מֵידָע

איזו השפעה יש לטכניקות הנדסה גנטית על מגדלי זרעים?


במחקר של גידול זרעים, אני מנסה להבין את ההשפעה של טכניקות הנדסה גנטית כמו CRISPR (זו העיקרית כפי שאני מבין) על מגדלי זרעים מסורתיים. באמצעות חיפוש באינטרנט, אני מאמין שמצאתי את שני סוגי ההשפעה הבאים:

  1. מחקר: מהירות זיהוי מוגברת אילו גנים מייצרים לתכונה ירקות. זה אמור להיות בשימוש כבר על ידי מגדלים רבים.
  2. גידול: צמצום מחזורי הרבייה עד לגורם 2, על ידי בחירה מוקדמת אילו צמחים הם הטובים בתהליך הרבייה (אני לא ממש מבין איך זה יעבוד)

אז ההשפעה הכוללת העיקרית של טכנולוגיות גידול חדשות תהיה קיצור מחזורי הרבייה, והפעלת לחץ מוגבר על חדשנות מהירה.

האם אני מפספס סוג כלשהו של השפעה? האם CRISPR עומד לשנות את גידול הזרעים בצורה דרמטית? למשל, האם יש דרך לקחת למישהו אחר את הזרע שלו, ואז להשתמש בפריחות (בצורה כלשהי?) כדי לדעת מיד אילו גנים מפצים את התכונות הצמחיות הרצויות? או כמה מהירות מוגברת שבה אפשר להעתיק תכונות של זרעים אחרים? כמו כן הייתי רוצה לדעת כיצד פועלת הנקודה השנייה: שימוש ב- CRISPR להפחתת מחזורי הרבייה לזרעים.


מה ההבדל בין גידול צמחים להנדסה גנטית?

כשהקיץ מתקרב בחצי הכדור הצפוני, גננים ביתיים רבים מתחילים לסרק דרך קטלוגים של זרעים וחנויות גינון כדי לבחור זני עגבניות לשנה. ישנן מאות אפשרויות, מכיוון שעגבניות גדלו בכל הצורות, הגדלים והטעמים. שפע התוצרת הזה הוא שמוביל לשאלה ששואלים אותי הרבה: מה ההבדל בין גידול צמחים להנדסה גנטית?

נתחיל בביות צמחים

אמנם אין לנו תאריך שבו גידלו את היבול הראשון, אך מה שיש לנו הוא רישומים של ביות צמחי מזון על ידי חקלאים מוקדמים. החקלאים שמרו את הזרעים הטובים והרצויים ביותר מהמזון שייצרו לשתול בשנה שלאחר מכן. תהליך זה נקרא ביות ונמשך מאות ואלפי שנים. התוצאה של ביות הם זרעים בעלי מאפיינים רצויים לייצור הצמחים באזור ספציפי. זה יכול להיות סובלנות לבצורת לאזור שהיה יבש, עמידות למחלות באזורים אחרים, כמו גם טעם ושפע.

מה זאת אומרת גידול צמחים?

בעוד הביות פשוט הציל את הזרעים הטובים ביותר לשתול בגידול השנה שלאחר מכן, הרבייה החלה לקחת את הדברים צעד אחד קדימה. באמצעות הרבייה, חוצים צמחים עם צמחים אחרים ליצירת זרעים חדשים לגידול הבא. צמחים בעלי מאפיינים רצויים משמשים כנקבות, והאבקה נבחרת מצמח ספציפי בעל מאפיינים רצויים שונים. האבקה מתבצעת ביד כדי למזער האבקה צולבת עם אבקה לא רצויה. לדוגמה, צמח מניב גבוה יכול לשמש כנקבה עם אבקה מצמח עמיד למחלות, כך שהזרע המתקבל יהיה מניב גבוה ועמיד בפני מחלות.

אם רק זה היה כל כך קל! במציאות, לוקח שנים לגדל יבול - כמו ברוקולי או גזר - בעל מאפיין של עניין. אבל במקרים מסוימים, הרבייה היא למעשה בלתי אפשרית. גידול צמחים בסיסי מוגבל לרוב על ידי אילוצי מינים. חלק מהפרחים פשוט אינם תואמים אבקה מפרחים אחרים מחוץ למינם.

מגדלי צמחים במהלך השנים פיתחו דרכים לעקוף את המחסומים הללו. טכניקות כגון mutagenesis ו polyploidy הופעלו להגדלת המגוון הגנטי של הצמחים.

  • מוטגנזה משתמשת בקרינה כדי למצוא תכונות מועילות בזרעים. טכנולוגיה זו שימשה ליצירת אשכולית אדומה אודם
  • פוליפולואידיה מגדילה את כמות החומר הגנטי בצמח. זה עוזר להגדיל את גודל הפירות או את פוריות הצמח. טכנולוגיה זו שימשה ליצירת אבטיח נטול גרעינים.

הצורות הנפוצות ביותר של מוטגנזה הן כימיות או קרינה - שתיהן גורמות לאלפי מוטציות אקראיות לא ידועות בתקווה למצוא מאפיינים מועילים כדי לייצר יבול טוב יותר. יותר מ -3,000 מפעלים יוצרו בדרך זו, שאת רובם ניתן למצוא בחלק התוצרת של המכולת שלכם!

הנדסה גנטית, דרך מדויקת יותר להתרבות

כשמדובר בצמחים מהונדסים גנטית (GE), ההבדל הוא שצמחים מהונדסים גנטית מיוצרים במעבדה על ידי מיקוד לגנים ספציפיים המעניינים אותם והכנסת רק את הגן הזה לצמח GE המתקבל. במקום להסתמך על מוטגנזה אקראית או הכלאה צולבת של כרומוזומים שלמים, צמחי GE יכולים להיות ספציפיים ביותר ויש לראות בהם בטוחים יותר מקודמיהם. מכיוון שהתהליך מדויק יותר, מדענים יכולים לדעת בדיוק על מה הם מניפולציה ולבחון השלכות לא מכוונות לפני שיוצאים המוצרים מהמעבדה.

לכן לעתים קרובות קשה להבין מדוע טכניקות אלה - שהיו בשימוש על ידי חקלאים ומדענים במשך שנים - נחשבות מזיקות בעוד שצמחים המגדלים באמצעים אחרים מסומנים אורגניים וקונבנציונליים. בשורשו שני תהליכים אלה דומים ויוצרים צמחים בריאים, בטוחים ושופעים.

בדוק עוד מ- Plate-Wise!

רוצה ללמוד עוד על GMO? קרא את הספרייה שלנו של פוסטים GMO כאן, או קרא עוד על הנדסת גנים סלקטיבית כאן.


