ความแตกต่างระหว่างเมล็ดพันธุ์จีเอ็มโอไฮบริดและจีเอ็มโอ ความแตกต่างระหว่าง
เมล็ดพันธุ์ไฮบริด
ไฮบริดจะเกิดขึ้นเมื่อมีพืชผสมสองชนิดที่มีสายพันธุ์เดียวกันข้ามพันธุกรรม ในระหว่างการผสมเกสรเกสรจากตัวผู้ที่ปฏิสนธิจากรังไข่เพศผู้จะทำให้เกิดลูกหลาน วัสดุทางพันธุกรรมจากพืชชายและหญิงรวมกันเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าเมล็ดพันธุ์ลูกผสมรุ่นแรก (F1)
ในธรรมชาติ:พืชที่มีดอกมีการพัฒนากลไกต่าง ๆ เพื่อผลิตลูกหลานที่มีลักษณะทางพันธุกรรมแตกต่างกันเพื่อโอกาสในการอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปมากขึ้น
Dicliny คือการเกิดดอกไม้ที่ไม่เหมือนใคร (ตรงข้ามกับดอกกระเทย) พืชที่เป็นอวัยวะสืบพันธุ์มีดอกเพศผู้และเพศเมียอยู่บนต้นไม้ที่แยกออกจากกัน (ในทางตรงกันข้ามกับกิ้งก่าซึ่งมีทั้งในพืชเดียวกัน) นี้บังคับข้ามผสมเกสรที่จะเกิดขึ้น
Dichogamy เป็นความแตกต่างชั่วคราวในการเจริญเติบโตของอับละอองเกสรและอวัยวะเพศ (อวัยวะสืบพันธุ์ของเพศชายและเพศหญิงตามลำดับ) กระตุ้นให้เกิดการผสมเกสรอีกครั้ง Protandry หมายถึง dehiscence (สุก) ของ anther ก่อนที่จะกลายเป็นความอัปยศเป็นอ่อนไหวในขณะที่ prototyny อาจจะเห็นเป็นสถานการณ์ตรงกันข้าม
การเข้ากันไม่ได้ของตัวเอง (การปฏิเสธละอองเรณูจากพืชชนิดเดียวกัน) และการ herkogamia (การแยกตัวอับเรณูและความอัปยศ) ทำให้มั่นใจได้ว่าจะหลีกเลี่ยงการปฏิสนธิตนเองการเข้ากันไม่ได้ของตัวเองจะแบ่งออกเป็นประเภท heteromorphic และ homomorphic พืชที่มีดอกระเหย (ดอกไม้ 2 ชนิด) หรือดอกช่อดอกแบบสามเส้า (3 ชนิด) แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างระหว่างโครงสร้างการสืบพันธุ์ระหว่างแต่ละชนิด เฉพาะดอกที่แตกต่างกันเข้ากันได้สำหรับการผสมเกสรเนื่องจากความอัปยศและความสูงแบบ ดอกไม้ homomorphic แม้ว่า morphologically เดียวกัน (ในลักษณะ) มีความสามารถในการควบคุมโดยยีน ความคล้ายคลึงกันทางพันธุกรรมระหว่างละอองเรณูและไข่ (gametes) ตัวเมียมีแนวโน้มที่จะเข้ากันไม่ได้กับการปฏิสนธิ แม้ว่าการผสมพันธุ์จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่ก็สามารถควบคุมโดยพ่อพันธุ์พืชเพื่อพัฒนาพืชที่มีลักษณะเฉพาะที่เป็นที่ต้องการในเชิงพาณิชย์ ตัวอย่างเช่นความต้านทานต่อศัตรูพืชโรคการเน่าเสียสารเคมีและความเครียดจากสภาพแวดล้อมเช่นความแห้งแล้งและน้ำค้างแข็งรวมทั้งการปรับปรุงผลผลิตลักษณะและรายละเอียดของสารอาหาร
