Diferența dintre semințele hibride și GM

SEMINȚE HIBRIDE

Un hibrid este creat atunci când două plante-mamă diferite de la aceeași specie, sunt încrucișate. În timpul polenizării, polenul de la masculi fertilizează gameți de la ovarele femelelor pentru a produce semințe de descendenți. Materialul genetic din plantele masculine și feminine se combină pentru a forma ceea ce se numește semințe hibride de prima generație (F1).

În natură:

Plantele cu flori au evoluat în diverse mecanisme pentru a produce descendenți cu trăsături genetice variate pentru a avea șanse mai mari de supraviețuire în schimbarea mediilor.

Dicline este apariția unor flori unisexuale (spre deosebire de hermafrodite). Plantele dioice poartă flori masculine și feminine pe plante separate (spre deosebire de monoecious, care transporta ambele pe aceeași plantă). Aceasta face ca polenizarea încrucișată să aibă loc.

Dichogamia este diferența temporală în maturitatea anterelor și a stigmelor (organele plantelor de reproducere masculine și feminine, respectiv), încurajând din nou polenizarea încrucișată. Protandria se referă la dehiscența (maturarea) antelui înainte ca stigmatul să devină receptiv, în timp ce protoginia poate fi văzută ca scenariul opus.

Auto-incompatibilitatea (respingerea polenului din aceeași plantă) și hercogamia (separarea spațială a anterelor și a stigmelor) asigură evitarea autofertilizării.

Auto-incompatibilitatea este împărțită în tipuri heteromorfe și homomorfice. Plantele cu flori heterosexuale distile (2 tipuri de flori) sau tristyle (3 tipuri), prezintă diferențe vizibile în structurile de reproducere între fiecare tip. Numai florile de diferite tipuri sunt compatibile pentru polenizare datorită stigmelor și înălțimilor de stil. Flori omomorfe, deși morfologic la fel (în aparență), au compatibilități controlate de gene. Cu cât există o asemănare genetică mai mare între polen și ovule (gameți de sex feminin), cu atât sunt mult mai probabil să fie incompatibile pentru fertilizare.

Uz comercial:

Deși hibridizarea are loc în mod natural în natură, ea poate fi controlată de crescătorii de plante pentru a dezvolta plante cu o combinație de trăsături comerciale dorite. Exemplele sunt rezistența la dăunători, bolile, degradarea, substanțele chimice și stresul ecologic, cum ar fi seceta și înghețul, precum și îmbunătățirea randamentului, aspectului și profilului nutrientului.

Hibrizii sunt produși în medii cu nivel scăzut de tehnologie, cum ar fi câmpurile de culturi sau serele acoperite. Exemple de culturi noi care există doar ca hibrizi includ Canola, grapefruit, porumb dulce, cantaloupes, pepene verde fără semințe, tangelos, clementine, apriame și plutes. [ii] Culturile hibride au fost cercetate în S.U.A. în anii 1920 și în anii 1930, porumbul hibrid a devenit utilizat pe scară largă. [iii]

Hibridizarea a provenit din teoriile lui Charles Darwin și Gregor Mendel la mijlocul anilor 1800. Prima metodă folosită de agricultori este cunoscută sub denumirea de detaseling de porumb, unde polenul din planta de porumb este îndepărtat și plantat între rânduri de plante tată, asigurând polenizarea numai din polenul tatălui. Astfel semințele recoltate de la plantele mamă sunt hibrizi. ⁱⁱ Îndepărtarea manuală a structurilor organelor de sex masculin ale plantei este cunoscută sub numele de emasculare manuală.