מבין אורגניזמים GM רבים הרבים בסביבה, גידולי GM היו נתונים לדאגה רבה בנוגע להשפעותיהם השליליות על המגוון הביולוגי. תומכי השימוש בהנדסה גנטית בחקלאות טוענים כי גידולי GM הם הכרחיים בכדי להבטיח אספקת מזון יציבה לעתיד. עם זאת, מבקרי גידולי GM טוענים שגידולי GM אלה רק מזרזים את צמצום הגיוון. הם קובעים כי התפשטות זני גידול GM מסחריים הביאה רק לחיסול זנים מקומיים וריאנטים אחרים.

דרך נוספת שבה גידולי GM עשויים להשפיע על המגוון הביולוגי היא על ידי קידום שימוש רב יותר בקוטלי עשבים מסוימים. על פי המבקרים, גידולי GM העמידים לקוטל עשבים מסוים מקדמים שימוש יתר של קוטל עשבים זה. העשבים אותם קוטל העשבים אמור להרוג מפתחים כעת עמידות לקוטל העשבים עקב שימוש יתר בו. גליפוסאט הוא קוטל עשבים נפוץ שאליו פיתחו כמה גידולי GM עמידות.


נושאים

אנו מספקים מידע כללי ומפורט אודות אורגניזמים מהונדסים גנטית (GMO או אורגניזמים מהונדסים גנטית) והנושאים שהם מעלים, בפורמטים רבים, כולל לצרכנים ולחקלאים. אנו עוקבים אחר מחקרים קפדניים ומגוונים על מגוון רחב של שאלות שמעוררות השימוש בטכנולוגיה זו במזון ובחקלאות תוך התמקדות בהשפעות הסביבתיות, החברתיות והכלכליות. אנו מספקים גם מחקר מפורט בנושאים ספציפיים שמדאיגים אותם.

דלקים אגרופיים

המונח "דלקים אגרופיים" מתאר דלקים נוזליים המופקים מגידולי מזון ושמן הגדלים במערכות בסגנון מטע תעשייתי בהיקפים גדולים. גידולי דלק רגילים הם תירס, סויה וקנולה, שהם גם שלושה מחמשת גידולי GM הדומיננטיים. דלקים אלה מעורבבים עם בנזין וסולר לשימוש בעיקר כדלק הובלה.

נְגִיעוּת

זיהום GM הוא בריחה והתפשטות בלתי רצויים של אורגניזמים מהונדסים גנטית (GMO) או חומר גנטי מ- GMO לצמחים, בעלי חיים ומזונות שאינם GM. זיהום GM הוא זיהום חי שיכול לשכפל את עצמו. לזיהום כזה יכולות להיות השלכות שליליות סביבתיות, חברתיות וכלכליות. עד כה, החקלאים היו הראשונים לשלם את המחיר של זיהום GM.

שליטה בתאגיד

שווקי הגידולים המהונדסים גנטית (נקראים גם מהונדסים גנטית או GM) נשלטים על ידי חברות הזרעים וההדברה הגדולות בעולם. ארבע חברות שולטות על 65% משוק הזרעים המסחריים ושוק האגרוכימיה. רמת הריכוז הגבוה של התאגיד בשוק הזרעים כבר גרמה למחירים גבוהים יותר, אפשרויות מוגבלות לחקלאים, צמצום המגוון הגנטי בגידולים וחדשנות מקפאת.

יחסי ציבור תאגידים

חברות הזרעים וההדברה הגדולות בעולם - באייר (רכשה את מונסנטו), סינג'נטה (כיום בבעלות ChemChina) וקורטבה (DowDuPont) - מממנות תוכניות יחסי ציבור שונות לקידום קבלת הציבור של הזרעים והאגרוכימיה שלהם.

השפעות סביבתיות

האזהרות המוקדמות של אנשי איכות הסביבה על ההשפעות השליליות של צמחים מהונדסים גנטית מוכחות, למרבה הצער אך בהכרח, כנכונות. לדוגמה, השימוש בגידולי GM העמידים לסבלי קוטלי עשבים הגביר את השימוש בקוטלי עשבים ועודד את ההתפתחות וההתפשטות של עשבים נוספים העמידים לקוטלי עשבים, מה שגרם לשימוש בקוטלי עשבים עוד יותר.

מאכילים את העולם

תומכי גידולים מהונדסים גנטית טוענים כי אנו זקוקים לטכנולוגיה זו כדי להאכיל אוכלוסייה עולמית הולכת וגדלה. עם זאת, ההבטחה "להאכיל את העולם" עם גידולי GM מתעלמת מהסיבות האמיתיות לרעב, ומתעלמת מההשפעות המזיקות הרבות של שימוש בטכנולוגיות GM.

אזורי חינם של GE

בקנדה ישנם 20 אזורי חינם ומספר 8221GE, רובם בקולומביה הבריטית. האזורים הוקמו על ידי מועצות מקומיות בשל עבודתם של אנשים מקומיים שהתארגנו בקהילותיהם.

עריכת ג'ין

עריכת גנום או עריכת גנים היא אוסף של טכניקות הנדסה גנטית חדשות לשינוי החומר הגנטי של צמחים, בעלי חיים וחיידקים. הטכניקות הנפוצות ביותר בהן משתמשים כיום בניסויים נקראות CRISPR. הטכניקות מעוררות אותן שאלות סיכון רבות כמו טכניקות קודמות של הנדסה גנטית, ומעלות אותן חששות סביבתיים, חברתיים, כלכליים ואתיים.

כונני ג'ין

מניעים גנטיים הם כלי הנדסה גנטית שמטרתו לכפות שינויים גנטיים מלאכותיים דרך אוכלוסיות שלמות של בעלי חיים, חרקים וצמחים. שלא כמו אורגניזמים מהונדסים גנטית קודמים (GMO) אלה אורגניזמים המניעים את הגן (GDO) נועדו בכוונה להפיץ זיהום גנטי כאסטרטגיה חקלאית-למשל, הפצת גנים של 'הכחדה אוטומטית' כדי למחוק מזיקים חקלאיים.

אורז זהב

"אורז הזהב" הוא שמו של אורז שעבר שינוי גנטי ליצירת בטקרוטן, שהגוף יכול להפוך אותו לוויטמין A. הוא עדיין נבדק על בטיחות ויעילות, אך הוא מקודם באופן נרחב כדוגמה לאופן בו GM יכול להיות משמש לפתרון בעיות גלובליות חשובות.

סיכונים לבריאות האדם

איננו יודעים מה יכול להשפיע על מזונות מהונדסים גנטית על בריאותנו. עדיין ישנן שאלות רבות ללא מענה ואין הסכמה מדעית לגבי בטיחות מזונות GM. כל מזון GM שנמצא בשוק אושר על ידי בריאות קנדה אך תהליך זה חסוי ומתבסס על מידע בתעשייה.

