Unterschied zwischen Hybrid- und GM -Samen

Hybridsamen

Es wird ein Hybrid erzeugt, wenn zwei genetisch unterschiedliche Elternpflanzen derselben Spezies kreuzbestätigt sind. Während der Bestäubung befruchtet Pollen aus den männlichen Gameten aus den weiblichen Eierstöcken, um Nachkommensamen zu produzieren. Genetisches Material aus den männlichen und weiblichen Pflanzen verbinden sich zu den sogenannten Hybridsamen der ersten Generation (F1).

In der Natur:

Blütepflanzen haben verschiedene Mechanismen entwickelt, um Nachkommen mit unterschiedlichen genetischen Merkmalen für eine größere Überlebenschance in sich verändernden Umgebungen zu erzeugen.

Dicliny ist das Auftreten von unisexuellen (im Gegensatz zu Hermaphroditen) Blüten. Dioekioziale Pflanzen tragen männliche und weibliche Blüten auf getrennten Pflanzen (im Gegensatz zu monoecious, die beide auf derselben Pflanze tragen). Dies zwingt die Kreuzbestäubung, die stattfinden.

Dichogamie ist der zeitliche Unterschied in der Anther- und Stigma-Reife (männliche und weibliche Organe der Fortpflanzungspflanze), die wiederum die Kreuzbestäubung fördern. Protandrie bezieht sich auf Dehiszenz (Reifung) des Anthers, bevor das Stigma empfänglich wird, während Protogynie als das entgegengesetzte Szenario angesehen werden kann.

Selbstverträglichkeit.

Selbstverträglichkeit ist in heteromorphe und homomorphe Typen unterteilt. Pflanzen mit Distyle (2 Arten von Blüten) oder Tristyle (3 Arten) heteromorphe Blüten zeigen sichtbare Unterschiede in den Fortpflanzungsstrukturen zwischen jedem Typ. Nur Blüten verschiedener Typen sind aufgrund von Stigmatisierung und Stilhöhen für Bestäubung kompatibel. Homomorphe Blüten haben zwar morphologisch gleich (im Aussehen), die von Genen kontrolliert werden, die von Genen kontrolliert werden. Je genetischer Ähnlichkeit zwischen Pollen und Eizellen (weibliche Gameten), desto wahrscheinlicher ist, dass sie für die Befruchtung nicht kompatibel sind.[ich]

Kommerzielle Benutzung:

Obwohl die Hybridisierung in der Natur natürlich auftritt. Beispiele sind Resistenz gegen Schädlinge, Krankheiten, Verderb, Chemikalien und Umweltbelastungen wie Dürre und Frost sowie Verbesserung des Ertrags, des Aussehens und des Nährstoffprofils.

Hybriden werden in Low-Tech-Umgebungen wie abgedeckten Erntefeldern oder Gewächshäusern hergestellt. Beispiele für neue Pflanzen, die nur als Hybriden existieren. [ii] Hybridpflanzen wurden im u untersucht.S. In den 1920er Jahren und in den 1930er Jahren war Hybridmais weit verbreitet geworden.[III]

Die Hybridisierung stammt aus den Theorien von Charles Darwin und Gregor Mendel Mitte des 19. Jahrhunderts. Die allererste Methode, die von Bauern angewendet wird. So sind die von den Mutterpflanzen geernteten Samen Hybriden. ⁱⁱ Die manuelle Entfernung der männlichen Organstrukturen der Pflanze ist als Hand -Entämung bekannt.

Sexualmodifikation ist eine andere Methode, die von den Landwirten angewendet wurde, um die Pflanzenzüchtung zu leiten. Geschlechtsausdruck kann durch sich ändernde Faktoren wie Pflanzenernährung, Licht- und Temperaturexposition und Phytohormone kontrolliert werden. Pflanzenhormone wie Auxine, Etherl, Erthephon, Cytokinine und Brassinosteroide sowie niedrige Temperaturen verursachen eine Verschiebung in Richtung weiblicher Geschlechtsausdruck. Hormonbehandlungen von Gibberellinen, Silbernitrat und Pthalimid sowie hohe Temperaturen neigen dazu, Männlichkeit zu bevorzugen. ^ich

Patentierung und wirtschaftliche Bedenken

Die F1 -Generation ist eine einzigartige Sorte, die, wenn sie mit einer eigenen Generation gekreuzt wird, um die F2 -Serie zu produzieren, zu Pflanzen mit neuen, zufälligen genetischen Kombinationen von Eltern -DNA führen wird. Aus diesem Grund geben die F1 -Samen ihren Produzenten Patentrechte, da jedes Jahr der gleiche Saatgut zum Pflanzen gekauft werden muss.