ลูกผสมมีการผลิตในสภาพแวดล้อมที่ใช้เทคโนโลยีต่ำเช่นทุ่งนาที่ปกคลุมหรือเรือนกระจก ตัวอย่างของพืชใหม่ที่มีอยู่เฉพาะในขณะที่ลูกผสม ได้แก่ คาโนลาส้มโอข้าวโพดหวานแคนตาลูปแตงโมไม่มีเมล็ด tangelos เคลเมนไทน์ apriums และ pluots [ii] มีการค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับพืชไฮบริดใน U. S. ในทศวรรษที่ 1920 และในช่วงทศวรรษที่ 1930 เป็นต้นมาข้าวโพดลูกผสมกลายเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลาย[iii]การไฮบริดดิ้งเกิดขึ้นจากทฤษฎีของชาร์ลส์ดาร์วินและเกรเกอร์เมนเดลในช่วงกลางปี ค.ศ. 1800 วิธีแรกที่ใช้โดยเกษตรกรคือการแยกข้าวโพดซึ่งเป็นที่เกสรของต้นข้าวโพดที่ปลูกในระหว่างแถวของพืชพ่อเพื่อให้แน่ใจว่ามีการผสมเกสรจากพ่อเรณูเท่านั้น ดังนั้นเมล็ดที่เก็บเกี่ยวจากพืชแม่เป็นลูกผสม
ii
การกำจัดโครงสร้างของอวัยวะเพศชายของพืชด้วยมือเป็นที่รู้จักกันในชื่อว่า
การปรับเปลี่ยนเพศเป็นอีกวิธีหนึ่งที่เกษตรกรใช้เพื่อควบคุมการเพาะพันธุ์พืช การแสดงออกทางเพศสามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนแปลงปัจจัยต่าง ๆ เช่นโภชนาการของพืชแสงและอุณหภูมิและ phytohormones ฮอร์โมนพืชเช่น auxins, etherl, erthephon, cytokinins และ brassinosteroids ตลอดจนอุณหภูมิต่ำทำให้เกิดการเปลี่ยนไปสู่การแสดงออกของเพศหญิง การรักษาด้วยฮอร์โมนของ gibberellins, ไนเตรตเงินและ pthalimide รวมทั้งอุณหภูมิสูงมักชอบที่จะเป็นตัวอ่อน
i การจดสิทธิบัตรและปัญหาทางเศรษฐกิจ รุ่น F1 เป็นพันธุ์ที่ไม่ซ้ำกันซึ่งเมื่อข้ามไปกับรุ่นของตัวเองเพื่อผลิตชุด F2 จะทำให้พืชมีการผสมผสานทางพันธุกรรมแบบใหม่ของ DNA แม่ ด้วยเหตุผลนี้เมล็ดพันธุ์ F1 จึงให้สิทธิแก่ผู้ผลิตสิทธิบัตรของตนเนื่องจากเมล็ดพันธุ์เดียวกันต้องซื้อในแต่ละปีเพื่อการเพาะปลูก
แม้ว่าเมล็ดพันธุ์ไฮบริดจะมีราคาแพงเกินไปสำหรับการใช้งานในประเทศกำลังพัฒนาเนื่องจากต้นทุนของเมล็ดเป็นคู่กับความต้องการของเครื่องจักรที่มีราคาแพงสำหรับการเพาะเลี้ยงและการใช้สารกำจัดศัตรูพืช แคมเปญ การปฏิวัติสีเขียว
ซึ่งเป็นแคมเปญที่มุ่งเน้นการใช้เมล็ดพันธุ์ผสมเพื่อการผลิตอาหารที่เพิ่มขึ้นส่งผลเสียต่อเศรษฐกิจในชุมชนเกษตรกรรมในชนบท เกษตรกรต้องขายที่ดินให้กับธุรกิจการเกษตรขยายช่องว่างระหว่างคนร่ำรวยและคนจนมากยิ่งขึ้น
จีเอ็มโอ SEEDS
เทคโนโลยีดีเอ็นเอของดีเอ็นเอรวมถึงการย่นยีนของสิ่งมีชีวิตแม้กระทั่งจากสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน (ซึ่งไม่เคยเกิดในธรรมชาติ) ส่งผลให้เกิด "ยีนที่ดัดแปลงพันธุกรรม" แทนที่จะทำซ้ำทางเพศเทคนิคในห้องปฏิบัติการที่มีราคาแพงถูกนำมาใช้เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมหรือ "จีเอ็มโอ" ii วิธีการ:
ปืนยีนเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการนำวัสดุพันธุกรรมจากต่างประเทศไปใช้กับจีโนมของพืชชนิด monocot เช่นข้าวสาลีหรือข้าวโพด ดีเอ็นเอถูกผูกไว้กับอนุภาคทองหรือทังสเตนซึ่งเร่งขึ้นที่ระดับพลังงานสูงและเจาะผนังเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งดีเอ็นเอรวมอยู่ในนิวเคลียส ข้อเสียคือความเสียหายของเซลล์เนื้อเยื่ออาจเกิดขึ้น Agrobacteria เป็นปรสิตของพืชที่มีความสามารถในธรรมชาติในการแปลงเซลล์พืชโดยการใส่ยีนของพวกมันไว้ในโฮสต์ของพืช ข้อมูลทางพันธุกรรมนี้ถูกเก็บอยู่ในวงแหวนของดีเอ็นเอที่แยกจากกันซึ่งเรียกว่า plasmid ซึ่งเป็นรหัสสำหรับการเจริญเติบโตของเนื้องอกในพืช การปรับตัวนี้ช่วยให้แบคทีเรียได้รับสารอาหารจากเนื้องอก นักวิทยาศาสตร์ใช้