תִיוּג

אין סימון חובה של מזון מהונדס גנטית בקנדה למרות קמפיינים ציבוריים אינטנסיביים ו -20 שנות סקרים שמראים בעקביות למעלה מ -80% מהקנדים רוצים את התוויות האלה. במקום זאת, נקבע תקן לאומי לסימון מרצון, אך זהו התנדבותי ואף חברה בקנדה לא תייגה את מוצריה כמכילים רכיבי GM.

נוכחות ברמה נמוכה

ממשלת קנדה רוצה לאפשר זיהום של 0.2% ומעלה מהמזון שלנו במזונות מהונדסים גנטית (GM) שלא אושרו על ידי בריאות קנדה למאכל אדם בטוח. מזונות ה- GM יזהמו את היבוא לקנדה ויאושרו לבטיחות לפחות במדינה אחת אחרת, אך עדיין לא אושרו כבטוחים על ידי הרגולטורים שלנו.

מונסנטו

מונסנטו היא חברת הזרעים הגדולה בעולם. היא שולטת ב -26% משוק הזרעים המסחריים בעולם ומחזיקה בזרעים הנטועים על למעלה מ -80% מדונאי גידולי ה- GM בעולם.

טכנולוגיות GE חדשות

טכניקות רבות של הנדסה גנטית עולות מהמעבדה, כולל טכניקות של עריכת גנום וביולוגיה סינתטית. קיים ויכוח עולמי המתנהל כיצד לווסת את הטכניקות החדשות הללו, וכיצד לקרוא להן.

אורגניקה

מזון אורגני הוא בחירה שאינה GM. כל המזון האורגני המוסמך הגדל בקנדה מיוצר בהתאם לתקן האורגני של קנדה האוסר שימוש בזרעי GM ומוצרי GM אחרים וכן הדברה סינתטית.

פטנטים

"קניין רוחני" מתייחס לקבוצת חוקים - כגון פטנטים, זכויות מגדלי צמחים, זכויות יוצרים, סימני מסחר וסודות מסחריים - שנועדו להגן על ממציאים ואמנים מפני אובדן שליטה על יצירותיהם/רעיונותיהם האינטלקטואליים. קניין רוחני הפך לכלי רב עוצמה עבור התאגידים ליצירת מונופולים ולגיבוש כוח השוק.

חומרי הדברה

המונח "חומרי הדברה" כולל קוטלי עשבים, קוטלי חרקים וקוטלי פטריות. התעשייה הבטיחה כי גידולים מהונדסים גנטית (GM) יפחיתו את השימוש בחומרי הדברה בחקלאות. במקום זאת, השימוש בקוטלי עשבים גדל עם השימוש בגידולים GM.

תַקָנָה

גידולים מהונדסים גנטית (נקראים גם מהונדסים גנטית או GM) אושרו לראשונה בקנדה בשנת 1995 ללא דיון ציבורי. אין תיוג של מזון GM על מדפי המכולת ואין התייעצות עם הציבור לפני אישור מזון GM חדש.

טכנולוגיית שליחות קטלנית

קיים מורטוריום בינלאומי (האו"ם) בבדיקות שדה ומכירת טכנולוגיות טרמינרטור (זרעים שהונדסו גנטית להיות סטריליים לאחר הקציר). לברזיל ולהודו יש גם איסורים לאומיים על קטלנית, אם כי התעשייה פועלת באופן פעיל לסיים את האיסור הזה בברזיל.

סַחַר

קנדה ממשיכה להשתמש בהסכמי סחר דו-צדדיים ורב-צדדיים לקידום סחר של אורגניזמים מהונדסים גנטית.


13 יתרונות וחסרונות של הנדסה גנטית

תהליך ההנדסה הגנטית מאפשר לשנות את מבנה הגנים. זהו שינוי מכוון המתרחש באמצעות מניפולציה ישירה של החומר הגנטי של אורגניזם. ה- DNA מתווסף או מופחת כדי לייצר תכונה אחת או יותר חדשות שלא נמצאו באורגניזם זה קודם לכן.

בעזרת הנדסה גנטית אפשר ליצור צמחים שיכולים לעמוד בפני קוטלי עשבים בזמן שהם גדלים. כמו כן, ניתן ליצור איומים חדשים על אספקת המזון או על בריאותנו האישית מכיוון שנגיפים וחיידקים ממשיכים להסתגל לשינויים שנוצרים בתהליך זה.

להלן היתרונות והחסרונות של ההנדסה הגנטית שיש לקחת בחשבון.

מהם היתרונות של הנדסה גנטית?

1. הוא מאפשר קצב צמיחה מהיר יותר.
הנדסה גנטית מאפשרת לשנות צמחים או בעלי חיים כך שבגרותם יכולה להתרחש בקצב מהיר יותר. הנדסה יכולה לאפשר לבגרות זו להתרחש מחוץ לתנאי הגידול הרגילים שהם נוחים גם ללא שינויים גנטיים. גם אם יש רמות חום גבוהות יותר או רמות אור נמוכות יותר, אפשר להרחיב את מה שניתן לגדל בתנאים אלה.

2. זה יכול ליצור חיים מורחבים.
שינוי גנטי יכול לסייע ביצירת התנגדות לצורות נפוצות של מוות של אורגניזם. ניתן לכלול עמידות למזיקים בפרופילים הגנטיים של הצמחים, כך שהם יוכלו להתבגר כגידול ללא תוספים נוספים. בעלי חיים יכולים לשנות את הפרופילים הגנטיים שלהם כדי להפחית את הסיכונים של בעיות בריאותיות נפוצות שעלולות להשפיע על הגזע או המינים. זה יוצר פוטנציאל לתוחלת חיים מורחבת לכל אורגניזם.

3. ניתן לפתח תכונות ספציפיות.
לצמחים ובעלי חיים יכולות להיות תכונות ספציפיות שפותחו באמצעות הנדסה גנטית שיכולות להפוך אותן לאטרקטיביות יותר לשימוש או לצריכה. ניתן ליצור צבעים שונים כדי לייצר מגוון רחב יותר של תוצרת. ניתן לשנות בעלי חיים כדי לייצר יותר חלב, לגדל יותר רקמת שריר או לייצר מעילים שונים כך שניתן ליצור מגוון רחב יותר של בדים.

4. ניתן ליצור מוצרים חדשים.
בעזרת הנדסה גנטית ניתן ליצור מוצרים חדשים על ידי הוספה או שילוב של פרופילים שונים יחד. דוגמה אחת לכך היא לקחת מוצר ספציפי, כגון תפוח אדמה, ולשנות את הפרופיל שלו כך שהוא יכול לייצר יותר חומרים מזינים לקק"ל מאשר ללא ההנדסה הגנטית. זה מאפשר לאנשים נוספים לקבל את מה שהם צריכים מבחינה תזונתית, גם אם הגישה שלהם למזון מוגבלת, וזה עלול להפחית את חוסר הביטחון העולמי במזון.

