untuk membentuk apa yang dikenali sebagai biji hibrid generasi pertama (F1).

Secara semula jadi:

Tumbuhan berbunga telah mengembangkan pelbagai mekanisme untuk menghasilkan anak -anak dengan ciri -ciri genetik yang bervariasi untuk peluang yang lebih besar untuk bertahan hidup dalam perubahan persekitaran.

Dicliny adalah kejadian uniseksual (bertentangan dengan hermaphrodite) bunga. Tumbuhan dioecious membawa bunga lelaki dan perempuan di tumbuh -tumbuhan yang berasingan (berbanding dengan monoecious, yang membawa kedua -dua tumbuhan yang sama). Ini memaksa penyebaran silang untuk berlaku.

Dichogamy adalah perbezaan temporal dalam kematangan anther dan stigma (organ tumbuhan pembiakan lelaki dan perempuan masing-masing), sekali lagi menggalakkan penyebaran silang. Protandry merujuk kepada dehiscence (matang) anther sebelum stigma menjadi reseptif, sementara protogyny dapat dilihat sebagai senario yang bertentangan.

Kebolehpercayaan diri (penolakan debunga dari tumbuhan yang sama) dan herkogamy (pemisahan spatial anthers dan stigma) memastikan bahawa penubuhan diri dielakkan.

Ketidakmampuan diri dibahagikan kepada jenis heteromorfik dan homomorfik. Tumbuhan dengan distyle (2 jenis bunga) atau tristyle (3 jenis) bunga heteromorfik, mempamerkan perbezaan yang kelihatan dalam struktur pembiakan antara setiap jenis. Hanya bunga dari pelbagai jenis yang serasi untuk pendebungaan kerana stigma dan ketinggian gaya. Bunga homomorfik, walaupun secara morfologi sama (dalam penampilan), mempunyai keserasian yang dikawal oleh gen. Kesamaan genetik yang lebih banyak antara debunga dan ovul (gamet wanita), kemungkinan besar mereka tidak sesuai untuk persenyawaan.[i]

Kegunaan komersial:

Walaupun hibridisasi berlaku secara semula jadi, ia dapat dikawal oleh penternak tumbuhan untuk membangunkan tumbuhan dengan kombinasi ciri -ciri yang diinginkan secara komersial. Contohnya adalah penentangan terhadap perosak, penyakit, kerosakan, bahan kimia dan tekanan alam sekitar seperti kemarau dan fros, serta peningkatan hasil, penampilan dan profil nutrien.

Hibrid dihasilkan dalam persekitaran berteknologi rendah seperti medan tanaman yang dilindungi atau rumah hijau. Contoh tanaman baru yang hanya wujud sebagai kacukan termasuk kanola, limau gedang, jagung manis, cantaloup, tembikai tanpa biji, tangelos, clementines, aprium dan pluot. [ii] Tanaman hibrid telah diteliti di u.S. Pada tahun 1920 -an dan pada tahun 1930 -an, jagung hibrid telah digunakan secara meluas.[iii]

Hibridisasi berasal dari teori Charles Darwin dan Gregor Mendel pada pertengahan 1800-an. Kaedah pertama yang digunakan oleh petani dikenali sebagai detasseling jagung, di mana debunga tumbuhan jagung ibu dikeluarkan dan ditanam di antara barisan tumbuhan ayah, memastikan pendebungaan hanya dari debunga ayah. Oleh itu, benih yang dituai dari tumbuhan ibu adalah kacukan. ⁱⁱ Penyingkiran manual struktur organ lelaki tumbuhan, dikenali sebagai emasculation tangan.

Pengubahsuaian Seks adalah kaedah lain yang diterima pakai oleh petani untuk mengarahkan pembiakan tumbuhan. Ekspresi seks boleh dikawal dengan mengubah faktor seperti pemakanan tumbuhan, pendedahan cahaya dan suhu dan phytohormones. Hormon tumbuhan seperti auxin, etherl, erthephon, sitokinin dan brassinosteroid, serta suhu rendah, menyebabkan peralihan ke arah ekspresi seks wanita. Rawatan hormon gibberellins, nitrat perak dan pthalimide, serta suhu tinggi, cenderung memihak kepada kegelisahan. ⁱ

Paten dan kebimbangan ekonomi

Generasi F1 adalah pelbagai unik yang, apabila diseberang dengan generasi sendiri untuk menghasilkan siri F2, akan menghasilkan tumbuh -tumbuhan dengan kombinasi genetik rawak baru DNA ibu bapa. Atas sebab ini, biji F1 memberikan hak paten pengeluar mereka, kerana benih yang sama harus dibeli setiap tahun untuk menanam.

