Forskjellen mellom hybrid og GM frø

HYBRID SEEDS

En hybrid er opprettet når to genetisk forskjellige foreldreplanter av samme art er kryssbestemt. Under pollinering befruktes pollen fra hannen av gameter fra de kvinnelige eggstokkene for å produsere avkomfrø. Genetisk materiale fra mannlige og kvinnelige planter kombinerer for å danne det som kalles første generasjons (F1) hybridfrø.

I naturen:

Blomstrende planter har utviklet ulike mekanismer for å produsere avkom med varierte genetiske egenskaper for større sjanse for overlevelse i skiftende miljøer.

Dicliny er forekomsten av unisexual (i motsetning til hermafroditt) blomster. Dioecious planter bærer mannlige og kvinnelige blomster på separate planter (i motsetning til monoecious, som bærer begge på samme planten). Dette tvinger kryssbestøvning til å finne sted.

Dichogami er den tidsmessige forskjellen i anter og stigmatisk modenhet (henholdsvis mannlige og kvinnelige reproduktive planteorganer), igjen oppmuntrende kryssbestøvning. Protandry refererer til dehiscens (modning) av antheren før stigmatiseringen blir mottakelig, mens protogyni kan ses som det motsatte scenariet.

Selvkompatibilitet (avvisning av pollen fra samme plante) og herkogamy (romlig adskillelse av støttere og stigma) sikrer at selvbefruktning unngås.

Selvkompatibilitet er delt inn i heteromorfe og homomorfe typer. Planter med distyle (2 typer blomster) eller tristyle (3 typer) heteromorfe blomster, viser synlige forskjeller i reproduktive strukturer mellom hver type. Bare blomster av forskjellige typer er kompatible for pollinering på grunn av stigma og stilhøyder. Homomorfe blomster, selv om de er morfologisk de samme (i utseende), har kompatibiliteter kontrollert av gener. Jo mer genetisk likhet mellom pollen og ovler (kvinnelige gameter), desto mer sannsynlig er de å være inkompatible for befruktning. [I]

Kommersielt bruk:

Selv om hybridisering forekommer naturlig i naturen, kan den styres av planteoppdrettere for å utvikle planter med en kommersielt ønskelig kombinasjon av egenskaper. Eksempler er motstand mot skadedyr, sykdommer, ødeleggelse, kjemikalier og miljøbelastninger som tørke og frost, samt forbedring av utbytte, utseende og næringsprofil.

Hybrider produseres i lavteknologiske miljøer som dekket avlinger eller drivhus. Eksempler på nye avlinger som eksisterer bare som hybrider inkluderer canola, grapefrukt, søt mais, cantaloupes, frøfrie vannmeloner, tangelos, clementines, apriums og pluots. [ii] Hybridavlinger ble undersøkt i USA i 1920-tallet, og på 1930-tallet hadde hybridmais blitt mye brukt. [iii]

Hybridisering stammer fra teoriene om Charles Darwin og Gregor Mendel i midten av 1800-tallet. Den aller første metoden som brukes av bønder er kjent som maisdisassering, hvor morkornplanters pollen fjernes og plantes mellom rader av faderplanter, og sikrer pollinering bare fra farpollen. Dermed er frøene som høstes fra moderplanter hybrider. ⁱⁱ Den manuelle fjerningen av plantens mannlige organstrukturer, kalles håndemaskulering.

Kjønnsendring er en annen metode som bøndene har vedtatt for å styre planteavl. Kjønnsuttrykk kan kontrolleres ved å endre faktorer som planteernæring, lys og temperatur eksponering og fytohormoner. Plantehormoner som auxins, etherl, erthephon, cytokinins og brassinosteroids, samt lave temperaturer, forårsaker et skifte mot kvinnelig sexekspresjon. Hormonbehandlinger av gibberelliner, sølvnitrat og pthalimid, samt høye temperaturer, har en tendens til å favorisere maleness. ^Jeg

Patentering og økonomiske bekymringer

F1-generasjonen er et unikt utvalg som, når krysset med sin egen generasjon for å produsere F2-serien, vil resultere i planter med nye, tilfeldige genetiske kombinasjoner av foreldre-DNA. Av denne grunn gir F1-frøene sine produsenter patenteringsrettigheter, siden det samme frøet må kjøpes hvert år for planting.

Selv om det er gunstig, er hybridfrø for dyrt for bruk i utviklingsland, siden kostnaden av frø er kombinert med kravet om kostbart maskineri for beredskap og anvendelse av plantevernmidler. De Grønn Revolusjon, en kampanje rettet mot å spre bruken av hybridfrø for økt matproduksjon, var faktisk økonomisk skadelig i landbrukerne. De høye vedlikeholdskostnadene som er involvert, tvang bønder til å selge sitt land til agribusinesses, utvide gapet mellom de rike og fattige enda mer.