5. ניתן לייצר תשואות גדולות יותר.
הנדסה גנטית יכולה גם לשנות את תכונות הצמחים או בעלי החיים כך שיניבו תשואות גדולות יותר לצמח. ניתן לייצר יותר פירות לכל עץ, מה שיוצר אספקה ​​גדולה יותר של מזון ויותר רווחים לחקלאי. זה גם יוצר את הפוטנציאל לשימוש באורגניזמים משתנים במספר דרכים מכיוון שיש תשואה גדולה יותר. תירס שונה, למשל, יכול לשמש למטרות ספציפיות, כגון מזון לבעלי חיים, אתנול או קלחים גדולים יותר למאכל אדם.

6. הסיכונים לאספקת המים המקומיים מצטמצמים.
מכיוון שחקלאים ומגדלים אינם צריכים ליישם כמות הדברה או קוטלי עשבים רבים על אדמותיהם בשל הנדסה גנטית, פחות יישומים על הקרקע צריכים להתרחש. זה מגן על קו פרשת המים המקומי ומפחית את הסיכון שאירוע שלילי יתרחש מבלי לסכן את התשואה והרווחיות הנדרשת.

7. זהו פרקטיקה מדעית הקיימת במשך אלפי שנים.
בני אדם בעבר אולי לא הצליחו לשנות ישירות את ה- DNA של צמח או בעל חיים במעבדה, אך הם עדיין עסקו בהנדסה גנטית באמצעות רבייה סלקטיבית ובין מיני מינים או רבייה. אנשים היו מזהים תכונות ספציפיות, מחפשים צמחים או בעלי חיים אחרים בעלי תכונות דומות, ואז מגדלים אותם יחד כדי ליצור תוצאה ספציפית. הנדסה גנטית רק מאיצה את התהליך הזה ויכולה לחזות תוצאה בקביעות רבה יותר.

מהם החסרונות בהנדסה גנטית?

1. הערך התזונתי של מזונות יכול להיות פחות.
כאשר בעלי חיים גדלים ומתבגרים במהירות, ניתן להקטין את הערך התזונתי של אותו מוצר. ניתן לראות זאת במוצרי עופות כיום עם הפסים הלבנים המצויים במוצרי בשר. פסים זה הוא מצבור שומן שנוצר, לרוב בבשר השד, בגלל הגידול המהיר של הציפור. אצל תרנגולות, Good Housekeeping מדווחת כי הדבר יכול להגדיל את תכולת השומן של הבשר הנצרך ביותר מ -220%. במקביל, כמות החלבון המתקבלת מצטמצמת גם כן.

2. פתוגנים מסתגלים לפרופילים הגנטיים החדשים.
הנדסה גנטית יכולה ליצור עמידות טבעית נגד פתוגנים מסוימים עבור צמחים ובעלי חיים, אך התהליך האבולוציוני הטבעי מכוון ליצירת מסלולים. חיידקים ווירוסים מפתחים עמידות בפני ההתנגדות שנוצרת על ידי מאמצי ההנדסה הגנטית. זה גורם לכך שהפתוגנים הופכים לחזקים ועמידים יותר מכפי שהם בדרך כלל יהיו, ועלולים ליצור בעיות בריאותיות עתידיות שאינן צפויות.

3. יכולות להיות תופעות לוואי שליליות שאינן צפויות.
מובטחת שההנדסה הגנטית תחולל שינוי. רבים מהשינויים הללו הם חיוביים, ויוצרים מזון בריא יותר. אולם חלק מהשינויים הללו יכולים להיות שליליים ובלתי צפויים. הפיכת הצמח להיות סובלני יותר לבצורת עלול לגרום גם לצמח הזה להיות פחות סובלני לאור שמש ישיר. ניתן לשנות בעלי חיים כדי לייצר יותר חלב, אך יש להם אורך חיים מקוצר בו זמנית כך שהחקלאים סובלים מבעל חיים גדול יותר.

4. כמות הגיוון המפותחת יכולה להיות פחות טובה.
בשלב מסוים, צמחים ובעלי חיים מהונדסים גנטית עושים את זה "לטבע" ומתקיימים אינטראקציה עם מינים ביתיים. התוצאה היא חציית אורגניזמים "טבעיים" ו"מלאכותיים ". האורגניזמים המהונדסים שולטים לעתים קרובות, וכתוצאה מכך רק מין שונה במשך כמה דורות, ומצמצם את המגוון הקיים.

5. להנדסה גנטית המוגנת בזכויות יוצרים עלולות להיות השלכות יקרות.
חברות רבות יוצרות זכויות יוצרים על תהליכי ההנדסה הגנטית או המוצרים שלהן כדי לשמור על רווחיותן. אם חקלאי שותל גידולים מהונדסים גנטית ותהליך ההאבקה גורם לחקלאי אחר בשטח לגדל את הגידולים המתוקנים האלה, היו תקדימים לפעולות משפטיות נגד החקלאי "הבלתי מורשה". יכולות להיות לכך מספר השלכות יקרות, החל מפחות חקלאים שרוצים לעבוד ועד לעלות גבוהה יותר עבור הזרעים הנטועים.

6. ניתן להתעלל בידע וטכנולוגיה זו בקלות.
כרגע, ההנדסה הגנטית בבני אדם משמשת לטיפול בהפרעות ספציפיות המאיימות על בריאותם או על רווחתם של אנשים. עם הזמן הגישה בבני אדם יכולה להיות כמו מה שכבר נעשה עם צמחים ובעלי חיים. הנדסה גנטית יכולה לשנות תכונות ספציפיות שיכולות ליצור תוצאות אנושיות שהן מוטלות בספק אתי או מתעללות בקלות.

היתרונות והחסרונות של הנדסה גנטית מראים שהתוצאות יכולות להיות חיוביות באופן כללי, אך חייבות להיות בקרות כדי לנהל את השלילי כשהיא מתרחשת.


21 יתרונות וחסרונות של הנדסה גנטית

הנדסה גנטית מוגדרת כתרגול של שינוי גנים בכוונה להשגת תוצאה ספציפית. שינוי זה הוא שינוי המתמרן ישירות את החומר הגנטי של אורגניזם חי. הוא בדרך כלל שמור לצמחים ובעלי חיים, אך הנדסה גנטית כפי שהובילה לאפשרויות טיפול רפואיות ספציפיות גם בבני אדם.

הנוהג המודרני של הנדסה גנטית חורג מכלאת מינים שונים כדי ליצור תוצאה חדשה. מדענים לוקחים את הדנ"א מצמח או בעל חיים שאינם קשורים ומכניסים אותו לדנ"א של אורגניזם אחר. תהליך זה מאפשר ליצור צמחים חזקים יותר, בעלי חיים בריאים יותר, ולהפחית את השפעות המחלה.