Walaupun bermanfaat, biji hibrid terlalu mahal untuk digunakan di negara -negara membangun, kerana kos biji ditambah dengan keperluan jentera mahal untuk penyuburan dan penggunaan racun perosak. The Revolusi Hijau, Kempen yang bertujuan untuk menyebarkan penggunaan benih hibrid untuk peningkatan pengeluaran makanan, sebenarnya secara ekonomi memudaratkan komuniti pertanian luar bandar. Kos penyelenggaraan yang tinggi yang terlibat, memaksa petani untuk menjual tanah mereka ke perniagaan agribisnis, melebarkan jurang antara orang kaya dan miskin bahkan.

Biji GM

Teknologi DNA rekombinan melibatkan splicing bersama -sama gen organisma, walaupun dari spesies yang berbeza (yang tidak dapat dibiakkan dalam alam), untuk menghasilkan organisma "transgenik". Daripada pembiakan seksual, teknik makmal mahal digunakan untuk mencipta organisma yang diubahsuai secara genetik, atau "GMO". ⁱⁱ

Kaedah:

Senjata gen adalah kaedah yang paling biasa untuk memperkenalkan bahan genetik asing ke dalam genom tanaman monocot seperti gandum atau jagung. DNA terikat kepada zarah emas atau tungsten, yang dipercepat pada tahap tenaga yang tinggi dan menembusi dinding sel dan membran, di mana DNA disatukan ke dalam nukleus. Kelemahannya ialah kerosakan tisu selular mungkin berlaku.[iv]

Agrobacteria adalah parasit tumbuhan yang mempunyai keupayaan semula jadi untuk mengubah sel tumbuhan dengan memasukkan gen mereka menjadi tuan rumah tumbuhan. Maklumat genetik ini, yang dijalankan pada cincin DNA berasingan yang dikenali sebagai plasmid, kod untuk pertumbuhan tumor di kilang. Penyesuaian ini membolehkan bakteria mendapatkan nutrien dari tumor. Para saintis menggunakan Agrobacterium tumefaciens Sebagai vektor untuk memindahkan gen yang dikehendaki melalui plasmid Ti (Tumour-Indue) ke dalam varieti tumbuhan dicotyledonous, seperti kentang, tomato dan tembakau. DNA T (mengubah DNA) disatukan ke dalam DNA tumbuhan dan gen ini kemudiannya dinyatakan oleh tumbuhan.[v]

Microinjection dan electroporation adalah kaedah lain untuk memindahkan gen ke DNA, yang pertama secara langsung dan kedua melalui liang. Baru-baru ini CRISPR-Cas9 dan Talen Technologies telah muncul sebagai kaedah penyuntingan genom yang lebih tepat.

Pemindahan DNA juga berlaku, terutamanya dalam bakteria melalui mekanisme seperti aktiviti transposon (elemen genetik) dan virus. Ini adalah berapa banyak patogen yang berkembang menjadi tahan antibiotik. ^iv

Genom tumbuhan diubahsuai untuk memasukkan ciri -ciri yang tidak dapat berlaku secara semulajadi dalam spesies. Organisma ini dipatenkan untuk digunakan dalam industri makanan dan perubatan, antara aplikasi bioteknologi lain, seperti pengeluaran farmaseutikal dan produk perindustrian, biofuel dan sisa lain. ⁱⁱ

Kegunaan komersial:

