了解農業生物技術示例

生物技術通常被認為是生物醫學研究的同義詞,但還有許多其他行業利用生物技術方法來研究,克隆和改變基因。 我們已經習慣了日常生活中的想法,並且很多人都熟悉關於在我們的食物中使用轉基因生物的爭議。 農業是這場辯論的中心,但自喬治華盛頓卡弗以來,農業生物技術一直在生產無數新產品,這些產品有可能改善我們的生活。

  • 01疫苗

    口服疫苗多年來一直在開展工作,作為解決不發達國家疾病傳播的一種可能的解決方案,這些國家的成本難以廣泛接種疫苗。 基因工程農作物,通常是水果或蔬菜,旨在從感染性病原體攜帶抗原蛋白,當攝入時會引發免疫反應。 這方面的一個例子是用於治療癌症的患者特異性疫苗。 已經使用攜帶來自克隆的惡性B細胞的RNA的煙草植物製備了抗淋巴瘤疫苗。 然後將得到的蛋白質用於給患者接種疫苗並增強其免疫系統對抗癌症。 量身定制的癌症治療疫苗在初步研究中表現出相當的前景。
  • 02抗生素

    植物用於生產人類和動物使用的抗生素。 在家畜飼料中表達抗生素蛋白質,直接餵給動物,比傳統的抗生素生產成本低,但這種做法引發了許多生物倫理學問題,因為結果很普遍,可能不必要使用抗生素,這可能會促進抗生素抗性細菌菌株的生長。 使用植物為人類生產抗生素的幾個優點是降低了成本,這是因為與使用哺乳動物細胞和培養物相比,可以從植物產生的產物量大於發酵單位產量,易於純化並且污染風險降低媒體。
  • 03鮮花

    農業生物技術不僅僅是應對疾病或提高食品質量 。 有一些純粹的美學應用,例如使用基因鑑定和轉移技術來改善花的顏色,氣味,大小和其他特徵。 同樣,生物技術已被用於改善其他常見觀賞植物,特別是灌木和樹木。 其中一些變化與作物相似,例如提高一種熱帶植物的抗寒性,因此它可以在北部的花園種植。
  • 04生物燃料

    湯姆默頓

    農業在生物燃料工業中扮演著重要角色,為生物油,生物柴油和生物乙醇的發酵和精煉提供原料。 正在使用基因工程和酶優化技術來開發更高質量的原料,以實現更高效的轉化和所得燃料產品的更高BTU輸出。 高產,能源密集的農作物可以最大限度地減少與採伐和運輸相關的成本(每單位產生的能源),從而產生更高價值的燃料產品。

  • 05植物和動物育種

    通過異花授粉,嫁接和雜交等傳統方法提高植物和動物性狀是非常耗時的。 生物技術的進步允許通過過度表達或缺失基因或引入外源基因在分子水平上快速進行特定改變。 後者可能使用基因表達控制機制,例如特定基因啟動子和轉錄因子 。 像標記輔助選擇這樣的方法提高了“定向”動物育種的效率,而沒有通常與轉基因生物相關的爭議。 基因克隆方法還必須解決遺傳密碼中的物種差異,內含子的存在與否以及翻譯後修飾(如甲基化)。
  • 06抗蟲作物

    多年來,產生對昆蟲有毒的蛋白質的微生物蘇雲金芽孢桿菌 (特別是歐洲玉米螟)被用於粉塵作物。 為了消除粉塵的需求,科學家首先開發了轉基因玉米表達Bt蛋白,其次是Bt馬鈴薯和棉花。 Bt蛋白對人類無毒,轉基因作物使農民更容易避免昂貴的侵染。 1999年,由於一項研究表明花粉遷移到乳草上,因此殺死了吃它的君主幼蟲,所以在Bt玉米上出現了爭議。 隨後的研究表明,幼蟲的風險非常小,近年來,關於Bt玉米的爭議已經轉向了新興昆蟲抗性的話題。
  • 07農藥抗性作物

    不要將它們與害蟲抗性相混淆,這些植物能夠讓農民有選擇地殺死周圍的雜草而不傷害作物。 這個最著名的例子是Monsanto開發的Roundup-Ready技術。 作為轉基因大豆於1998年首次推出,Roundup-Ready植物不受除草劑草甘膦的影響,該草甘膦可大量施用以消除田間其他植物。 這樣做的好處是可節省與傳統耕作相關的時間和成本,以減少雜草,或多種應用不同類型的除草劑以選擇性地消除特定種類的雜草。 可能的缺點包括所有針對轉基因生物的爭議性論據。
  • 08營養素補充

    為了改善人類健康,特別是在不發達國家,科學家正在製造轉基因食品,這些食品含有已知有助於抵抗疾病或營養不良的營養素。 其中一個例子是黃金大米 ,它含有β-胡蘿蔔素,它是維生素A在我們體內生成的前體。 吃大米的人會產生更多的維生素A,這是亞洲國家貧困人口飲食中缺乏的必需營養素。 三個基因,其中兩個來自水仙花,一個來自細菌,能夠催化四種生化反應,被克隆到水稻中使其成為“金黃色”。 這個名字來源於轉基因穀物的顏色,因為過度表達β-胡蘿蔔素,這使胡蘿蔔呈現橙色。
  • 09非生物脅迫抗性

    不到20%的土地是耕地,但一些作物已經過基因改造,使它們對鹽度,寒冷和乾旱等條件更加寬容。 負責攝取鈉的植物中基因的發現導致能夠在高鹽環境中生長的敲除植物的發育。 轉錄上調或下調通常是用於改變植物耐旱性的方法。 玉米和油菜籽能夠在乾旱條件下茁壯成長,在加利福尼亞州和科羅拉多州進行田間試驗的第四年,預計它們將在4-5年內投放市場。
  • 10種工業強度纖維

    Cmglee / Wikimedia CC 2.0

    蜘蛛絲是 人類所知的最強纖維,比凱夫拉爾(用於製造防彈背心)更強壯,具有比鋼更高的抗拉強度。 2000年8月,加拿大公司Nexia宣布開發出在其牛奶中產生蜘蛛絲蛋白的轉基因山羊。 雖然這解決了大規模生產蛋白質的問題,但是當科學家無法弄清楚如何將它們像蜘蛛一樣旋進纖維中時,該計劃就被擱置了。 到2005年,這些山羊將出售給任何願意接受它們的人。 雖然看起來蜘蛛絲的想法暫時擱置,但這種技術一定會在未來再次出現,一旦收集到關於絲綢如何編織的信息。