ישנם יתרונות רבים שהנדסה גנטית יכולה להביא לעולם כיום. יש גם כמה חסרונות שיש לקחת בחשבון. להלן נקודות המפתח הגדולות ביותר שיש לקחת בחשבון.

רשימת יתרונות ההנדסה הגנטית

1. הוא עוקב אחר אותם עקרונות מדעיים שנהגו במשך דורות.

בני אדם עשו מניפולציות על צמחים ובעלי חיים מאז תחילת ההיסטוריה שלנו. כך יש לנו כל כך הרבה סוגים שונים של כלבים, למשל, או שיש לנו גישה לסוגים שונים של גידולים. הנדסה גנטית רק מגבירה את המהירות שבה התקדמות זו יכולה להתרחש. הרבייה סלקטיבית, המבוססת על תכונות ספציפיות, שעובדות עם תכונות דומות במינים אחרים, היא הדרך בה השגנו תוצאות. הכנסת DNA מאפשרת לנו לקחת מושג זה לרמות חדשות.

2. זה הופך את השיטות החקלאיות לבטוחות הרבה יותר.

לפני ההנדסה הגנטית, החקלאים היו משתמשים בכמויות רבות של קוטלי עשבים או חומרי הדברה כדי למקסם את תפוקתם. לפני שהומצאו קוטלי עשבים וחומרי הדברה, העובדים בילו אינספור שעות בשדות, לעתים קרובות ללא הגנה על העור, והסירו איומים ביד. בעזרת שיטות מדעיות מודרניות, אנו יכולים להפחית, אם לא לחסל, את הצורך להחיל כל דבר על גידולים. זה הופך את העבודה לבטוחה יותר, יוצרת קרקעות בריאות יותר ומפחיתה את הסיכונים לזיהום מי תהום בו זמנית.

3. זה יוצר תשואות גדולות יותר.

עובדים השתמשו בחומרי הדברה וקוטלי עשבים כדי למקסם את התשואות. אנו יכולים גם להשתמש בהנדסה גנטית כדי ליצור יבולים גדולים יותר מהגידולים שלנו. אנחנו יכולים לתמרן את ה- DNA של הצמחים כדי ליצור יותר פירות לכל עץ או יותר ירקות לכל קנס. תשואה גדולה יותר פירושה יותר רווחים עבור העובד החקלאי, מה שאומר שניתן לממן יותר חדשנות בענף זה. תשואות גדולות יותר גם יוצרות פוטנציאל למוצרים חדשים, כגון אתנול מקנה סוכר או תירס, כי יצרנו מספיק מזון לחברה ועדיין נותרו לנו מוצרים.

4. הוא מאפשר לנו ליצור מוצרי מזון טובים יותר.

הנדסה גנטית מאפשרת לנו ליצור מוצרי מזון בעלי פרופיל תזונתי טוב יותר. זה אומר שאנחנו יכולים לקבל את מה שאנחנו צריכים מבחינה תזונתית מפחות מוצרי מזון. בתמורה, ניתן לשלוח מזון נוסף לאזורים בעולם בהם חוסר ביטחון תזונתי מהווה בעיה גדולה. לא רק שכולנו זוכים לאכול מזון בריא יותר, אלא שאנשים רבים יותר נהנים ממזונות צפופים מבחינה תזונתית כשהם מתוכננים כראוי. אנו יכולים אפילו להשתמש בהנדסה גנטית כדי להאריך את תוחלת החיים של המזונות, ומאפשרים לשלוח אותם הלאה מכיוון שהם יכולים לשרוד זמן רב יותר ובתנאים קשים יותר.

5. זה יכול לשפר את קצבי הגידול של היבול.

הנדסה גנטית יכולה גם להגדיל את קצב הבגרות שניתן להשיג עבור מוצרים בתוך שרשרת המזון שלנו. זה חל על צמחים ובעלי חיים. אנו יכולים לראות את הנוהג הזה פועל כשמסתכלים על ההיסטוריה של תרנגולות הבשר. בארצות הברית, גיל השחיטה הממוצע כיום הוא 47 ימים. באיחוד האירופי, גיל השחיטה הממוצע הוא 42 ימים. בשנת 1925, גיל השחיטה הממוצע עמד על 110 ימים. בשנת 1940, גיל השחיטה הממוצע עמד על 85 ימים. יחד עם זאת, משקל השוק הממוצע עלה מיותר מ -1 ק"ג ל -2.6 ק"ג.

6. הוא מאפשר לפתח תכונות ספציפיות לצמחים ובעלי חיים.

הנדסה גנטית עושה יותר מאשר ליצור מוצרים בריאים ומהירים יותר עבור שרשרת המזון שלנו. זה יכול גם ליצור תכונות ספציפיות שגורמות למוצרי מזון להפוך לאטרקטיביים יותר. מדענים יכולים להשתמש במניפולציה של DNA כדי ליצור צבעי מאכל שונים. ניתן ליצור מגוון רחב יותר של תוצרת על ידי שילוב פריטים שונים, כמו עגבניות ואוכמניות. ניתן לפתח פרות כדי לייצר יותר חלב. עופות יכולים לגדל יותר רקמת שריר בקצב מהיר יותר. אפילו כבשים ניתנות לתמרון כדי לשפר את איכות המעיל שלהן לגריפה.

7. זה יכול לשפר את עמידות למחלות.

הנדסה גנטית יכולה לשמר גם גידולים. בננות מאוימות כל הזמן על ידי סוגים שונים של מחלות. מחלות פטרייתיות, מחלת פנמה והשפעות אחרות השפיעו לרעה על גידולי הבננות במהלך המאה האחרונה. רוב הבננות במכולת מגיעות ממין מפותח אחד, הנקרא קוונדיש, מכיוון שהוא היה חסין למחלות ההרסניות שפגעו בבננות אחרות. על ידי הנדסת סוגי בננות חדשים, ניתן להוסיף עמידות למחלות נוספת למין או לגידול ולעזור לו להישאר בתוך שרשרת המזון האנושית.

8. זה יכול להגדיל את כמות אדמות היבול הזמינות לגידול.

הנדסה גנטית מאפשרת לצמחים לגדול מחוץ לעונות הגידול הרגילות שלהם. ניתן גם לשנות אותם כך שיגדלו באקלים מחמיר יותר בהשוואה לצמחים ללא הנדסה גנטית. דוגמה לכך היא הגן הצמחי At-DBF2. כאשר הגן הזה מוכנס לתוך צמח עגבניות, הוא מגביר את סיבולת הצמחים בתנאי אקלים קשים. זה יכול אפילו לתמוך בצמיחה בתנאי קרקע דלי תזונה. יחד עם זאת, הפירות או הירקות המיוצרים באמצעות הגן הזה הם בעלי חיי מדף ארוכים יותר. זה מספק יותר פוטנציאל רווח תוך אפשרות להאכיל יותר אנשים.

9. זה יכול לעצור מחלות גנטיות בבני אדם.

