Genetik mühendisliği temel olarak modern tarımı, bilim insanları, üstün beslenme profillerini sunan gıda ürünlerini geliştirmek için araçlarla donatarak yeniden şekillendirmiştir. Bitkilerin DNA'sını doğrudan değiştirebilir, araştırmacılar protein kalitesini artırabilir ve zararlılara ve çevresel streslere karşı direnç geliştirebilirler - tüm uygun bir nesil içinde bu teknoloji yaygın bir yetersiz beslenme, kimyasal girdilere güven sağlar ve daha dayanıklı gıda sistemleri inşa edebilir. Küresel nüfus 10 milyara doğru tırmanır.

Genetik Mühendisliği Anlamak: Bitki Modification Arkasındaki Bilim

Genetik mühendisliği, genellikle genetik modifikasyon olarak adlandırılır (GM) veya biyoteknoloji, bir organizmanın genetik materyalini karıştıran kasıtlı olarak elde etmek için zor olan, bu, genetik mühendisliğin hassas, hedefli değişiklikler sağlar.

Süreç, faydalı bir özellik için sorumlu bir gen tanımlamaya başlar - daha yüksek beta-karoten sentez bir baraj veya bir toprak bakterisinden doğal bir zararlı direnç proteini tanımlamak için başlar.Bu gen daha sonra izole edilir, kopyalanır ve eklenmiş, bitkinin genomunu kullanarak teknikleri kullanarak genetik olarak düzeltme, bu türdeki bir DNA'yı silme veya biyolistik (genetik silahlanma) diğer transseksüelleri (genekonomik) tekrarlamak için belirli bir DNA'yı kesmek için temele kavuşturur.

Modern genetik mühendislik on yıllardır temel araştırma inşa ediyor. İlk genetik olarak değiştirilmiş bitki (toplam direnci ile) 1983 yılında üretildi ve 1996 yılında ilk ticari olarak yetiştirilen GM bitkileri -herbicide-tolerant sobeans ve böcek-tolerant mısır - ABD'de dikildi.

Küresel Nutrient-En zenginleştirilmiş Crops için ihtiyaç

Dünya çapında geniş gıda üretimine rağmen, tahminen iki milyar insan mikrontrient eksikliklerden muzdariptir, bir koşul genellikle “gizli açlık” olarak adlandırılır. Vitamin A, demir, çinko ve iodine alımı körlüğe yol açar, zayıf büyüme, özellikle düşük gelirli bölgelerde diyetler pirinç, buğday, maize ve casava gibi savatanlara güvenir.

Tarımsal yetersiz beslenme ile mücadele etmek için geleneksel yaklaşımlar - yenilebilir bitki dokularında hassas bir şekilde biyolojik olaraklaşma, genellikle ölçeklendirmede başarılı olmayı kanıtlamıştır. Biofortification, büyüme sırasında üründe artan besin yoğunluğu süreci, tamamlayıcı bir strateji sunar. Genetik mühendisliği, yenilebilir bitki dokularında hedef besinlerin kesin birikimine olanak sağlayarak biyofortification sağlar, genellikle yalnız başına sadece seviyelere erişilemez şekilde kanıtlanmış şekilde kanıtlanmışlardır.

Örneğin, çinko eksikliği, küresel nüfusun% 17'sini etkiler, tahılda daha fazla çinko fonksiyonu ve büyümesine yol açar. Benzer şekilde, A casava ve pnömatik pirinç[Dönemli)[Döneticiler için kullanılabilir.[Döneticileri ifade eden ve zenginleşmiştir.[Dönetici) Dünya Sağlık Örgütü (WHO) özellikle de, alt Afrika'da bulunan belirli hedef eksiklikleri ifade eder.

Dış bağlantı:0) UNICEF Mikronutrient Defiability () üzerinde Gerçek Dokümanlar[Dönemli Tanımlamalar[Dönemli Tanımlamalar[Dönemler:0).

Biyofortification'te İnanılmaz Başarı Hikayeleri

Altın Rice: Vitamin A Vitamini Bir Arazi işareti

Belki genetik olarak tasarlanmış besleyici bitkilerin en ikonik örneği, Ingo Potrykus ve Peter Beyer tarafından 2000'lerin başlarında gelişmiştir. pirinç beta-carotene üretmek için mühendisiydi, bir vitamin eksikliğinin yüzde 50-80'i – beş yaşında önlenebilir bir körlüğün ve tüketilmesinin nedeni olarak, milyonlarca engeli ve bir toprak bakterinin on binlerce insanın hayatını kaybettiğini ve şimdiye kadar yüzde 50-80'i temin edebildi.