Obwohl hybride Samen vorteilhaft sind, sind sie für die Verwendung in Entwicklungsländern zu teuer, da die Kosten für Saatgut mit dem Erfordernis teurer Maschinen für die Befruchtung und Anwendung von Pestiziden verbunden sind. Der Grüne Revolution, Eine Kampagne, die darauf abzielte, den Einsatz von Hybridsamen für die gesteigerte Lebensmittelproduktion zu verbreiten, war in ländlichen Landwirtschaft wirtschaftlich schädlich. Die hohen Wartungskosten zwangen die Landwirte, ihr Land an Agribusinesses zu verkaufen und die Lücke zwischen den Reichen und den Armen noch mehr zu erweitern.

GM -Samen

Die rekombinante DNA -Technologie beinhaltet das Spleißen von Genen von Organismen, selbst von verschiedenen Arten (die niemals in der Natur brüten), um zu einem "transgenen" Organismus zu führen. Anstelle sexueller Fortpflanzung werden teure Labortechniken verwendet, um den gentechnisch veränderten Organismus oder "GVO" zu erstellen, oder "GVO". ⁱⁱ

Methoden:

Genpistolen sind die häufigste Methode, um fremdes genetisches Material in die Genome von Monocot -Pflanzen wie Weizen oder Mais einzuführen. DNA ist an Gold- oder Wolframpartikel gebunden, die bei hohen Energieniveaus beschleunigt werden und die Zellwand und die Membranen durchdringen, wobei die DNA in den Kern integriert wird. Ein Nachteil ist, dass eine Schädigung von Zellgewebeschaden auftreten kann.[iv]

Agrobakterien sind Pflanzenparasiten, die die natürliche Fähigkeit haben, Pflanzenzellen zu transformieren, indem sie ihre Gene in Pflanzenwirte einfügen. Diese genetische Information, die auf einem als Plasmid bekannten Ring von separatem DNA wurde, Code für das Tumorwachstum in der Pflanze. Diese Anpassung ermöglicht es dem Bakterium, Nährstoffe aus dem Tumor zu erhalten. Wissenschaftler verwenden Agrobacterium tumefaciens Als Vektor, um wünschenswerte Gene über das TI-Plasmid (Tumour-induzierende) in dicotyledonische Pflanzensorten wie Kartoffeln, Tomaten und Tabak zu übertragen. Die T -DNA (transformierende DNA) integriert sich in die Pflanzen -DNA und diese Gene werden dann von der Pflanze exprimiert.[v]

Mikroinjektion und Elektroporation sind andere Methoden zum Übertragen von Genen in die DNA, die erste direkt und die zweite über Poren. In jüngster Zeit haben sich CRISPR-Cas9- und Talen-Technologien als noch genauere Methoden zur Bearbeitung von Genomen herausgestellt.

DNA -Transfers treten auch in der Natur auf, hauptsächlich in Bakterien über Mechanismen wie die Aktivität von Transposons (genetischen Elementen) und Viren. So viele Krankheitserreger entwickeln sich zu antibiotisch resistent. ^iv

Pflanzengenome werden so modifiziert, dass sie Merkmale einbeziehen, die in der Art auf natürliche Weise nicht auftreten können. Diese Organismen sind für die Verwendung in der Food and Medicine Industries patentiert, unter anderem in den biotechnologischen Anwendungen, wie beispielsweise die Produktion von Pharmazeutika und anderen Industrieprodukten, Biokraftstoffen und Abfallbewirtschaftung. ⁱⁱ

Kommerzielle Benutzung:

