Rozdíl mezi hybridními a GM semeny

HYBRIDNÍ SEMENA

Hybrid se vytvoří, když jsou kříženy opylovány dvě geneticky odlišné rodičovské rostliny stejného druhu. Během opylení opyl z samců oplodní gamety z vaječníků, aby se vytvořila potomstva semen. Genetický materiál z rostlin samčího a samičího původu se spojuje a vytváří tzv. Hybridní semena první generace (F1).

V přírodě:

Kvetoucí rostliny vyvinuly různé mechanismy, aby produkovaly potomstvo s různými genetickými vlastnostmi pro větší šanci na přežití v měnícím se prostředí.

Dicliny je výskyt neobvyklých (na rozdíl od hermafroditních) květů. Dioecious rostliny nesou samčí a samičí květiny na oddělených rostlinách (jak protichůdný k monoecious, který nést oba na stejné rostlině). To nutí křížové opylení.

Dichogamie je časový rozdíl ve zralosti prašníků a stigmatů (samčích a ženských reprodukčních rostlinných orgánů), což opět podporuje křížové opylení. Protandry se odkazuje na dehiscenci (zrání) prašníka dříve, než stigma začne být vnímavá, zatímco protogyny může být viděn jako opačný scénář.

Self-inkompatibilita (odmítnutí pylu ze stejné rostliny) a herkogamie (prostorové oddělení prašníků a stigmatu) zajišťuje, že je zabráněno samooplodnění.

Neslučitelnost se dělí na heteromorfní a homomorfní typy. Rostliny s distylovými (2 druhy květin) nebo tristylovými (3 typy) heteromorfními květy vykazují viditelné rozdíly v reprodukčních strukturách mezi jednotlivými typy. Pouze květiny různých typů jsou kompatibilní pro opylení kvůli stigmatizaci a výškám stylů. Homomorfní květiny, i když jsou morfologicky stejné (ve vzhledu), mají kompatibilitu řízenou geny. Čím více genetické podobnosti mezi pyly a ovulemi (ženské gamety), tím větší je pravděpodobnost, že budou pro oplodnění nekompatibilní. [I]

Komerční použití:

Ačkoli hybridizace probíhá přirozeně v přírodě, je možné ji pomocí šlechtitelů rostlin řídit vývojem rostlin s komerčně žádoucí kombinací znaků. Příkladem je odolnost vůči škůdcům, chorobám, kazům, chemikáliím a stresům prostředí, jako je sucho a mráz, jakož i zlepšení výnosu, vzhledu a nutričního profilu.

Hybridy se vyrábějí v nízkých technologických prostředích, jako jsou například pole s plodinami nebo skleníky. Mezi příklady nových plodin, které existují pouze jako hybridy, patří řepa, grapefruit, kukuřice cukrová, melouny melounové, vodní melouny bez semen, tangelos, klementinky, meruňky a pluoty. [ii] Hybridní plodiny byly zkoumány v USA ve 20. letech 20. století a ve 30. letech 20. století byla hybridní kukuřice široce využívána. [iii]

Hybridizace pocházela z teorií Charlese Darwina a Gregora Mendela v polovině 18. století. První metoda používaná zemědělci je známá jako detonace kukuřice, kde je pyl matečných rostlin kukuřice odstraněn a vysazen mezi řadami plodin, což zajišťuje opylení pouze z pylu otce. Semena sklizená z matečných rostlin jsou tedy hybridy. ⁱⁱ Ruční odstranění struktury mužských orgánů rostlin je známo jako emasculace rukou.

Modifikace pohlaví je další metoda, kterou zemědělci přijali za účelem řízení šlechtění rostlin. Exprese pohlaví může být řízena měnícími se faktory, jako je výživa rostlin, vystavení světlu a teplotě a fytohormony. Rostlinné hormony, jako jsou auxiny, ether, erthefon, cytokininy a brassinosteroidy, jakož i nízké teploty, způsobují posun směrem k expresi ženského pohlaví. Hormonální ošetření gibberellinů, dusičnanu stříbrného a ftalimidu, stejně jako vysoké teploty, mají sklon upřednostňovat mužnost.. ⁱ

Patentování a ekonomické obavy

Generace F1 je jedinečná odrůda, která po křížení s vlastní generací k produkci série F2 povede k rostlinám s novými náhodnými genetickými kombinacemi rodičovské DNA. Z tohoto důvodu semena F1 dávají svým producentům patentová práva, protože stejné semeno musí být zakoupeno každý rok pro výsadbu.

Ačkoli jsou hybridní semena prospěšná, jsou pro použití v rozvojových zemích příliš drahá, protože náklady na semena jsou spojena s požadavkem drahých strojů na hnojení a aplikaci pesticidů. Zelená revoluce, kampaň zaměřená na šíření používání hybridních semen pro zvýšenou produkci potravin byla ve venkovských zemědělských komunitách skutečně škodlivá. Vysoké náklady na údržbu donutily zemědělce prodat svou půdu zemědělským podnikům a ještě více prohlubovat propast mezi bohatými a chudými.