Demir-Bioforated Beans ve Lentils

Demir eksikliği anemisi dünyanın nüfusunun% 30'unu etkiler, yorgunluk, tanınma ve anne ölümlerini azaltır. Geleneksel fasulye zaten iyi bir demir kaynağıdır, ancak genetik mühendisliği, bazı çeşitlerde %80'e kadar demir-kahverengilenmiş bir proteine sahiptir ve demir-kahverengilenmiş bir proteine sahiptir.[Dönetici) Bu demir-enhanced fasulyeler özellikle Doğu Afrika'da demir-enjektif olarak, bitkisel olarak kullanılan 100-iron lentils[Dönetici).

Yüksek Lisans Buğday ve diğer protein-Enhanced Crops

Buğday, küresel olarak insan proteini alımının% 20'sini sağlar, ancak proteini genellikle lysinede eksiktir, temel bir amino asit. Genetik mühendisler, barley veya diğer bitkilerden oluşan genlerin, lysine içeriklerinin artırılmasına yardımcı olabilir, bu da daha yüksek protein kalitesi ile büyümeli.Ücretsiz popülasyonların ihtiyaçlarını karşılayabilir.

Çinko-En zengin Rice ve Buğday

Çinko eksikliği kritik bir halk sağlığı meselesidir, özellikle de Güney Asya'da pirinç ve buğdayın yetiştirildiği diyetler. Genetik olarak gelişmiş çinko birikimi ile donatılmış pirinç üretimi çinko taşıyıcıları ve nicominaminonları ile birlikte gelişmiştir.Bu satırlar geleneksel buğdayda% 50'ye kıyasla% 50'ye kadar daha fazla çinkoya işaret etmektedir.

Dış bağlantı:0) Bioforated Crops ve Gizli Açlık Üzerine Özellik).

Beslenmenin Ötesinde: Genetik Mühendisliğin Ek Faydaları

Beslenme geliştirme birincil bir hedef olsa da, genetik mühendislik genellikle aynı anda gıda güvenliğini güçlendiren diğer agronomik özellikleri geliştirir. Örneğin, böcek direnci (Bt genleri kullanarak) gübreleme uygulamaları, tarım maliyetlerini azaltır ve kimyasal runoff azaltır. Bu, özellikle de Bt pamuk ve Bt maize'nin benimsenmesine izin vermeyen gelişmekte olan ülkelerde, ilaç kullanımında 30-50 azalmaya yol açtı.

Afrika'da TELA projesi, hem geleneksel yetiştiricilik hem de genetik mühendisliği aracılığıyla gelişmiştir, şimdi çiftçilerin su tasarrufu altında tahıl üretmelerine izin verir - A veya geleneksel türlerle bir araya geldiğinde - TELA projesi üçlü bir fayda sunar: Daha iyi verim, daha az giriş ve daha fazla besin kaynağı ve daha fazla besin kaynağı.

Ayrıca, genetik mühendislik posta sonrası kayıpları azaltabilir.ETHFLT:0)Non-browning mantarlar[[Dönemli:2) ve [[Dönemli-tip domates[Dönemli) arasındaydı, ulaşım ve depolama sırasında kaliteli hizmet sağlar.

Güvenlik, Yönetmelik ve Kamu Algı

Rigorous Safety Değerlendirme

Genetik mühendisinin güvenliği yoğun kamu ilgi ve titiz bilimsel inceleme konusudur (FDA), herhangi bir GM eki piyasaya ulaşmadan önce, potansiyel tümergenite, toksisite ve istenmeyen etkiler için yıllarca test etmelidir. Ulusal düzenleyici ajanslar - ABD Gıda ve İlaç Yönetimi (FDA), Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA) ve gelişmekte olan ülkelerdeki ulusal biyogüvenlik komiteleri - moleküler karakterizasyon, kompozisyonel analizler, hayvan beslenme çalışmaları ve çevresel risk değerlendirmeleri.

Bugüne kadar, U.S. Ulusal Academies of Sciences, Engineering ve Medicine tarafından kapsamlı bir 2016 raporu dahil olmak üzere yüzlerce çalışma ve bağımsız inceleme, onaylanmış GM ürünlerinin geleneksel olarak yeme eğiliminde olduğu sonucuna varmıştır.

Düzenlemeler ve Tartışmalar

Güvenlik konusunda bilimsel bir fikir birliğine rağmen, düzenleyici çerçeveler ülkeler arasında yaygın olarak değişir. Avrupa Birliği, yerel tüketim için biyoforlanılan GM ürünlerinin sadece bir avuç GM ürünü ile ithalat için onaylanmıştır ve Bt maize gibi ticarileşmeye izin veren birkaç sistemden yoksundur.

GM gıdalarının etiketlenmesi, birçok ülke (AB, Japonya ve Avustralya dahil) zorunlu etiketleme gerektirir, ABD, çiftçilerin GM'yi tehlikeli olarak algıladıkları ve tarım topluluklarıyla olan ilişkileri doğru bir şekilde algılayabilmeleri için gereklidir.For bioforated products might be a double-ged kılıç: şeffaf etiketlendirme tüketici seçimine izin verir, ancak aynı zamanda ürününüzü de GM'yi tehlikeli olarak algılayabilir.