Agrobacterium tumefaciens เป็นเวกเตอร์ในการถ่ายโอนยีนที่พึงประสงค์ผ่าน plasmid Ti (tumor-inducing) ไปเป็นพันธุ์พืชที่มีใบพืชคล้ายคลึงกันเช่นมันฝรั่งมะเขือเทศและยาสูบดีเอ็นเอ (ดีเอ็นเอ) แปลงเป็นดีเอ็นเอของพืชและยีนเหล่านี้จะถูกแสดงโดยพืช [v]
Microinjection และ electroporation เป็นวิธีการอื่นในการถ่ายทอดยีนเข้าสู่ดีเอ็นเอซึ่งเป็นครั้งแรกโดยตรงและครั้งที่สองผ่านรูขุมขน เมื่อเร็ว ๆ นี้เทคโนโลยี CRISPR-CAS9 และ TALEN กลายเป็นวิธีการแก้ไขจีโนมที่แม่นยำยิ่งขึ้น
การถ่ายโอนดีเอ็นเอเกิดขึ้นในธรรมชาติส่วนใหญ่เกิดจากแบคทีเรียผ่านทางกลไกเช่นกิจกรรมของ transposons (องค์ประกอบทางพันธุกรรม) และไวรัส นี่เป็นวิธีที่หลายเชื้อโรควิวัฒนาการเพื่อกลายเป็นยาปฏิชีวนะทน
iv จีโนมพืชได้รับการแก้ไขเพื่อให้มีลักษณะที่ไม่สามารถเกิดขึ้นตามธรรมชาติได้ในพืชชนิดนี้ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ได้รับการจดสิทธิบัตรเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและยารวมไปถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีชีวภาพอื่น ๆ เช่นการผลิตยาและผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมอื่น ๆ เชื้อเพลิงชีวภาพและการจัดการของเสีย ii
การใช้ในเชิงพาณิชย์:
การเพาะปลูก "GM" (พืชดัดแปลงพันธุกรรมครั้งแรก) เป็นพืชยาสูบที่ทนต่อยาปฏิชีวนะซึ่งผลิตในปีพ. ศ. 2525 การทดลองภาคสนามสำหรับพืชยาสูบทนสารเคมีกำจัดวัชพืชในฝรั่งเศสและสหรัฐอเมริกา 1986 และอีกหนึ่งปีต่อมา บริษัท ยักษ์ใหญ่ของเบลเยียมที่ดัดแปลงพันธุกรรมยาสูบทนแมลง อาหารจีเอ็มที่ขายในเชิงพาณิชย์เป็นยาสูบที่ทนต่อไวรัสซึ่งเข้าสู่ตลาดสาธารณรัฐประชาชนจีนเมื่อปี 2535 iv
"Flavr Savr" เป็นพืชจีเอ็มเอ็มที่ขายในเชิงพาณิชย์ในสหรัฐในปีพ. ศ. 2537 มะเขือเทศที่พัฒนาขึ้นโดย บริษัท Calgene ซึ่งเป็น บริษัท ที่ซื้อมาจากมอนซานโต ในปีเดียวกันนั้นสหภาพยุโรปอนุมัติพืชเพาะปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรมแห่งแรกสำหรับการขายในเชิงพาณิชย์ยาสูบที่ทนสารกำจัดวัชพืช ii
พืชยาสูบข้าวโพดข้าวและฝ้ายได้รับการดัดแปลงโดยการเพิ่มสารพันธุกรรมจากแบคทีเรีย Bt (
Bacillus thuringiensis ) เพื่อรวมคุณสมบัติต้านแมลงของแบคทีเรีย ความต้านทานต่อไวรัสโมเสคของแตงกวาในหมู่เชื้อโรคอื่น ๆ ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับมะละกอมันฝรั่งและสควอชพืช "Round-up Ready" เช่นถั่วเหลืองสามารถที่จะอยู่รอดกับสารกำจัดวัชพืชที่มีส่วนผสมของ glyphosate เรียกว่า Round-up Glyphosate ฆ่าพืชโดยการทำลายกระบวนการสังเคราะห์กรดอะมิโนของพวกเขา iv