GM SEMENA

Technologie rekombinantní DNA zahrnuje spojování genů organismů, a to i z různých druhů (které by se v přírodě nikdy nemohly rozmnožovat), což má za následek „transgenní“ organismus. K vytvoření geneticky modifikovaného organismu neboli „GMO“ se používají spíše nákladné laboratorní techniky než sexuální reprodukce.. ⁱⁱ

Metody:

Génové zbraně jsou nejběžnějším způsobem zavádění cizího genetického materiálu do genomů jednoděložných plodin, jako je pšenice nebo kukuřice. DNA je vázána na částice zlata nebo wolframu, které jsou zrychlovány při vysokých energetických hladinách a pronikají buněčnou stěnou a membránami, kde se DNA integruje do jádra. Nevýhodou je, že může dojít k poškození buněčné tkáně. [Iv]

Agrobakterie jsou rostlinné parazity, které mají přirozenou schopnost transformovat rostlinné buňky vložením svých genů do hostitelských rostlin. Tato genetická informace, nesená na kruhu samostatné DNA známé jako plazmid, kóduje růst nádoru v rostlině. Tato adaptace umožňuje bakterii získat živiny z nádoru. Vědci používají Agrobacterium tumefaciens jako vektor pro přenos požadovaných genů přes Ti (tumor indukující) plazmid do dvouděložných odrůd rostlin, jako jsou brambory, rajčata a tabák. T DNA (transformující DNA) se integruje do rostlinné DNA a tyto geny jsou potom rostlinou exprimovány. [V]

Mikroinjekce a elektroporace jsou další způsoby přenosu genů do DNA, první přímo a druhý přes póry. Nedávno se technologie CRISPR-CAS9 a TALEN objevily jako ještě přesnější metody úpravy genomů.

K přenosu DNA také dochází v přírodě, hlavně u bakterií prostřednictvím mechanismů, jako je aktivita transpozonů (genetické prvky) a viry. To je počet patogenů, které se stávají rezistentními na antibiotika. ^iv

Rostlinné genomy jsou modifikovány tak, aby zahrnovaly vlastnosti, které se u druhu nemohou vyskytovat přirozeně. Tyto organismy jsou patentovány pro použití v potravinářském a lékařském průmyslu, mimo jiné v biotechnologických aplikacích, jako je výroba léčiv a jiných průmyslových produktů, biopaliva a nakládání s odpady. ⁱⁱ

Komerční použití:

První „geneticky modifikovanou“ plodinou byla tabáková rostlina odolná vůči antibiotikům, která byla vyrobena v roce 1982. V roce 1986 následovaly polní pokusy s rostlinami tabáku odolnými vůči herbicidům ve Francii a USA a o rok později belgická společnost geneticky modifikovaná proti hmyzu tabák. První komerčně prodávané GM jídlo bylo tabák odolný vůči virům, který vstoupil na čínský trh v roce 1992. ^iv „Flavr Savr“ byl první GM plodinou prodanou komerčně v USA v roce 1994: rajčata odolná proti hnilobě vyvinutá společností Calgene, společností, kterou později koupila společnost Monsanto. V témže roce schválila Evropa svou první geneticky modifikovanou plodinu pro komerční prodej, tabák odolný vůči herbicidům. ⁱⁱ

Rostliny tabáku, kukuřice, rýže a bavlny byly modifikovány přidáním genetického materiálu z bakterie Bt (Bacil thuringiensis) k začlenění bakterií odolných proti hmyzu. Odolnost vůči viru mozaiky okurek byla, kromě jiných patogenů, zavedena u plodin papája, brambor a tykev. Rostliny „Round-up Ready“, jako jsou sójové boby, jsou schopny přežít expozici herbicidu obsahujícímu glyfosát známý jako Round-up. Glyfosát ničí rostliny narušením jejich metabolických cest syntetizujících aminokyseliny. ^iv

Profily živin rostlin byly vylepšeny z hlediska přínosu pro lidské zdraví a zlepšeného krmení hospodářských zvířat. Země, které spoléhají na osivo a luštěniny přirozeně postrádající aminokyseliny, produkují GM semena s vyššími hladinami aminokyselin lysin, methionin a cystein. V asijských zemích, kde je nedostatek vitamínu A častou příčinou problémů se zrakem u malých dětí, byla zavedena rýže obohacená o beta karoten..

Rostlinné pharming je dalším aspektem genetického inženýrství. Toto je použití hromadně pěstovaných modifikovaných rostlin k výrobě farmaceutických produktů, jako jsou vakcíny. Rostliny, jako je řeřicha řecká, tabák, brambor, zelí a mrkev, jsou nejčastěji používanými rostlinami pro genetický výzkum a sklízení užitečných sloučenin, protože jednotlivé buňky mohou být odstraněny, změněny a pěstovány v tkáňových kulturách, aby se staly masou nediferencovaných buněk zvaných kalus. Tyto buňky kalusu se dosud specializovaly na funkci a mohou tak tvořit celou rostlinu (jev známý jako totipotence). Protože se rostlina vyvinula z jediné geneticky pozměněné buňky, celá rostlina bude sestávat z buněk s novým genomem a některá z jejích semen budou produkovat potomstvo se stejným zavedeným znakem. ^proti

Etické debaty a ekonomické dopady

Do roku 1999 dvě třetiny všech potravin zpracovaných v USA obsahovaly GM složky. Od roku 1996 se celková plocha GMO pěstování GMO zvýšila stonásobně. Technologie GM vedla k velkému nárůstu výnosů plodin a zisků zemědělců, jakož i ke snížení používání pesticidů, zejména v rozvojových zemích.. ⁱⁱ Zakladatelé genetického inženýrství plodin, jmenovitě Robert Fraley, Marc Van Montagu a Mary-Dell Chilton, získali v roce 2013 Světovou cenu potravin za zlepšení kvality, kvantity nebo dostupnosti potravin na mezinárodní úrovni. ^iv

Produkce GMO je stále kontroverzním tématem a země se liší v regulaci aspektů patentování a marketingu. Zvýšené obavy zahrnují bezpečnost pro lidskou spotřebu a životní prostředí a otázku, jak se živé organismy stávají duševním vlastnictvím. Cartagenský protokol o biologické bezpečnosti je mezinárodní dohoda o bezpečnostních normách týkajících se výroby, přenosu a používání GMO.