Perbezaan Antara Benih Hibrid Dan GM

Biji HYBRID

Hibrid dibuat apabila dua tumbuhan induk yang berbeza genetik spesies yang sama, adalah penyebaran silang. Semasa pendebungaan, debunga dari lelaki menanam gametes dari ovari wanita untuk menghasilkan benih keturunan. Bahan genetik dari tumbuhan lelaki dan wanita bergabung untuk membentuk apa yang dikenali sebagai biji hibrid generasi pertama (F1).

Bersifat:

Tumbuh-tumbuhan berbunga telah berkembang pelbagai mekanisme untuk menghasilkan keturunan dengan ciri-ciri genetik yang bervariasi untuk peluang hidup yang lebih besar dalam mengubah persekitaran.

Dicliny adalah berlakunya bunga uniseksual (berbanding dengan hermafrodit). Tumbuhan dioecious membawa bunga jantan dan betina pada tumbuhan berasingan (bertentangan dengan monoecious, yang membawa kedua-dua tumbuhan yang sama). Ini memaksa penyebaran silang berlaku.

Dichogamy adalah perbezaan sementara dalam anther dan stigma kematangan (organ tumbuhan reproduktif lelaki dan perempuan), sekali lagi menggalakkan penyebaran silang. Protandry merujuk kepada dehiscence (matang) anter sebelum stigma menjadi reseptif, sementara protogyny dapat dilihat sebagai senario bertentangan.

Ketidaksuburan sendiri (penolakan debunga dari tumbuhan yang sama) dan herkogamy (pemisahan spatial anthers dan stigma) memastikan bahawa persenyawaan diri dielakkan.

Ketidaksuburan sendiri dibahagikan kepada jenis heteromorf dan homomorfik. Tumbuhan dengan distyle (2 jenis bunga) atau tristyle (3 jenis) bunga heteromorfik, menunjukkan perbezaan yang nyata dalam struktur pembiakan di antara setiap jenis. Hanya bunga dari pelbagai jenis yang serasi untuk pendebungaan akibat stigma dan ketinggian gaya. Bunga homomorfik, walaupun secara morfologi sama (dalam penampilan), mempunyai kompatibiliti yang dikawal oleh gen. Semakin kesamaan genetik antara debunga dan ovula (gamet betina), semakin besar kemungkinan mereka tidak bersesuaian untuk persenyawaan. [I]

Kegunaan komersial:

Walaupun hibridisasi berlaku secara semulajadi, ia boleh dikawal oleh penternak tumbuhan untuk membangunkan tumbuhan dengan gabungan ciri-ciri komersial yang dikehendaki. Contohnya adalah penentangan terhadap perosak, penyakit, kerosakan, bahan kimia dan tekanan persekitaran seperti kemarau dan beku, serta peningkatan hasil, penampilan dan profil nutrien.

Hibrida dihasilkan dalam persekitaran berteknologi rendah seperti ladang tanaman atau rumah hijau yang dilindungi. Contoh-contoh tanaman baru yang wujud hanya seperti kacukan termasuk Canola, limau gedang, jagung manis, cantaloupes, tembikai tanpa biji, tangelos, clementines, apriums dan pluots. [ii] Tanaman hibrid diteliti di A.S. pada tahun 1920an dan pada tahun 1930an, jagung hibrida telah digunakan secara meluas. [iii]

Hibridisasi berasal dari teori-teori Charles Darwin dan Gregor Mendel pada pertengahan tahun 1800-an. Kaedah pertama yang digunakan oleh petani dikenali sebagai detasi jagung, di mana debunga tumbuhan ibu ibu dipindahkan dan ditanam di antara barisan tumbuhan ayah, memastikan pendebungaan hanya dari debunga dadanya. Oleh itu benih yang dituai dari tumbuhan ibu adalah hibrida. ⁱⁱ Penyingkiran manual struktur organ lelaki tumbuhan, dikenali sebagai perhambaan tangan.