โปรไฟล์สารอาหารจากพืชได้รับการปรับปรุงเพื่อประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์รวมถึงอาหารสัตว์ที่ปรับปรุงใหม่ ประเทศที่พึ่งพาพืชเมล็ดพืชและพืชตระกูลถั่วที่ขาดกรดอะมิโนธรรมชาติผลิตเมล็ดพันธุ์ GM ที่มีระดับกรดอะมิโนไลซีน methionine และ cysteine สูงกว่า ข้าวที่อุดมด้วยเบต้าแคโรทีนได้รับการแนะนำในประเทศแถบเอเชียซึ่งการขาดวิตามินเอเป็นสาเหตุสำคัญของปัญหาสายตาในเด็กเล็ก การปลูกพืชเป็นอีกด้านหนึ่งของวิศวกรรมพันธุกรรม นี่คือการใช้พืชที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมจำนวนมากเพื่อการผลิตผลิตภัณฑ์ยาเช่นวัคซีน พืชเช่น cress cale, ยาสูบ, มันฝรั่ง, กะหล่ำปลีและแครอทเป็นพืชที่ใช้มากที่สุดสำหรับการวิจัยทางพันธุกรรมและการเก็บเกี่ยวของสารที่มีประโยชน์เนื่องจากแต่ละเซลล์สามารถถอดออก, เปลี่ยนแปลงและเติบโตในวัฒนธรรมเนื้อเยื่อเพื่อให้กลายเป็นเซลล์ที่ไม่แตกต่างกันเรียกว่า หนังด้านเซลล์แคลลัสเหล่านี้ยังไม่ได้มีความเชี่ยวชาญในการทำงานและอาจก่อให้เกิดพืชทั้งหมด (ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า totipotency) เนื่องจากพืชที่พัฒนาขึ้นจากเซลล์ที่มีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพียงตัวเดียวโรงงานทั้งปวงจะประกอบด้วยเซลล์ที่มีจีโนมใหม่และเมล็ดพันธุ์บางส่วนของมันจะทำให้ลูกหลานมีลักษณะเหมือนกัน v การโต้วาทีทางจริยธรรมและผลกระทบทางเศรษฐกิจ ในปี 2542 สองในสามของอาหารแปรรูปของ U. S. ทั้งหมดมีส่วนประกอบของจีเอ็ม ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2539 บริเวณพื้นผิวดินที่ปลูกข้าวจีเอ็มโอทั้งหมดเพิ่มขึ้น 100 เท่า เทคโนโลยีจีเอ็มได้ส่งผลให้ผลผลิตพืชผลและผลกำไรของเกษตรกรเพิ่มมากขึ้นและลดการใช้สารกำจัดศัตรูพืชโดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศกำลังพัฒนา
ii
ผู้ก่อตั้งวิศวกรรมพันธุกรรมพืชคือ Robert Fraley, Marc Van Montagu และ Mary-Dell Chilton ได้รับรางวัล World Food Prize ในปี 2013 เพื่อปรับปรุงคุณภาพอาหารปริมาณหรือความพร้อมใช้งานของอาหารในระดับนานาชาติ iv
การผลิต GMOs ยังคงเป็นหัวข้อที่ถกเถียงกันอยู่และประเทศต่าง ๆ ต่างกันในเรื่องการจดสิทธิบัตรและการตลาด ความห่วงใยที่เพิ่มขึ้นรวมถึงความปลอดภัยต่อการบริโภคของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมรวมถึงปัญหาของสิ่งมีชีวิตที่กลายเป็นทรัพย์สินทางปัญญา พิธีสารคาร์ตาเฮนาเกี่ยวกับความปลอดภัยทางชีวภาพเป็นข้อตกลงระหว่างประเทศเกี่ยวกับมาตรฐานความปลอดภัยเกี่ยวกับการผลิตการถ่ายโอนและการใช้ GMOs
ii