הנדסה גנטית יכולה לפתוח תחום חדש לרפואה לאנושות. יש לנו כבר בדיקות גנטיות לבדיקת סוגי סרטן מסוימים. נוכל להשתמש במניפולציה של DNA כדי לעזור או לרפא אנשים שנולדים עם הפרעות גנטיות. אפילו כמה סוגי סרטן נחשבים תורשתיים וניתן לזהותם, אפילו לטפל בהם, באמצעות טכנולוגיות הנדסה גנטית. עם הזמן, זה יכול להיות תוחלת חיים ארוכה יותר, איכות חיים טובה יותר וטיפול מהיר יותר במחלות.

10. זה יכול לייצר טיפולים רפואיים חדשים.

הנדסה גנטית כבר משמשת ברפואה ליצירת מגוון טיפולים. יש לנו חיסונים, אינסולין ואפילו טיפולים הורמונליים זמינים בגלל הנדסה גנטית. ככל שהמדע הזה מתקדם, אנו יכולים ליצור טיפולים נוספים המאפשרים לנו להיות יזומים בתדירות גבוהה יותר נגד פתוגנים שיכולים להיות בעלי מאפיינים מסכני חיים.

רשימת חסרונות ההנדסה הגנטית

1. זוהי טכנולוגיה שניתן להתעלל בה בקלות.

כרגע יש לנו חוקים והסכמים שנועדו למנוע התעללות בהנדסה גנטית. זה לא אומר שזה לעולם לא יקרה. המציאות של ההנדסה הגנטית היא כי ניתן להשתמש בהכנסת DNA ליצירת בעיות קשות עבור קבוצות מסוימות של אנשים. תארו לעצמכם שמישהו אלרגי לרכיכות. מישהו יכול להכניס DNA של רכיכות לגידול רגיל, כמו תירס. האדם הסובל מהאלרגיה היה אוכל את התירס ואולי יש לו גורם תגובה אלרגית בגלל זה. עם הזמן, נוכל לנקוט גם את הגישה שיש לנו לשינוי צמחים ובעלי חיים לשינוי בני אדם. אם נעשה, ההשלכות על החברה שלנו יהיו רבות ובלתי צפויות.

2. זהו תהליך שניתן להגן עליו בזכויות יוצרים בארצות הברית.

מערכת המשפט בארצות הברית קבעה כי ניתן לרשום פטנטים על רצפי DNA מהונדסים גנטית. זה הופך את זה לרווחי יותר לארגונים ללמוד מניפולציות של DNA במקום לעבוד למען טובת הכלל של האנושות. למרות שזה הופך צמחים או בעלי חיים חדשים לאפשרים עם הכנסות שמקיימות את עצמן, זה גם אומר שפחות אנשים לומדים רצפי DNA אנושיים כדי לחפש יתרונות בריאותיים פשוט כי אין הרבה רווח לתרגול.

3. הוא יוצר התחייבויות משפטיות קשות עם השלכות לא מכוונות.

לא רק על רצפי DNA ניתן לרשום פטנט באמצעות שיטות הנדסה גנטית. כמו כן ניתן לרשום פטנט על זרעים וגידולים. זה גרם לבעיות עבור חקלאים שגרים ליד שדות שבהם גדלו גידולים מהונדסים גנטית. הגידולים שעברו הנדסה גנטית זרעיהם התפשטו לשדות אחרים, וגרמו לצמיחה לא מכוונת במקום בו הם נוחתים. בעלי נכסים רבים חויבו לשלם תמלוגים ופיצויים בגין אובדן מוצרים בגלל בעיה זו באירופה ובצפון אמריקה בגלל הליך הפטנט. בגלל איום האחריות הזה, פחות חקלאים רוצים לעבד את שדותיהם מכיוון שזה עלול לעלות להם יותר ממה שהם עשויים להרוויח.

4. זה מגביל את כמות הגיוון שיש.

למרות שהנדסה גנטית נראית כאילו היא תגביר את הגיוון, היא למעשה מקטינה אותו. הסיבה לכך היא שמוצר מועדף אחד הופך למוקד התעשייה כשהוא מתפקד היטב. זה נראה פעמים רבות. ישנם מאות סוגי בננות, אך רק בננות קוונדיש נוטות להישלח לשווקים הגלובליים. ישנם גם מיני תפוזים רבים ושונים, אך תפוזים בטבור משתמשים בטכניקות השתלה וחיתוך לצמיחה, כך שלא חל שינוי במוצר במשך למעלה מ -200 שנה.

5. עשויות להיות לה השלכות שליליות בעת אינטראקציה עם מינים אחרים.

אנו יודעים גם שצמחים ובעלי חיים מהונדסים גנטית אינם נשארים בתוך סביבה מבוקרת ומבוקרת. בסופו של דבר הם מתקשרים עם מינים מקומיים שאין להם שום מניפולציות גנטיות אליהם. אנו גם יודעים שעם הזמן, המינים עם הנדסה גנטית נוטים להיות הדומיננטיים, ומעלים את התכונות ממינים ביתיים לאורך זמן. זה פועל גם נגד גיוון המינים ויוצר בעיות, כגון חוסר עמידות למחלות, בעתיד.

6. יכולות להיות לכך השלכות שליליות לא מכוונות.

הנדסה גנטית היא אולי מדע מוכח, אך לא תמיד ניתן לצפות תוצאות. דולי הכבשה זוכה להיות היונק הראשון המשוכפל מתא סומטי בוגר. מה שלא מתפרסם לעתים קרובות הוא שדולי הייתה הכבש היחיד שנולד מתוך 277 ניסיונות תהליך השיבוט. רק 29 עוברים מוקדמים נוצרו, ו -13 אמהות פונדקאיות השתמשו במאמץ ליצור דולי. Genetic engineering can be very destructive when it wants to be and the attitude toward the outcomes that are possible is that the ends justifies the means to get there. That can be problematic when considering genetic engineering for human-based purposes.

7. It only prolongs the resilience effect.

Genetic engineering does create a natural barrier against disease and harsh environmental conditions. It also just prolongs the resilience of plants and animals. The changes made are not permanent benefits. More modifications are required over time because nature eventually adapts. Pathogens become stronger to affect the stronger plants and animals. Our own experience with antibiotics and pathogens is evidence of this fact. Several bacteria have gained resistance to the antibiotics that were used to treat them. It has even led to the development of multi-resistant organisms that fight almost all easily available antibiotics. MRSA, VRE, MDR-TB, and CRE are all examples of this happening.

8. It does not guarantee higher nutritional values.

We can genetically engineer plants and animals to have higher nutritional values, but there is no guarantee that the outcome will match what has been envisioned. Poultry grows at record paces today, but fat striping within the muscle tissue has affected the overall nutritional value of the meat being consumed. Some chicken products have more than 200% additional fat content compared to chicken products consumed a generation ago. Rapid growth can also reduce protein levels and overall nutrient levels.