Tanaman pertama "GM" (diubahsuai secara genetik) adalah tumbuhan tembakau yang tahan antibiotik, yang dihasilkan pada tahun 1982. Percubaan lapangan untuk tumbuhan tembakau yang tahan herbisida di Perancis dan Amerika Syarikat diikuti pada tahun 1986 dan setahun kemudian sebuah syarikat Belgia yang direka bentuk secara genetik tembakau. Makanan GM pertama yang dijual secara komersial adalah tembakau yang tahan virus yang memasuki pasaran Republik Rakyat China pada tahun 1992. ^iv "Flavr Savr" adalah tanaman GM pertama yang dijual secara komersial di U.S. Pada tahun 1994: Tomato tahan lama yang dibangunkan oleh Calgene, sebuah syarikat yang kemudiannya dibeli oleh Monsanto. Pada tahun yang sama, Eropah meluluskan tanaman kejuruteraan genetik pertama untuk jualan komersial, tembakau tahan herba. ⁱⁱ

Tembakau, jagung, nasi dan tumbuhan kapas telah diubah suai dengan menambahkan bahan genetik dari bakteria bt (Bacillus Thuringiensis) untuk menggabungkan sifat-sifat tahan serangga bakteria. Rintangan terhadap virus mozek timun, di antara patogen lain, telah diperkenalkan kepada pepaya, tanaman kentang dan skuasy.Tanaman "Round-Up Ready" seperti kacang soya, dapat bertahan hidup pendedahan kepada herbisida yang mengandungi glyphosate yang dikenali sebagai Round-Up. Glyphosate Membunuh Tumbuhan Dengan Mengganggu Laluan Metabolik Asid Amino Mereka. ^iv

Profil nutrien tumbuhan telah dipertingkatkan untuk manfaat kesihatan manusia serta makanan ternakan yang lebih baik. Negara -negara yang bergantung kepada benih dan kacang tanah secara semulajadi kekurangan asid amino, menghasilkan biji GM dengan paras asid amino yang lebih tinggi lysine, methionine dan cysteine. Nasi yang diperkaya beta-karoten telah diperkenalkan di negara-negara Asia di mana kekurangan vitamin A adalah penyebab utama masalah penglihatan pada kanak-kanak kecil.

Farming Loji adalah satu lagi aspek kejuruteraan genetik. Ini adalah penggunaan tumbuhan yang diubahsuai massa untuk pengeluaran produk farmaseutikal seperti vaksin. Tumbuh -tumbuhan seperti thale cress, tembakau, kentang, kubis dan lobak merah adalah tumbuh -tumbuhan yang paling biasa digunakan untuk penyelidikan genetik dan penuaian sebatian yang berguna, kerana sel individu dapat dikeluarkan, diubah dan ditanam dalam kultur tisu untuk menjadi jisim sel -sel yang tidak dapat dibezakan Callus. Sel -sel kalus ini belum lagi khusus dalam fungsi dan dengan itu boleh membentuk keseluruhan tumbuhan (fenomena yang dikenali sebagai t totipotency). Oleh kerana tumbuhan yang dibangunkan dari satu sel yang diubah secara genetik, seluruh tumbuhan akan terdiri daripada sel dengan genom baru dan beberapa benihnya akan menghasilkan keturunan dengan sifat yang diperkenalkan yang sama. ^v

Perdebatan etika dan kesan ekonomi

Menjelang tahun 1999, dua pertiga daripada semua u.S. Makanan yang diproses mengandungi bahan GM. Sejak tahun 1996, jumlah kawasan permukaan tanah yang menanam GMOs telah meningkat 100 kali ganda. Teknologi GM telah mengakibatkan peningkatan besar hasil tanaman dan keuntungan petani, serta pengurangan penggunaan racun perosak, terutama di negara -negara membangun. ⁱⁱ Pengasas kejuruteraan genetik tanaman, iaitu Robert Fraley, Marc Van Montagu dan Mary-Dell Chilton, dianugerahkan Hadiah Makanan Dunia pada tahun 2013 untuk meningkatkan "kualiti, kuantiti atau ketersediaan" makanan di peringkat antarabangsa. ^iv

Pengeluaran GMO masih menjadi topik kontroversial dan negara berbeza dalam peraturan paten dan aspek pemasaran mereka. Kebimbangan yang dibangkitkan termasuk keselamatan untuk penggunaan manusia dan alam sekitar dan persoalan organisma hidup menjadi harta intelek. Protokol Cartagena mengenai BioSafety adalah perjanjian antarabangsa mengenai piawaian keselamatan mengenai pengeluaran, pemindahan dan penggunaan GMO. ⁱⁱ