Modificarea sexului este o altă metodă adoptată de fermieri în scopul direcționării plantelor. Expresia sexuală poate fi controlată prin schimbarea factorilor precum nutriția plantelor, expunerea la lumină și temperatură și fitohormoni. Hormonii din plante, cum ar fi auxinele, eterul, erthefonul, citokininele și brassinosteroizii, precum și temperaturile scăzute, determină o schimbare spre expresia sexului feminin. Tratamentele hormonale ale gibberelinelor, nitratului de argint și ftalimidei, precum și temperaturile ridicate, au tendința de a favoriza malenismul. ^eu

Brevete și preocupări economice

Generația F1 este o varietate unică care, atunci când este traversată de generația proprie pentru a produce seria F2, va avea ca rezultat plante cu combinații genetice noi, aleatorii genetice ale ADN-ului părinte. Din acest motiv, semințele F1 le acordă producătorilor drepturi de brevetare, deoarece aceleași semințe trebuie cumpărate în fiecare an pentru plantare.

Deși semințele benefice, hibride, sunt prea scumpe pentru utilizarea în țările în curs de dezvoltare, deoarece costul semințelor este cuplat cu cerința unor mașini scumpe de fertiere și aplicare a pesticidelor. Revolutia verde, o campanie care vizează răspândirea utilizării semințelor hibride pentru creșterea producției de alimente a fost, de fapt, dăunătoare din punct de vedere economic în comunitățile agricole din mediul rural. Costurile ridicate de întreținere implică, fermierii forțați să-și vândă terenurile în agribusinesses, lărgind decalajul dintre bogați și săraci, chiar mai mult.

SEMINȚELE DE GM

Tehnologia ADN-ului recombinant implică îmbinarea genelor de organisme, chiar din diferite specii (care nu ar putea să se reproducă în natură), să conducă la un organism "transgenic". Mai degrabă decât reproducerea sexuală, tehnicile scumpe de laborator sunt folosite pentru a crea organismul modificat genetic sau "OMG". ⁱⁱ

metode:

Pistoalele genetice sunt cea mai frecventă metodă de introducere a materialului genetic străin în genomul culturilor monocot, cum ar fi grâul sau porumbul. ADN-ul este legat de particule de aur sau tungsten, care sunt accelerate la niveluri de energie ridicate și penetrează peretele celular și membranele, în care ADN-ul se integrează în nucleu. Un dezavantaj este că pot să apară leziuni ale țesutului celular. [Iv]

Agrobacteriile sunt paraziți ai plantelor care au capacitatea naturală de a transforma celulele plantei prin introducerea genelor lor în gazde de plante. Această informație genetică, purtată pe un inel de ADN separat, cunoscut ca o plasmidă, codifică creșterea tumorilor în plantă. Această adaptare permite bacteriei să obțină substanțe nutritive din tumoare. Oamenii de știință folosesc Agrobacterium tumefaciens ca vector pentru transferul genelor dorite prin plasmida Ti (inducerea tumorii) în soiuri de plante dicotiledonate, cum ar fi cartofii, roșiile și tutunul. ADN-ul T (ADN transformator) se integrează în ADN-ul plantei și aceste gene sunt apoi exprimate de plante.

Microinjecția și electroporarea sunt alte metode de transferare a genelor în ADN, prima directă și cea de-a doua prin pori. Recent, tehnologiile CRISPR-CAS9 și TALEN au apărut ca metode și mai precise de editare a genomului.

Transferurile ADN apar, de asemenea, în natură, în principal în bacterii, prin mecanisme cum ar fi activitatea transpozonilor (elemente genetice) și a virușilor. Acesta este modul în care mulți agenți patogeni evoluează pentru a deveni rezistenți la antibiotice. ^iv

Genomii de plante sunt modificați pentru a include trăsături care nu pot apărea în mod natural în specie. Aceste organisme sunt brevetate pentru utilizare în industria alimentară și medicină, printre alte aplicații biotehnologice, cum ar fi producția de produse farmaceutice și alte produse industriale, biocombustibili și gestionarea deșeurilor. ⁱⁱ

Uz comercial:

Prima recoltă "modificată genetic" a fost o plantă de tutun rezistentă la antibiotice, produsă în 1982. Studiile de teren pentru plantele de tutun rezistente la erbicide din Franța și Statele Unite ale Americii au urmat în 1986 și un an mai târziu o companie belgiană creată genetic tutun. Primul produs alimentar modificat genetic comercializat a fost un tutun rezistent la viruși care a intrat pe piața Republicii Populare Chineze în 1992. ^iv "Flavr Savr" a fost prima cultură modificată genetic comercializată în S.U.A. în 1994: o roșie rezistentă la putrezire dezvoltată de Calgene, o companie care a fost ulterior cumpărată de Monsanto. În același an, Europa a aprobat prima sa cultură genetică pentru vânzări comerciale, un tutun rezistent la erbicide. ⁱⁱ

Fructele de tutun, porumb, orez și bumbac au fost modificate prin adăugarea de material genetic din bacteria Bt (bacil thuringiensis) pentru a încorpora proprietățile bacteriene rezistente la insecte. Rezistența la virusul mozaicului de castraveți, printre alți agenți patogeni, a fost introdusă în culturile de papaya, cartofi și squash. Culturile "Round-up Ready", cum ar fi soia, sunt capabile să supraviețuiască expunerii la erbicidul conținând glifosat cunoscut sub numele de Round-up. Glifosatul ucide plantele prin întreruperea căilor lor metabolice de sinteză a aminoacizilor. ^iv

Profilurile nutritive ale plantelor au fost îmbunătățite pentru beneficiile pentru sănătatea umană, precum și pentru creșterea animalelor. Țările care se bazează pe culturi de semințe și leguminoase care nu au aminoacizi în mod natural, produc semințe modificate genetic cu niveluri mai ridicate de aminoacizi lizină, metionină și cisteină. Orez îmbogățit cu beta-caroten a fost introdus în țările asiatice în care deficitul de vitamina A este o cauză obișnuită a problemelor de vedere la copiii mici.

Exploatarea plantelor este un alt aspect al ingineriei genetice. Aceasta este utilizarea plantelor modificate în masă pentru producerea de produse farmaceutice, cum ar fi vaccinurile. Plantele, cum ar fi tresa de castravete, tutunul, cartoful, varza si morcovul sunt cele mai frecvent utilizate plante pentru cercetarea genetica si recoltarea de compuși utili, deoarece celulele individuale pot fi indepartate, modificate si crescute in culturi de tesuturi pentru a deveni o masa de celule nediferentiate numita calus. Aceste celule de calus nu s-au specializat încă în funcție și pot astfel să formeze o plantă întreagă (un fenomen cunoscut ca totipotenția). Deoarece planta sa dezvoltat dintr-o singură celulă modificată genetic, întreaga plantă va consta din celule cu noul genom și unele dintre semințele sale vor produce descendenți cu aceeași trăsătură introdusă. ^v

Dezbateri etice și efecte economice

Până în 1999, două treimi din toate alimentele prelucrate din S.U.A. conțin ingrediente modificate genetic. Începând cu anul 1996, suprafața totală a terenurilor de cultivare a OMG-urilor a crescut de 100 de ori. Tehnologia GM a avut ca rezultat creșterea semnificativă a randamentului culturilor și a profitului agricultorilor, precum și reducerea utilizării pesticidelor, în special în țările în curs de dezvoltare. ⁱⁱ Fondatorii de inginerie genetică a plantelor, și anume Robert Fraley, Marc Van Montagu și Mary-Dell Chilton, au primit premiul World Food Award în 2013 pentru îmbunătățirea calității, cantității sau disponibilității produselor alimentare pe plan internațional. ^iv

Producția de OMG-uri este încă un subiect controversat, iar țările diferă în ceea ce privește reglementarea aspectelor legate de brevetare și comercializare. Preocupările ridicate includ siguranța pentru consumul uman și mediul și chestiunea faptului că organismele vii devin proprietate intelectuală. Protocolul de la Cartagena privind biosecuritatea este un acord internațional privind standardele de siguranță privind producerea, transferul și utilizarea OMG-urilor.