9. It could create new pathogens.

When horizontal gene transfers occur, there is a known risk of new pathogens forming in response. The goal of increasing resistance to certain pests or disease may happen through genetic engineering, but the genes of resistance can also be transferred to the pests or the pathogens. That creates a spiral of increasing risk to the human food chain, especially if the pathogen can affect multiple species. The threat of bird influenza is a good example of this risk.

10. It can lead to more birth defects.

Genetic engineering may create stronger, healthier plants and animals. It may also create more plants and animals with mutations or birth defects that can harm the species. We have already seen in humans that gene therapies can lead to additional genetic conditions, even if the targeted condition is improved. Cells are responsible for several different characteristics, so the complete isolation of a cell for a specific trait is difficult to do. This may be improved with new technologies or practices in the future that do not exist now.

11. It turns animals into commodities.

Genetic engineering can make animals healthier. The purpose of the engineering, however, is often done to serve human needs. The Belgian blue cow is an example of this practice. Scientists inserted a gene into the species that inhibits the productions of myostatin in the animal. Because muscle growth is no longer suppressed, the breed is able to essentially double its muscle mass, giving it a larger body size that is ideal for meat production, but not necessarily good for the overall health of the animal.

The advantages and disadvantages of genetic engineering show us that we must carefully manage the science of this process for it to be beneficial. It is not a process that we should rush into with the hopes of quick profits or fast results. Being able to support a growing population in a changing world is important. By taking a responsible approach to limit the potential for a negative outcome, we’ll have the best change to have this science do amazing things for us in the future.


סיכום

Plant evolution relies on spontaneous genome mutations potentially resulting in new traits fixed by natural selection. Plant breeding also relies on natural genetic variability but, in addition, breeders have increased it using random mutagenesis. Genome editing now provides means to introduce almost any type of mutation and chromosome rearrangements in a very precise way. This not only empowers the breeders to accelerate and direct crop selection in an unprecedented way it also opens up the door to an almost unlimited range of possibilities in terms of the combination of new alleles by erasing sexual barriers. These new tools could be integrated in breeding schemes very rapidly in the upcoming years. From a scientific point of view, the main limiting factor is the reliable and efficient identification of the genes underlying traits of interest and the evaluation of their combination on the value of these traits. For that matter, developing efficient gene-function analysis tools and precise high-throughput phenotyping methods are essential. However, the main uncertainty on the future use of these techniques for plant breeding is the regulatory framework that will be applied to their commercial products. As discussed in chapter 10, whether these plants and their products are considered under the GMO legislation and risk assessed as GMOs, or whether they are submitted to an alleviated legal framework or are completely deregulated, will have a profound impact on the development and the use of these techniques in plant breeding. The costs and delays associated to the GMO approval process would probably block the use of these techniques for most crops and traits, and would make it impossible for small breeders and seed companies to engage in the development of new varieties using genome editing, as it has already happened with conventional GMOs.


Biohackers Are Kickstarting Some Unregulated Experiments

You may have heard of Kickstarter -- the darling crowdfunding site where artists, designers, moviemakers, and others pitch pet projects to an online funder audience. Kickstarter may have just taken on a new and unwelcome role -- as the one-stop shop for risky biotech companies looking to execute an end run around regulation.

Generally Kickstarter projects promote such innocuous products as comic books, and sensibly, Kickstarter even has its own ethical limits on what it will host: Guns, drugs, and porn are forbidden for obvious reasons. Rather more mysteriously, the selling of sunglasses is also deemed unethical. But as reported this week three biohackers from California have hijacked the Kickstarter machinery for something far more controversial than sunglasses. They have made Kickstarter the conduit for a nationwide release of untested, unregulated and unmonitored bioengineered organisms by mounting a Kickstarter funding project to use Synthetic Biology to engineer glow-in-the-dark plants.

Synthetic biology is a new and exploding field of extreme genetic engineering techniques. It makes the sort of genetic tinkering used for GMO soybeans look quaint. Computer programs are harnessed to design and print out novel artificial sequences of DNA on a machine called a DNA synthesizer. This synthetic DNA is then engineered into a host organism to do unusual things.

Controversy dogs the field because of the safety risks attendant on such novel genetic interventions, as well as bioweapons risks and social impacts. Billions of dollars of corporate money is flowing into the technology from the likes of Monsanto, Du Pont, BP, Shell, Chevron, Exxon, Dow. Even the Kickstarter biohackers have their own private biotech startup -- this is not kickstarter's usual field of struggling artists. Last year 111 organizations called for a moratorium on synthetic biology, as did several countries at meetings of the UN Convention on Biological Diversity. As with GMO crops, there is a growing fight over the future of synthetic biology.

Making a glow in the dark plant amounts to a quirky gimmick -- hardly the cutting edge of syn bio. But what's really driving Kickstarter success for the glowing plant geeks is a seedy offer: For $40 the syn bio hackers promise to mail all U.S. donors up to 100 bioengineered seeds to release at will into backyards or beyond. To date, almost 5,000 backers have stumped up the cash for seeds , which means up to 500,000 engineered synthetic biology seeds may be posted randomly to all corners of the U.S.A. This amounts to a nationwide unmonitored release of these novel glowing organisms. And here's the kicker in the Kickstarter: The U.S. Department of Agriculture has said that it does not need to assess, regulate, or monitor those glowtesque organisms. This is because they have elected to use a genetic engineering technique falling outside of government regulation. In effect, the biohackers could make all manner of weird and worrying organisms for widespread release and the government is apparently powerless to stop them.

For those of us who have been watching synthetic biology for some time this is doubly worrying. Never mind that Arabidopsis is weedy and can outcross. This isn't just normal genetic engineering. While claim and counterclaim trade back and forth in debates over syn bio, one point of tentative agreement has so far been a healthy respect for unknowable ecological and safety consequences of these techniques.

Unlike GMOs, which used naturally-sourced DNA sequences, synthetic biology trucks in DNA sequences invented on a computer. It's unclear how to asses the real world-impact of those sequences on both the organism and its ecological context.To date there has yet to be any deliberate environmental release of an avowedly "synthetic biology" organism. All projects remain contained in labs or production vats. One after another bioethics commission or weighty expert group has advised "utmost precaution," "prudent vigilance," and other sensible and sobering cautions. In 2009, The U.S. Presidents Bioethics Commission pointed out that:

"At this early stage of development, the potential for harm through the inadvertent environmental release of organisms or other bioactive materials produced by synthetic biology requires safeguards and monitoring." A sentiment echoed in a decision from the UN Convention on Biological Diversity which urged countries to apply the precautionary approach "to the field release of synthetic life, cell, or genome into the environment."