GM-frø

Rekombinant DNA-teknologi innebærer spleising sammen av gener av organismer, selv fra forskjellige arter (som aldri kan avle i naturen), for å resultere i en "transgen" organisme. I stedet for seksuell reproduksjon brukes dyre laboratorieteknikker for å skape den genetisk modifiserte organismen, eller "GMO". ⁱⁱ

metoder:

Gene våpen er den vanligste metoden for å introdusere fremmedlegemateriale i genomene av monokotavlinger som hvete eller mais. DNA er bundet til gull- eller wolframpartikler, som akselereres ved høye energinivåer og trenger inn i cellevegg og membraner, hvor DNA integreres i kjernen. En ulempe er at cellulær vevskader kan forekomme. [Iv]

Agrobakterier er planteparasitter som har naturlig evne til å transformere planteceller ved å sette sine gener inn i planteverter. Denne genetiske informasjonen bæres på en ring av separat DNA kjent som et plasmid, kode for tumorvekst i planten. Denne tilpasningen gjør det mulig for bakterien å skaffe næringsstoffer fra svulsten. Forskere bruker Agrobacterium tumefaciens som en vektor for å overføre ønskelige gener via Ti (tumor-inducerende) plasmid til dikotyledoniske plantesorter, slik som poteter, tomater og tobakk. T-DNA'et (transformerende DNA) integreres i planten DNA, og disse gener uttrykkes deretter av planten. [V]

Mikroinjeksjon og elektroporasjon er andre metoder for å overføre gener til DNA, den første direkte og den andre via porer. Nylig CRISPR-CAS9 og TALEN teknologier har dukket opp som enda mer nøyaktige metoder for redigering av genomene.

DNA-overføringer forekommer også i naturen, hovedsakelig i bakterier via mekanismer som transposonsaktivitet (genetiske elementer) og virus. Dette er hvor mange patogener utvikler seg til å bli resistent mot antibiotika. ^iv

Plantegener er modifisert for å inkludere egenskaper som ikke kan forekomme naturlig i arten. Disse organismene er patenterte for bruk i nærings- og næringsmiddelindustrien, blant annet bioteknologiske anvendelser, som for eksempel produksjon av legemidler og andre industriprodukter, biobrensel og avfallshåndtering. ⁱⁱ

Kommersielt bruk:

Den første genetisk modifiserte avlingen var en antibiotikaresistent tobakksfabrik, produsert i 1982. Feltforsøk for herbicidresistente tobakksplanter i Frankrike og USA fulgte i 1986 og et år senere ble et belgisk selskap genetisk konstruert med insektresistent tobakk. Den første GM-maten som ble solgt kommersielt var en virusresistent tobakk som kom inn i Folkerepublikken Kinas marked i 1992. ^iv "Flavr Savr" var den første GM-avlingen som ble solgt kommersielt i USA i 1994: En rot-resistent tomat utviklet av Calgene, et selskap som senere ble kjøpt av Monsanto. Samme år godkjente Europa sin første genetisk utviklede avling for kommersielt salg, en herbicidresistent tobakk. ⁱⁱ

Tobakk, mais, ris og bomullsplanter er blitt modifisert ved å legge til genetisk materiale fra bakterien Bt (Bacillus thuringiensis) for å innlemme bakteriens insektresistente egenskaper. Resistens mot agurkmosaikkviruset, blant annet patogener, har blitt introdusert for papaya, potet og squashavlinger. "Rundt opp Ready" avlinger som soyabønner, er i stand til å overleve eksponering for det glyfosatholdige herbicidet kjent som Round-up. Glyphosat dreper planter ved å forstyrre deres aminosyre-syntetiserende metabolske veier. ^iv

Plantnæringsprofiler har blitt forbedret for menneskers helsefordeler, samt forbedret husdyrtilførsel. Land som er avhengige av frø og bælgplanteavlinger mangler naturlig aminosyrer, produserer GM-frø med høyere nivåer av aminosyrer lysin, metionin og cystein. Betakaroten-beriket ris er blitt introdusert i asiatiske land hvor vitamin A-mangel er en vanlig årsak til synsproblemer hos små barn.

Plant pharming er et annet aspekt av genteknologi. Dette er bruk av masse dyrket modifiserte planter for produksjon av farmasøytiske produkter som vaksiner. Planter som thale cress, tobak, potet, kål og gulrot er de mest brukte plantene for genetisk forskning og høsting av nyttige forbindelser, da individuelle celler kan fjernes, endres og dyrkes i vevskulturer for å bli en masse ufordelte celler kalt a fortykket hud. Disse calluscellene har ennå ikke spesialisert seg på funksjon og kan dermed danne en hel plante (et fenomen kjent som totipotency). Siden planten utviklet seg fra en enkelt genetisk endret celle, vil hele planten bestå av celler med det nye genomet og noen av dets frø vil produsere avkom med samme introduserte egenskap. ^v

Etiske debatter og økonomiske effekter

I 1999 inneholdt to tredjedeler av alle amerikanske bearbeidede matvarer GM-ingredienser. Siden 1996 har det totale arealarealet som dyrker GMO, økt 100 ganger. GM-teknologi har resultert i store økninger i avkastning og bønder fortjeneste, samt reduksjon i bruk av plantevernmidler, spesielt i utviklingsland. ⁱⁱ Grunnleggerne av avlingersteknologi, nemlig Robert Fraley, Marc Van Montagu og Mary-Dell Chilton, ble tildelt Verdensmatvareprisen i 2013 for å forbedre "kvalitet, kvantitet eller tilgjengelighet" av mat internasjonalt. ^iv

Produksjonen av GMO er fortsatt et kontroversielt tema, og landene er forskjellige i reguleringen av patentering og markedsføringsaspekter. Bekymringer som hevdes inkluderer sikkerhet for konsum og miljø og spørsmålet om levende organismer blir intellektuell eiendom. Cartagena-protokollen om biosikkerhet er en internasjonal avtale om sikkerhetsstandarder for produksjon, overføring og bruk av GMO.