Pengubahsuaian seks adalah kaedah lain yang digunakan oleh petani untuk mengarahkan pembiakan tumbuhan. Ekspresi seks boleh dikawal dengan mengubah faktor seperti pemakanan tumbuhan, pendedahan cahaya dan suhu dan phytohormones. Hormon tumbuhan seperti auxins, etherl, erthephon, sitokinin dan brassinosteroids, serta suhu rendah, menyebabkan pergeseran ke arah ekspresi seks wanita. Rawatan hormon gibberellin, perak nitrat dan pthalimida, serta suhu tinggi, cenderung untuk melegakan kesakitan. ⁱ

Paten dan kebimbangan ekonomi

Generasi F1 adalah pelbagai yang unik, apabila menyeberang dengan generasi sendiri untuk menghasilkan siri F2, akan menghasilkan tumbuhan dengan kombinasi genetik baru DNA rama yang baru. Atas sebab ini, benih F1 memberikan hak paten mereka, kerana benih yang sama harus dibeli setiap tahun untuk ditanam.

Walaupun bermanfaat, benih hibrida terlalu mahal untuk digunakan di negara-negara sedang membangun, kerana biaya benih digabungkan dengan keperluan jentera mahal untuk pembibitan dan penggunaan racun perosak. The Revolusi Hijau, satu kempen yang bertujuan untuk menyebarkan penggunaan benih hibrid untuk peningkatan pengeluaran makanan, sebenarnya merosakkan ekonomi dalam komuniti pertanian luar bandar. Kos penyelenggaraan yang tinggi melibatkan petani terpaksa menjual tanah mereka kepada perniagaan agribisnis, melebarkan jurang antara orang kaya dan miskin bahkan lebih.

Biji GM

Teknologi DNA rekombinan melibatkan splicing bersama-sama gen organisma, walaupun dari spesies yang berbeza (yang tidak boleh membiak), menyebabkan organisma "transgenik". Daripada pembiakan seksual, teknik lab mahal digunakan untuk mencipta organisma diubahsuai secara genetik, atau "GMO". ⁱⁱ

Kaedah:

Senjata gen adalah kaedah yang paling biasa memperkenalkan bahan genetik asing ke dalam genom tanaman monocot seperti gandum atau jagung. DNA terikat pada zarah emas atau tungsten, yang dipercepatkan pada tahap tenaga yang tinggi dan menembusi dinding sel dan membran, di mana DNA terintegrasi ke dalam nukleus. Kelemahannya ialah kerosakan tisu selular mungkin berlaku. [Iv]

Agrobacteria adalah parasit tumbuhan yang mempunyai keupayaan semula jadi untuk mengubah sel tumbuhan dengan memasukkan gen mereka ke dalam tuan rumah tumbuhan. Maklumat genetik ini, dilakukan pada cincin DNA berasingan yang dikenali sebagai plasmid, kod untuk pertumbuhan tumor di kilang. Penyesuaian ini membolehkan bakteria untuk mendapatkan nutrien daripada tumor. Pakar sains digunakan Agrobacterium tumefaciens sebagai vektor untuk memindahkan gen yang dikehendaki melalui plasmid Ti (tumor-inducing) ke dalam jenis tumbuhan dicotyledonous, seperti kentang, tomato dan tembakau. DNA T (mengubah DNA) menggabungkan ke dalam DNA tumbuhan dan gen ini kemudiannya dinyatakan oleh tumbuhan. [V]

Microinjection dan electroporation adalah kaedah lain untuk memindahkan gen ke DNA, yang pertama secara langsung dan kedua melalui liang-liang. Baru-baru ini CRISPR-CAS9 dan teknologi TALEN telah muncul sebagai kaedah yang lebih tepat untuk menyunting genom.

Pemindahan DNA juga berlaku secara semula jadi, terutamanya dalam bakteria melalui mekanisme seperti aktiviti transposon (unsur-unsur genetik) dan virus. Ini adalah berapa banyak patogen berkembang menjadi tahan antibiotik. ^iv

Genom tumbuhan diubah suai untuk menyertakan ciri-ciri yang tidak boleh berlaku secara semulajadi dalam spesies. Organisme ini dipatenkan untuk digunakan dalam industri makanan dan ubat, antara lain aplikasi bioteknologi, seperti pengeluaran farmaseutikal dan produk industri lain, biofuel dan pengurusan sisa. ⁱⁱ

Kegunaan komersial:

Tanaman pertama "GM" (tanaman diubahsuai secara genetik) adalah tumbuhan tembakau tahan antibiotik, yang dihasilkan pada tahun 1982. Percubaan lapangan untuk tumbuhan tembakau tahan herbisida di Perancis dan Amerika Syarikat diikuti pada tahun 1986 dan setahun kemudian sebuah syarikat Belgia yang dihasilkan secara genetik tembakau. Makanan GM yang pertama dijual secara komersil adalah tembakau tahan virus yang memasuki pasaran Rakyat Republik China pada tahun 1992. ^iv "Flavr Savr" adalah tanaman GM pertama yang dijual secara komersil di A.S. pada tahun 1994: tomato tahan putus yang dikembangkan oleh Calgene, sebuah syarikat yang kemudian dibeli oleh Monsanto. Pada tahun yang sama, Eropah meluluskan tanaman kejuruteraan genetik pertama untuk penjualan komersial, tembakau tahan herbisida. ⁱⁱ

Tembakau, jagung, tanaman padi dan kapas telah diubah suai dengan menambah bahan genetik dari bakteria Bt (Bacillus thuringiensis) untuk memasukkan sifat tahan serangga bakteria. Rintangan terhadap virus mozek timun, di antara patogen lain, telah diperkenalkan kepada tanaman pepaya, kentang dan skuasy. Tanaman "Bersiap sedia" seperti kacang soya, dapat bertahan hidup terhadap herbisida yang mengandungi glyphosate yang dikenali sebagai Round-up. Glyphosate membunuh tumbuhan dengan mengganggu laluan metabolik asid amino. ^iv

Profil nutrien tumbuhan telah dipertingkatkan untuk faedah kesihatan manusia serta makanan ternakan yang bertambah baik. Negara-negara yang bergantung kepada tanaman benih dan legum secara semula jadi yang tidak mempunyai asid amino, menghasilkan biji GM dengan kadar asid amino lisin, methionine dan sistein. Padi beta-karoten diperkayakan telah diperkenalkan di negara-negara Asia di mana kekurangan vitamin A adalah punca masalah penglihatan pada kanak-kanak kecil.

Farming tumbuhan adalah satu lagi aspek kejuruteraan genetik. Ini adalah penggunaan tumbuhan diubah suai secara besar-besaran untuk pengeluaran produk farmaseutikal seperti vaksin. Tanaman seperti cress, tembakau, kentang, kubis dan lobak merah adalah tumbuhan yang paling biasa digunakan untuk penyelidikan genetik dan penuaian sebatian berguna, kerana sel-sel individu boleh dikeluarkan, diubah dan berkembang dalam kultur tisu untuk menjadi jisim sel yang tidak dibezakan yang dipanggil kalus. Sel-sel kalus ini belum lagi berfungsi dalam fungsi dan dapat membentuk seluruh tumbuhan (fenomena yang dikenal sebagai totipotency). Oleh kerana tumbuhan itu dihasilkan dari satu sel yang diubah secara genetik, keseluruhan tumbuhan akan terdiri daripada sel-sel dengan genom baru dan beberapa benihnya akan menghasilkan keturunan dengan sifat yang sama yang diperkenalkan. ^v

Perbahasan beretika dan kesan ekonomi

Menjelang 1999, dua pertiga daripada semua makanan olahan A.S. mengandungi bahan-bahan GM. Sejak tahun 1996, jumlah kawasan permukaan tanah yang ditanam GM telah meningkat 100 kali ganda. Teknologi GM telah menghasilkan peningkatan besar dalam hasil tanaman dan keuntungan petani, serta pengurangan penggunaan racun perosak, terutama di negara-negara membangun. ⁱⁱ Pengasas kejuruteraan genetik tanaman, iaitu Robert Fraley, Marc Van Montagu dan Mary-Dell Chilton, dianugerahkan Hadiah Makanan Dunia pada tahun 2013 untuk meningkatkan "kualiti, kuantiti atau ketersediaan" makanan di peringkat antarabangsa. ^iv

Pengeluaran GM masih menjadi topik kontroversi dan negara-negara berbeza dalam peraturan aspek paten dan pemasaran mereka. Kebimbangan yang dibangkitkan termasuk keselamatan untuk penggunaan manusia dan persekitaran dan persoalan organisma hidup menjadi harta intelektual. Protokol Cartagena mengenai Biokeselamatan merupakan persetujuan antarabangsa mengenai piawaian keselamatan mengenai pengeluaran, pemindahan dan penggunaan GM.