Perbedaan antara biji hibrida dan GM

Biji hibrida

Hibrida diciptakan ketika dua tanaman induk yang berbeda secara genetik dari spesies yang sama, diserbuki silang. Selama penyerbukan, serbuk sari dari jantan membuahi gamet dari ovarium betina untuk menghasilkan benih keturunan. Bahan genetik dari tanaman jantan dan betina bergabung untuk membentuk apa yang dikenal sebagai biji hibrida generasi pertama (F1).

Di alam:

Tanaman berbunga telah mengembangkan berbagai mekanisme untuk menghasilkan keturunan dengan berbagai sifat genetik untuk peluang lebih besar untuk bertahan hidup dalam lingkungan yang berubah.

Dicliny adalah terjadinya bunga uniseksual (sebagai lawan dari hermafrodit). Tanaman dioecious membawa bunga jantan dan betina pada tanaman terpisah (berbeda dengan monoecious, yang membawa keduanya di tanaman yang sama). Ini memaksa penyerbukan silang terjadi.

Dichogami adalah perbedaan temporal dalam kematangan antera dan stigma (masing-masing organ tanaman reproduksi pria dan wanita), sekali lagi mendorong penyerbukan silang. Protandry mengacu pada dehiscence (matang) dari antera sebelum stigma menjadi reseptif, sementara protogyny dapat dilihat sebagai skenario yang berlawanan.

Ketidakcocokan diri (penolakan serbuk sari dari tanaman yang sama) dan herkogami (pemisahan spasial sari dan stigma) memastikan bahwa pemasangan diri dihindari.

Ketidakcocokan diri dibagi menjadi tipe heteromorfik dan homomorfik. Tanaman dengan distyle (2 jenis bunga) atau tristyle (3 jenis) bunga heteromorfik, menunjukkan perbedaan yang terlihat dalam struktur reproduksi antara masing -masing jenis. Hanya bunga dari berbagai jenis yang kompatibel untuk penyerbukan karena stigma dan ketinggian gaya. Bunga homomorfik, meskipun secara morfologis sama (dalam penampilan), memiliki kompatibilitas yang dikendalikan oleh gen. Semakin banyak kesamaan genetik antara serbuk sari dan ovula (gamet betina), semakin besar kemungkinan mereka tidak kompatibel untuk pembuahan.[Saya]

Penggunaan komersial:

Meskipun hibridisasi terjadi secara alami di alam, ia dapat dikendalikan oleh peternak tanaman untuk mengembangkan tanaman dengan kombinasi sifat yang diinginkan secara komersial. Contohnya adalah resistensi terhadap hama, penyakit, pembusukan, bahan kimia dan tekanan lingkungan seperti kekeringan dan embun beku, serta peningkatan hasil, penampilan dan profil nutrisi.

Hibrida diproduksi di lingkungan berteknologi rendah seperti ladang tanaman tertutup atau rumah kaca. Contoh tanaman baru yang hanya ada karena hibrida termasuk kanola, jeruk bali, jagung manis, melon, semangka tanpa biji, tangelo, clementine, aprium dan pluot. [ii] Tanaman hibrida diteliti di U.S. Pada 1920 -an dan pada 1930 -an, jagung hybrid telah banyak digunakan.[aku aku aku]

Hibridisasi berasal dari teori Charles Darwin dan Gregor Mendel pada pertengahan 1800-an. Metode pertama yang digunakan oleh petani dikenal sebagai jagung detasseling, di mana serbuk sari tanaman jagung dihilangkan dan ditanam di antara barisan tanaman ayah, memastikan penyerbukan hanya dari ayah polen. Dengan demikian benih yang dipanen dari tanaman induk adalah hibrida. ⁱⁱ Penghapusan manual dari struktur organ pria tanaman, dikenal sebagai penghancuran tangan.

