Bioteknologi sering dianggap sinonim dengan penyelidikan biomedikal, tetapi terdapat banyak industri lain yang memanfaatkan kaedah bioteknologi untuk mengkaji, mengklon dan mengubah gen. Kami telah terbiasa dengan idea enzim dalam kehidupan seharian kita dan ramai orang yang biasa dengan kontroversi yang mengelilingi penggunaan GM dalam makanan kita. Industri pertanian berada di tengah perdebatan itu, tetapi sejak zaman George Washington Carver, biotek pertanian telah menghasilkan banyak produk baru yang berpotensi mengubah kehidupan kita menjadi lebih baik.
01 Vaksin
Vaksin lisan telah berkhidmat selama bertahun-tahun sebagai penyelesaian yang mungkin untuk penyebaran penyakit di negara-negara terbelakang, di mana kos adalah larangan untuk vaksinasi yang meluas. Tanaman kejuruteraan genetik, biasanya buah-buahan atau sayur-sayuran, yang direka untuk membawa protein antigen daripada patogen berjangkit, yang akan menyebabkan tindak balas imun apabila ditelan. Contohnya adalah vaksin khusus pesakit untuk merawat kanser. Vaksin anti-limfoma telah dibuat dengan menggunakan tumbuhan tembakau yang membawa RNA dari klon sel-sel malignan. Protein yang dihasilkan kemudian digunakan untuk memberi vaksin kepada pesakit dan meningkatkan sistem imun terhadap kanser. Vaksin yang dibuat untuk rawatan kanser telah menunjukkan janji yang cukup besar dalam kajian awal.
02 Antibiotik
Tumbuhan digunakan untuk menghasilkan antibiotik untuk kegunaan manusia dan haiwan. Mengekalkan protein antibiotik dalam makanan ternakan, diberi makan secara langsung kepada haiwan, adalah kurang mahal daripada pengeluaran antibiotik tradisional, tetapi amalan ini menimbulkan banyak isu bioetika kerana hasilnya meluas, kemungkinan penggunaan antibiotik yang tidak perlu, yang boleh meningkatkan pertumbuhan bakteria bakteria yang tahan antibiotik. Beberapa kelebihan untuk menggunakan tumbuhan untuk menghasilkan antibiotik untuk manusia dikurangkan kos disebabkan oleh jumlah produk yang lebih besar yang boleh dihasilkan daripada tumbuh-tumbuhan berbanding unit penapaian , kemudahan pembersihan, dan mengurangkan risiko pencemaran berbanding penggunaan sel-sel mamalia dan kultur media.
03 Bunga
Terdapat lebih banyak lagi bioteknologi pertanian daripada hanya memerangi penyakit atau meningkatkan kualiti makanan . Terdapat beberapa aplikasi estetik semata-mata dan contohnya ialah penggunaan teknik pengenalan dan pemindahan gen untuk memperbaiki warna, bau, saiz dan ciri-ciri bunga yang lain. Begitu juga, bioteknologi telah digunakan untuk membuat penambahbaikan kepada tumbuh-tumbuhan hiasan yang lain, khususnya pokok renek dan pokok. Sesetengah perubahan ini adalah serupa dengan tanaman yang dihasilkan, seperti meningkatkan rintangan sejuk tumbuhan tropika, supaya ia dapat ditanam di taman utara.
04 Biofuels
Tom Merton
Industri pertanian memainkan peranan yang besar dalam industri biofuel, menyediakan bahan bakar untuk penapaian dan penyuling bio-minyak, bio-diesel, dan bio-etanol. Teknik kejuruteraan genetik dan teknik pengoptimuman enzim sedang digunakan untuk membangunkan bahan suapan berkualiti yang lebih baik untuk penukaran yang lebih efisien dan output BTU yang lebih tinggi daripada produk bahan api yang dihasilkan. Tanaman yang menghasilkan tinggi dan berketumpatan tenaga boleh mengurangkan kos relatif berkaitan dengan penuaian dan pengangkutan (satu unit tenaga yang diperolehi), menghasilkan produk bahan api yang lebih tinggi.
05 Loji dan Pembiakan Haiwan
Meningkatkan ciri-ciri tumbuhan dan haiwan melalui kaedah tradisional seperti penyebaran silang, cantuman, dan pembiakan salib adalah memakan masa. Kemajuan bioteknologi membolehkan perubahan khusus dibuat dengan cepat, pada tahap molekul melalui ekspresi atau pemecahan gen, atau pengenalan gen asing. Yang terakhir adalah mungkin menggunakan mekanisme kawalan ekspresi gen seperti pemromosikan gen tertentu dan faktor transkripsi . Kaedah seperti pemilihan penanda yang membantu meningkatkan kecekapan "terarah" pembiakan haiwan, tanpa kontroversi yang biasanya dikaitkan dengan GMOs. Kaedah pengklonan gen juga mesti menangani perbezaan spesies dalam kod genetik, kehadiran atau ketiadaan introns dan pengubahsuaian selepas translasi seperti metilasi.