Yet here it is -- probably the first ever deliberate environmental release of a synthetic organism (or rather 400,000 of them) and not a whisper of precaution in sight. Of course, the biohackers claim that everything they are doing will be safe and the plants won't turn into weeds -- but then they would say that. That's why oversight and regulation is so important. Bizarrely the only entity to assess this project with the power to veto it is the team of young Brooklynites at Kickstarter HQ. And it seems they are happy to kickstart a new era of synthetic biology pollution -- so long as the glowing plants don't come with sunglasses.

The long-term implication is that Kickstarter's motto of "bringing creativity to life" just took on a bizarre new twist in meaning. Once the glowing plant biohackers have blazed a trail, we can expect many more synthetic biology projects to start heading off down the Kickstarter route -- especially if the glowing plant guys really do succeed in a widespread environmental release that evades regulatory scrutiny.


How are new apple varieties developed?

Harvesting tasty apples is more complicated than simply planting a seed in the ground and waiting for a tree to grow. In particular, it’s difficult to predict what an apple grown from a seed will look and taste like because each seed contains a combination of genetic material from its parents. But farmers can reliably grow orchards of tasty apples by using an ancient technique called grafting. After a tree that produces a desirable apple is chosen, cuttings of that original tree are grafted, or fused, onto the already-established roots of a donor tree, called rootstock. The cuttings then grow into a full-sized tree that contains the exact same genetic material as the original tree. As a result, each tree of a specific apple variety is a cloned descendant of the original tree, and thus produce very similar apples.

New apple varieties emerge when genetic changes are allowed to occur. Traditionally, new apples are produced by cross-breeding existing apple varieties. This reshuffles the genetic makeup of seeds, which are then planted to see if they grow into trees that produce delicious new apples. On the other hand, Arctic apples are created by making a targeted change to the genetic material of an existing variety (more on this later). The advantage of using genetic engineering over traditional breeding methods is that scientists can efficiently make precise improvements to already-beloved apple varieties—in contrast, traditional cross-breeding is much more random and difficult to control.


  1. Traditional Crossbreeding
    For millennia, traditional crossbreeding has been the backbone of improving the genetics of our crops. Typically, pollen from one plant is placed on the female part of the flower of another, leading to the production of seeds that are hybrids of the two parents. Then, plant breeders select the plants that have the beneficial traits they are looking for to go on to the next generation. Apple varieties such as the Honeycrisp apple were developed in this way – thousands of hybrid trees were made, grown, and tested to find just one great new variety with a combination of genes that has never existed before. Modern plant breeding often uses genetic markers to speed the selection process, and may incorporate genes from wild varieties and closely-related species. Here are some videos about the different techniques that plant breeders use. Crossbreeding can only make use of desirable traits if they are in the same or closely-related species, so additional techniques have been developed to create new traits for plant breeders to use.
  2. מוטגנזה
    In nature, new traits often arise through spontaneous mutations. In the past century, this process has been mimicked by scientists, who have used mutating chemicals (such as ethyl methanesulfonate) or radioactivity to generate random mutations in plants, and subsequently screening for new or desired traits. For more information on mutagenesis, please view this post.The Ruby Red and the Star Ruby varieties of grapefruits were developed using ionizing radiation. The mutations that they carry give these fruit their characteristic deep red color. This article from the New York Times provides many additional examples of crops that have been developed using this technique.
  3. פוליפלואידיות
    Most species have 2 sets of chromosomes: one set inherited from each parent. This is known as diploidy. Polyploidy is the occurrence of more than 2 sets of chromosomes. It can occur naturally, but polyploidy can also be induced through the use of chemicals. This crop modification technique is usually used to increase the size of fruits or to modify their fertility. For example, the seedless watermelon has 3 sets of chromosomes and is created by crossing a watermelon with 4 sets of chromosomes with another watermelon that has 2 sets, making a sterile watermelon with 3 sets of chromosomes, much to the delight of picnic lovers throughout the globe. Potato species also have many different number of chromosome copies, and potato breeders commonly have to change the copy number of their varieties to breed new traits into them (More on this process here).
  4. Protoplast Fusion
    When sperm cells in pollen combine with the ova in the ovaries of a flower, this is a fusion of two cells into one. Protoplast fusion is an artificial version of this process. Beneficial traits can be moved from one species to another by fusing the protoplasts (‘naked’ cells without the cell walls that give plants their structure) together and growing a plant from the newly fused cell. One of the most commonly used traits that has been developed with this process is the transfer of male sterility between species. If you have a male sterile plant, you can more easily make hybrid seeds – especially for plants that have small flowers and are difficult to cross. Male sterility was introduced to red cabbage from daikon radishes, making it easier to produce hybrid seeds of this crop.
  5. טרנסגנזה
    Transgenesis is the process by which you introduce one or more genes into an organism from another organism entirely. This usually involves handling and modifying the DNA itself in a test tube, and then packaging it to insert it into the new organism. There are several ways to introduce the new gene or ‘transform’ a plant such as biolistics (the “gene gun”), using אגרובקטריום – a naturally occurring organism that inserts DNA into plants, or by using electricity – a process called אלקטרופורציה. Transgenic plants have been generated with many useful traits, some of which have been commercialized. For instance, papayas were transformed with a gene from the virus that infects the plant to make it resistant to the virus. Other traits include insect resistance, herbicide tolerance, and drought tolerance, and more. The creation of these ‘transgenic’ crops works even though the genes can from from any other species because the genetic language is universal to all life on this planet. Genes that originated from the same species can be called ‘cisgenic’ or ‘intragenic’. For more information, see this paper.
  6. עריכת גנום
    Genome editing consists of using an enzyme system to change the DNA of a cell at a specified sequence. There are different systems that can be used for genome editing, the most promising of which is the CRISPR-Cas9 system (for more information on genome editing and how it works, please view this post). The sulfonylurea (SU) herbicide tolerant canola was developed to enable farmers to better control weeds and to enable crop rotation. The crop was created using a patented genome editing system known as Rapid Trait Development System (RTDS). You could conceivably edit the genome of any crop to alter any gene you wanted, from introducing new genes to restoring ‘natural’ alleles from the ancestors of our crops.

Each of these methods have similarities and differences, and some work better for some traits rather than others. Each of them modifies the genetic makeup of the plant in order to combine useful traits together to improve agriculture. All of them have examples that are being grown on farms and are producing benefits, all can be patented in one way or another, and all of them can have unintended consequences.

However, socially and politically the products of these methods are treated very differently. The fact that the changes that these techniques introduce do not line up with how they are treated when it comes to debates over the regulations for health and environmental safety, and political debates about labeling has come to be known as the “Frankenfood Paradox.” For instance, transgenesis produces far fewer changes and unintended consequences than mutagenesis (see this article), while mutagenesis is generally accepted and ignored in political discussions.


צפו בסרטון: תינוקות מהונדסים גנטית: העתיד כבר כאן? - אורן אוסטר (יָנוּאָר 2022).