Modifikasi seks adalah metode lain yang diadopsi oleh petani untuk mengarahkan pembiakan tanaman. Ekspresi jenis kelamin dapat dikendalikan dengan perubahan faktor seperti nutrisi tanaman, paparan cahaya dan suhu dan fitohormon. Hormon tanaman seperti auksin, etherl, erthephon, sitokinin dan brassinosteroid, serta suhu rendah, menyebabkan pergeseran ke arah ekspresi seks wanita. Perawatan hormon gibberellin, perak nitrat dan pthalimide, serta suhu tinggi, cenderung mendukung kelelakian. ^Saya

Paten dan masalah ekonomi

Generasi F1 adalah varietas unik yang, ketika dilintasi dengan generasinya sendiri untuk menghasilkan seri F2, akan menghasilkan tanaman dengan kombinasi genetik acak baru dari DNA induk. Untuk alasan ini, benih F1 memberikan hak paten produsen, karena benih yang sama harus dibeli setiap tahun untuk penanaman.

Meskipun bermanfaat, biji hibrida terlalu mahal untuk digunakan di negara -negara berkembang, karena biaya benih digabungkan dengan persyaratan mesin mahal untuk fertikasi dan penerapan pestisida. Itu Revolusi hijau, Kampanye yang bertujuan menyebarkan penggunaan benih hibrida untuk meningkatkan produksi pangan, sebenarnya merugikan secara ekonomi di komunitas pertanian pedesaan. Tingginya biaya perawatan yang terlibat, paksa petani untuk menjual tanah mereka ke agribisnis, memperluas kesenjangan antara orang kaya dan miskin bahkan lebih.

Biji GM

Teknologi DNA rekombinan melibatkan penyambungan bersama gen -gen organisme, bahkan dari spesies yang berbeda (yang tidak pernah bisa berkembang biak di alam), untuk menghasilkan organisme "transgenik". Daripada reproduksi seksual, teknik lab yang mahal digunakan untuk membuat organisme yang dimodifikasi secara genetik, atau "GMO". ⁱⁱ

Metode:

Gen Gene adalah metode yang paling umum untuk memperkenalkan bahan genetik asing ke dalam genom tanaman monokot seperti gandum atau jagung. DNA terikat pada partikel emas atau tungsten, yang dipercepat pada tingkat energi tinggi dan menembus dinding sel dan membran, di mana DNA terintegrasi ke dalam nukleus. Kerugiannya adalah bahwa kerusakan jaringan seluler dapat terjadi.[IV]

Agrobacteria adalah parasit tanaman yang memiliki kemampuan alami untuk mengubah sel tanaman dengan memasukkan gen mereka ke inang tanaman. Informasi genetik ini, dibawa pada cincin DNA terpisah yang dikenal sebagai plasmid, kode untuk pertumbuhan tumor di tanaman. Adaptasi ini memungkinkan bakteri untuk mendapatkan nutrisi dari tumor. Penggunaan Ilmuwan Agrobacterium tumefaciens Sebagai vektor untuk mentransfer gen yang diinginkan melalui plasmid TI (tumor-tumour-tumor) ke dalam varietas tanaman dikotil, seperti kentang, tomat dan tembakau. T DNA (mengubah DNA) terintegrasi ke dalam DNA tanaman dan gen -gen ini kemudian diekspresikan oleh tanaman.[v]

Injeksi mikro dan elektroporasi adalah metode lain untuk mentransfer gen ke DNA, yang pertama secara langsung dan yang kedua melalui pori -pori. Baru-baru ini CRISPR-CAS9 dan Talen Technologies telah muncul sebagai metode pengeditan genom yang lebih tepat.

Transfer DNA juga terjadi di alam, terutama pada bakteri melalui mekanisme seperti aktivitas transposon (elemen genetik) dan virus. Ini adalah berapa banyak patogen berevolusi menjadi tahan antibiotik. ^iv

Genom tanaman dimodifikasi untuk mencakup sifat -sifat yang tidak dapat terjadi secara alami pada spesies tersebut. Organisme ini dipatenkan untuk digunakan dalam industri makanan dan kedokteran, di antara aplikasi bioteknologi lainnya, seperti produksi obat -obatan dan produk industri lainnya, biofuel dan pengelolaan limbah. ⁱⁱ

Penggunaan komersial:

Tanaman "GM" pertama (yang dimodifikasi secara genetik) adalah tanaman tembakau yang tahan antibiotik, yang diproduksi pada tahun 1982. Uji coba lapangan untuk pabrik tembakau tahan herbisida di Prancis dan Amerika Serikat diikuti pada tahun 1986 dan setahun kemudian sebuah perusahaan Belgia yang direkayasa secara genetika tembakau serangga yang resistan terhadap serangga secara genetika. Makanan GM pertama yang dijual secara komersial adalah tembakau tahan virus yang memasuki pasar Republik Rakyat Tiongkok pada tahun 1992. ^iv "Flavr Savr" adalah tanaman GM pertama yang dijual secara komersial di U.S. Pada tahun 1994: Tomat tahan busuk yang dikembangkan oleh Calgene, sebuah perusahaan yang kemudian dibeli oleh Monsanto. Pada tahun yang sama, Eropa menyetujui tanaman rekayasa genetika pertamanya untuk penjualan komersial, tembakau tahan herbisida. ⁱⁱ

Tanaman tembakau, jagung, beras dan kapas telah dimodifikasi dengan menambahkan bahan genetik dari bakteri BT (Basil Thuringiensis) untuk menggabungkan sifat tahan serangga bakteri. Resistensi terhadap virus mosaik mentimun, di antara patogen lainnya, telah diperkenalkan ke pepaya, kentang dan tanaman labu.Tanaman "Round-Up Ready" seperti kedelai, mampu bertahan dari paparan herbisida yang mengandung glifosat yang dikenal sebagai Round-Up. Glyphosate membunuh tanaman dengan mengganggu jalur metabolik yang mensintesis asam amino mereka. ^iv

Profil nutrisi tanaman telah ditingkatkan untuk manfaat kesehatan manusia serta peningkatan pakan ternak. Negara -negara yang mengandalkan tanaman biji dan legum secara alami tidak memiliki asam amino, menghasilkan biji GM dengan kadar asam amino lisin, metionin, dan sistein yang lebih tinggi. Beras yang diperkaya beta-karoten telah diperkenalkan di negara-negara Asia di mana kekurangan vitamin A adalah penyebab umum masalah penglihatan pada anak kecil.

Apotik tanaman adalah aspek lain dari rekayasa genetika. Ini adalah penggunaan tanaman yang dimodifikasi secara massal untuk produksi produk farmasi seperti vaksin. Tanaman seperti cress thale, tembakau, kentang, kubis dan wortel adalah tanaman yang paling umum digunakan untuk penelitian genetik dan memanen senyawa yang berguna, karena sel individu dapat dihilangkan, diubah dan ditanam dalam kultur jaringan untuk menjadi massa sel yang tidak berbeda yang disebut a Kalus. Sel -sel kalus ini belum berspesialisasi dalam fungsi dan dengan demikian dapat membentuk seluruh tanaman (fenomena yang dikenal sebagai totipotensi). Karena tanaman yang dikembangkan dari satu sel yang diubah secara genetik, seluruh tanaman akan terdiri dari sel dengan genom baru dan beberapa bijinya akan menghasilkan keturunan dengan sifat yang sama yang diperkenalkan. ^v

Debat etika dan efek ekonomi

Pada tahun 1999, dua pertiga dari semua u.S. Makanan olahan mengandung bahan GM. Sejak 1996, total luas permukaan tanah yang menanam GMO telah meningkat 100 kali lipat. Teknologi GM telah menghasilkan peningkatan besar dalam hasil panen dan keuntungan petani, serta pengurangan penggunaan pestisida, terutama di negara -negara berkembang. ⁱⁱ Para pendiri teknik genetika tanaman, yaitu Robert Fraley, Marc van Montagu dan Mary-Dell Chilton, dianugerahi Hadiah Makanan Dunia pada tahun 2013 untuk meningkatkan "kualitas, kuantitas atau ketersediaan" makanan secara internasional. ^iv

Produksi GMO masih merupakan topik kontroversial dan negara -negara berbeda dalam peraturan mereka tentang aspek paten dan pemasaran. Kekhawatiran yang diangkat termasuk Keselamatan untuk Konsumsi Manusia dan Lingkungan dan Pertanyaan Organisme Hidup Menjadi Kekayaan Intelektual. Protokol Cartagena tentang Biosafety adalah perjanjian internasional tentang standar keselamatan tentang produksi, transfer, dan penggunaan GMO. ⁱⁱ