Dış bağlantı:0) Ulusal Academies Raporu Genetik olarak Mühendisli Bitkiler (2016)).

Etik ve Çevre

Genetik mühendislik, yaşam organizmalarının genetik makyajını değiştirmek konusunda meşru etik sorular ortaya koyar, özellikle de insan diyetlerinin temelini oluşturan yiyeceklerdir. Eleştirmenler, gıda tedarikinin patent ve entelektüel mülkiyet hakları aracılığıyla kontrollerini ve dağıtmasını önerir. Aslında, birçok GM özellikleri birkaç şirket tarafından aittir ve kraliyet gereksinimleri küçük çiftçiler tarafından kabul edilebilir. Ancak, kamuya açık girişimler gibi kamuya açık girişimlerde bulunulmaktadır.

Çevre riskleri, GM ürünlerinin vahşi akrabaları veya geleneksel çeşitlere potansiyelini içerir, “süpervan sentezler” veya istenmeyen ekolojik sonuçlar doğurur. Düzenleme ajansları izolasyon mesafeler, sığınak stratejileri gerektirir ve bu riskleri azaltmak için planlar gerekir.

Başka bir etik boyut, çiftçilerin ve tüketicilerin özerklik önlemleri seçmelerini içerir - buffer bölgeleri ve kimlik koruması gibi - her iki sistem de yan yana faaliyet göstermesi için. Teknoloji olgunları, şeffaf risk iletişimi ve kapsayıcı karar verme olarak, çiftçileri ve sivil toplumun besleyici GM ürünlerinin faydalarını marjinalize etmek için kritik olacaktır.

Tarım Mühendisliğinin Geleceği

Gen Editing: Hassasiyet ve Hız

CRISPR-Cas9 ve diğer gen-editing araçlarının gelişi, birçok ülkedeki (örneğin, ABD, Japonya, Arjantin) yabancı DNA'yı diğer türlerin tanıtılması olmadan küçük, kesin değişiklikler yapabilir. Bu, geleneksel çamur ve genetik modifikasyon arasındaki hattı açar, birçok ülkede lider düzenleyiciler (örneğin, ABD, Japonya, Arjantin) genetik olarak optimize edilmiş ürünler, yabancı DNA'yı ihlal etmek için kullanılan yüksek çözünürlükte kullanılan ilaçlara sahiptir.

Synergistic Etkisi için Traits

Gelecekteki biyoforlantılı ürünler büyük olasılıkla tek bir paketle birden fazla beslenme özelliklerini bir araya getirecek. Soybeans aynı anda yüksek protein, geliştirilmiş omega-3 yağ asitleri ve yeni tohum depolama proteinleri sağlayabilir. Rice çeşitleri, yüksek demir, yüksek çinko ve kuraklık toleransını tek bir pakette ele alabilir.

İklim Adaptasyon ve Beslenme Stability

İklim değişikliği, beslenmeye doğrudan bir tehdit oluşturuyor. Atmosferik CO2 seviyelerini azaltan bir protein, demir ve çinko, buğday gibi temel tahıllar ve çinko içeriği yüksek sıcaklıklar altında tutan bitkisel bozukluklara karşı tehdit edebilir.

Sentetik Biyoloji ve Roman Nutrients

Daha ileri bakmak, sentetik biyoloji, bitkilerde tamamen yeni besin üretmek için vaat ediyor. Bilim adamları, D vitamini üretmek için pirinç mühendisi, omega-3s üretmek için ve hatta hayvan yetiştiren proteinler üretmek için çalıştılar.

Ancak, halk kabulü, erken toplumlara önemli bir faktör olarak kalacaktır, somut faydaları (sağlık iyileştirme ve ekonomik kazanç) göstermek ve uygun erişim sağlamak, bu yeniliklerin çoğunun onlara ihtiyacı olan insanlara ulaşmayacağını belirleyecektir.

Dış bağlantı: Bioteknoloji: beslenme gelişimi için CRISPR-edited bitkileri).

Sonuç: Global Beslenme için Bir Vital Tool

Genetik mühendislik, zamanımızın en kalıcı zorluklarından birini ele almak için güçlü, ölçeklenebilir bir araç sunar: büyüyen küresel bir nüfusuna yeterli beslenme sağlayarak, vitaminlerin, minerallerin ve proteinlerin temel ürünlerinde, bu teknoloji, pirinç, buğday, maize ve fasulyeye güvenen milyarlarca kişiye ulaşabilir.

Laboratuvardan çiftçinin alanına yolculuk uzun ve tartışmayla doludur, ancak kanıtlar açıktır: düzgün gelişmiş ve genetik olarak tasarlanmış besleyici ürünler güvenli, etkili ve giderek daha gerekli. İklim değişiklikleri ve kaynaklar gelişmekte olan dirençli, besleyici gıda ürünlerinin rolü sadece büyümeye yardımcı olacaktır.