Die erste „GM“ (genetisch veränderte) Ernte war eine antibiotikaresistente Tabakpflanze, die 1982 hergestellt wurde. Feldversuche für Herbizidresistante Tabakpflanzen in Frankreich und die USA folgten 1986 und ein Jahr später einem belgischen Unternehmen gentechnisch veränderten Insektenresistenten Tabak. Das erste GM-Lebensmittel im Handel war ein virusresistenter Tabak, der 1992 in die Volksrepublik Chinas Markt eintrat. ^iv Das "Flavr Savr" war die erste GM.S. 1994: Eine von Calgene entwickelte rot-resistente Tomate, eine Firma, die später von Monsanto gekauft wurde. Im selben Jahr genehmigte Europa seine erste gentechnisch veränderte Ernte für kommerzielle Verkäufe, einen Herbizidresistenten Tabak. ⁱⁱ

Tabak-, Mais-, Reis- und Baumwollpflanzen wurden modifiziert, indem genetisches Material aus dem Bakterium BT hinzugefügt wurde (Bazillus thuringiensis) die insektenresistenten Eigenschaften des Bakteriums einbeziehen. Die Resistenz gegen das Gurkenmosaikvirus unter anderem wurde in Papaya-, Kartoffel- und Kürbispflanzen eingeführt."Round-up Ready" -Kulturen wie Sojabohnen können die Exposition gegenüber dem Glyphosat-haltigen Herbizid überleben, das als Zusammenfassung bekannt ist. Glyphosat tötet Pflanzen ab, indem sie ihre Aminosäure-synthetisierenden Stoffwechselwege stören. ^iv

Pflanzennährstoffprofile wurden für die Gesundheit der menschlichen Gesundheit sowie für verbesserte Viehfuttermittel verbessert. Länder, die Samen- und Hülsenfrüchte -Pflanzen angewiesen haben, die natürlich aminosäuren mangeln, produzieren GM -Samen mit höheren Aminosäuren -Lysin, Methionin und Cystein. Beta-Carotin-angereicherter Reis wurde in asiatischen Ländern eingeführt, in denen Vitamin-A-Mangel bei kleinen Kindern eine häufige Ursache für Sehvermögensprobleme ist.

Plant Pharming ist ein weiterer Aspekt der Gentechnik. Dies ist die Verwendung von massengewachsenen modifizierten Pflanzen zur Herstellung von pharmazeutischen Produkten wie Impfstoffen. Pflanzen wie Thale Cress, Tabak, Kartoffel, Kohl und Karotten sind die am häufigsten verwendeten Pflanzen für die genetische Forschung und Ernte nützlicher Verbindungen, da einzeln Kallus. Diese Kalluszellen haben sich noch nicht auf die Funktion spezialisiert und können somit eine ganze Pflanze bilden (ein Phänomen, das als Totipotenz bekannt ist). Da die Pflanze aus einer einzelnen gentechnisch veränderten Zelle entwickelt wurde, wird die gesamte Pflanze aus Zellen mit dem neuen Genom bestehen, und einige ihrer Samen werden Nachkommen mit demselben eingeführten Merkmal produzieren. ^v

Ethische Debatten und wirtschaftliche Auswirkungen

Bis 1999 zwei Drittel aller u.S. Verarbeitete Lebensmittel enthielten GM -Zutaten. Seit 1996 hat die gesamte Landoberfläche die GVO um das 100-fache erhöht. Die GM -Technologie hat zu einem großen Anstieg der Ernteerträge und der Gewinne der Landwirte sowie zu einer Verringerung des Pestizidverbrauchs geführt, insbesondere in Entwicklungsländern. ⁱⁱ Die Gründer von Crop Gent Engineering, nämlich Robert Fraley, Marc Van Montagu und Mary-Dell Chilton, wurden 2013 mit dem Weltnahrungsmittelpreis ausgezeichnet, um die „Qualität, Quantität oder Verfügbarkeit“ von Nahrungsmitteln international zu verbessern. ^iv

Die Produktion von GVO ist immer noch ein kontroverses Thema, und die Länder unterscheiden sich in ihrer Regulierung von Patentierungs- und Marketingaspekten. Zu den Bedenken gehören Sicherheit für den menschlichen Verbrauch und die Umwelt und die Frage, dass lebende Organismen zu geistigem Eigentum werden. Das Cartagena -Protokoll für Biosafety ist eine internationale Vereinbarung zu Sicherheitsstandards in Bezug auf die Produktion, Übertragung und Verwendung von GVOs. ⁱⁱ