06 Tanaman tahan perosak
Selama bertahun-tahun, mikroba Bacillus thuringiensis , yang menghasilkan protein yang beracun kepada serangga, khususnya, pengasah jagung Eropah, digunakan untuk menanam tanaman. Untuk menghapuskan keperluan untuk debu, saintis mula-mula mengembangkan jagung transgenik yang menyatakan protein Bt, diikuti oleh kentang Bt dan kapas. Bt protein bukan toksik kepada manusia, dan tanaman transgenik memudahkan petani untuk menghindari serangan yang mahal. Pada tahun 1999, kontroversi muncul di atas jag Bt kerana kajian yang mencadangkan debunga berpindah ke milkweed di mana ia membunuh larva raja yang memakannya. Kajian selanjutnya menunjukkan risiko kepada larva sangat kecil dan, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kontroversi mengenai jagung Bt telah beralih tumpuan, kepada topik rintangan serangga yang muncul.
07 Tanaman Tahan Hama Pestisida
Tidak boleh dikelirukan dengan ketahanan perosak , tumbuhan ini adalah toleran untuk membenarkan petani untuk secara selektif membunuh rumput sekeliling tanpa merosakkan tanaman mereka. Contoh yang paling terkenal ialah teknologi Roundup-Ready, yang dibangunkan oleh Monsanto. Pertama kali diperkenalkan pada tahun 1998 sebagai kacang soya GM, tumbuhan Roundup-Ready tidak terjejas oleh glisosat herbisida, yang boleh digunakan dalam kuantiti yang banyak untuk menghapuskan mana-mana tanaman lain di lapangan. Keuntungan untuk ini adalah penjimatan masa dan kos yang dikaitkan dengan pembiakan konvensional untuk mengurangkan rumpai, atau pelbagai aplikasi pelbagai jenis herbisida untuk secara selektif menghapuskan spesies rumpai spesies tertentu. Kelemahan yang mungkin termasuk semua hujah kontroversi terhadap GM.
08 Suplemen Nutrien
Dalam usaha untuk memperbaiki kesihatan manusia, terutamanya di negara-negara yang kurang maju, saintis mencipta makanan diubahsuai secara genetik yang mengandungi nutrien yang dikenali untuk membantu memerangi penyakit atau kekurangan makanan. Satu contohnya ialah Golden Rice , yang mengandungi beta-karoten, prekursor untuk pengeluaran Vitamin A dalam badan kita. Orang yang makan beras menghasilkan lebih banyak Vitamin A, nutrien penting yang kurang dalam diet orang miskin di negara-negara Asia. Tiga gen, dua dari daffodils dan satu dari bakterium, yang mampu memangkinkan empat tindak balas biokimia, telah diklonkan menjadi beras untuk menjadikannya "emas". Nama ini berasal dari warna butiran transgenik kerana overexpression beta-carotene, yang memberikan wortel warna oren mereka.
09 Rintangan Tekanan Abiotik
Kurang daripada 20% tanah adalah tanah yang subur tetapi beberapa tanaman telah diubah secara genetik untuk menjadikannya lebih tahan terhadap keadaan seperti salin, sejuk, dan kemarau. Penemuan gen dalam tumbuh-tumbuhan yang bertanggungjawab untuk pengambilan natrium telah membawa kepada pembangunan tumbuhan - tumbuhan ketukan yang dapat tumbuh di persekitaran garam yang tinggi. Pengawalseliaan atas atau bawah transkripsi biasanya merupakan kaedah yang digunakan untuk mengubah toleransi kemarau dalam tumbuhan. Tumbuh-tumbuhan jagung dan rapeseed, mampu bertumbuh di bawah keadaan kemarau, berada di tahun keempat mereka ujian lapangan di California dan Colorado, dan dijangka mereka akan mencapai pasaran dalam 4-5 tahun.
10 Serat Kekuatan Perindustrian
Cmglee / Wikimedia CC 2.0
Sutera labah-labah adalah serat terkuat diketahui manusia, lebih kuat daripada Kevlar (digunakan untuk membuat bulu peluru peluru), dengan kekuatan tegangan yang lebih tinggi daripada keluli. Pada bulan Ogos 2000, syarikat Kanada Nexia mengumumkan perkembangan kambing transgenik yang menghasilkan protein sutera labah-labah dalam susu mereka. Walaupun ini menyelesaikan masalah penghasilan besar-besaran protein, program itu telah ditangguhkan ketika saintis tidak dapat memikirkan cara memutarnya menjadi serat seperti labah-labah. Menjelang tahun 2005, kambing itu dijual kepada sesiapa sahaja yang akan membawa mereka. Walaupun nampaknya idea sutera laba-laba telah diletakkan di rak untuk masa ini, ia adalah teknologi yang pasti akan muncul semula pada masa akan datang, sekali lagi maklumat dikumpulkan mengenai bagaimana sutera itu ditenun.