Ang mga modernong nilinang mais ay pinatubo mula sa teosinte, isang sinaunang damo, higit sa higit sa 6,000 na taon sa pamamagitan ng maginoo na pag-aanak. Nicole Rager Fuller, National Science Foundation

Dahil ang mga biologist ng 1980 ay gumamit ng genetic engineering upang ipahayag ang mga nobelang may kinalaman sa mga halaman ng pananim. Sa nakalipas na mga taon ng 20, ang mga pananim na ito ay lumago sa higit sa isang bilyong acres sa Estados Unidos at sa buong mundo. Sa kabila ng kanilang mabilis na pag-aampon ng mga magsasaka, ang mga pananim na genetikong engineered (GE) ay nananatiling kontrobersyal sa maraming mga mamimili, na kung minsan ay nahirapan upang makakuha ng tumpak na impormasyon.

Noong nakaraang buwan, inilabas ng National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine ng US ang a suriin ng 20 na mga taon ng data tungkol sa mga pananim na GE. Ang ulat ay higit sa lahat ay nagpapatunay ng mga natuklasan mula sa nakaraang mga ulat ng National Academies at mga review na ginawa ng iba pang mga pangunahing organisasyong pang-agham sa buong mundo, kasama na ang World Health Organization at ang European Commission.

Ituro ko ang isang laboratoryo na pag-aaral ng bigas, isang pangunahing pagkain para sa kalahati ng mga tao sa mundo. Ang mga mananaliksik sa aking lab ay nagpapakilala sa mga gene na kumokontrol sa pagkamatibay sa kapaligiran sa pagkapagod at paglaban sa sakit. Ginagamit namin ang genetic engineering at iba pang mga genetic na paraan upang maunawaan ang function ng gene.

Lubos akong sumasang-ayon sa ulat ng NAS na ang bawat pag-crop, kung pinapayuhan man o binuo sa pamamagitan ng genetic engineering, ay dapat na masuri batay sa case-by-case basis. Ang bawat pag-iiba ay naiiba, iba't iba ang katangian at iba't ibang pangangailangan ng bawat magsasaka. Ang higit na pag-unlad sa pag-unlad ng crop ay maaaring gawin sa pamamagitan ng paggamit ng parehong conventional pag-aanak at genetic engineering kaysa sa paggamit ng alinman sa diskarte nag-iisa.

Convergence sa pagitan ng biotech at conventional breeding

Ang mga bagong kasangkapan sa molekular ay lumabo ang pagkakaiba sa pagitan ng mga pagpapabuti ng genetiko na ginawa sa maginoo na pag-aanak at mga ginawa ng mga modernong pamamaraan ng genetiko. Ang isang halimbawa ay marker assisted breeding, kung saan tinutukoy ng mga genetiko ang mga gene o chromosomal na rehiyon na nauugnay sa mga katangian na nais ng mga magsasaka at / o mga mamimili. Hinahanap ng mga mananaliksik ang partikular na mga marker (mga pattern) sa DNA ng halaman na nauugnay sa mga genes na ito. Gamit ang mga genetic marker na ito, maaari nilang mahusay na makilala ang mga halaman na nagdadala ng nais na genetic na mga fingerprint at alisin ang mga halaman na may hindi kanais-nais na genetika.

Sampung taon na ang nakalilipas ang aking mga tagatulong at ako ay nakahiwalay isang gene, na tinatawag na Sub1, na kumokontrol sa pagpapaubaya sa pagbaha. Milyun-milyong magsasaka sa Timog at Timog-silangang Asya ay lumalaki sa bigas sa mga lugar na madaling kapitan ng baha, kaya mahalaga ang katangiang ito. Karamihan sa mga varieties ng bigas ay mamatay pagkatapos ng tatlong araw ng kumpletong submergence ngunit halaman na may Sub1 gene ay maaaring makatiis ng dalawang linggo ng kumpletong submergence. Noong nakaraang taon, halos limang milyong magsasaka ang lumago sa iba't ibang uri ng bigas ng SubxNUMX na binuo ng aking mga tagatulong sa International Rice Research Institute gamit ang marker assisted breeding.

Sa isa pang halimbawa, kinilala ng mga mananaliksik ang mga variant ng genetiko na nauugnay sa kawalang-malay (tinutukoy bilang "polled") sa baka - isang katangian na karaniwan sa mga breed ng baka ngunit bihira sa mga breed ng dairy. Ang mga magsasaka ay karaniwang nagsasagawa ng mga pagawaan ng gatas upang protektahan ang kanilang mga humahawak at pigilan ang mga hayop na saktan ang bawat isa. Dahil ang prosesong ito ay masakit at nakakatakot para sa mga hayop, beterinaryo eksperto ay tumawag para sa pananaliksik sa mga alternatibong opsyon.

Sa isang pag-aralan na inilathala noong nakaraang buwan, ginamit ng mga siyentipiko ang pag-edit ng genome at reproductive cloning upang makagawa ng mga cows ng pagawaan ng gatas na nagdadala ng isang natural na nagaganap na mutation para sa hornlessness. Ang diskarte na ito ay may posibilidad na mapabuti ang kapakanan ng milyun-milyong baka bawat taon.

Pagbabawas ng insecticides ng kemikal at pagpapahusay ng ani

Sa pagtatasa kung paano nakakaapekto sa mga pananim ng GE ang produktibo ng crop, kalusugan ng tao at kapaligiran, ang pag-aaral ng NAS ay pangunahing nakatuon sa dalawang katangian na na-engineered sa mga halaman: paglaban sa mga pests ng insekto at pagpapaubaya sa mga herbicide.

Napag-alaman ng pag-aaral na ang mga magsasaka na nagtanim ng mga pananim na ininhinyero upang maglaman ng mga insekto na lumalaban sa insekto - batay sa mga genes mula sa bacterium Bacillus thuringiensis, o Bt - pangkaraniwang nakaranas ng mas kaunting mga pagkalugi at nag-apply ng mas kaunting kemikal na insecticide sprays kaysa sa mga magsasaka na nagtanim ng mga di-Bt varieties. Napagpasyahan din nito na ang mga bukid kung saan nakatanim ang mga pananim ng Bt ay nagkaroon ng mas maraming insekto na biodiversity kaysa sa mga bukid kung saan ang mga grower ay gumagamit ng malawak na spectrum insecticide sa mga maginoo na pananim.

Genetically modified crops na kasalukuyang lumago sa Estados Unidos (IR = insect lumalaban, HT = herbicide mapagparaya, DT = tagtuyot mapagparaya, VR = lumalaban virus). Colorado State University ExtensionNapag-alaman ng komite na ang mga pananim na lumalaban sa herbisidid (HR) ay nakakatulong sa mas mataas na ani sapagkat mas madaling kontrolin ang mga damo. Halimbawa, ang mga magsasaka na nagtanim ng HR canola ay nag-aani ng mas malaking ani at pagbalik, na humantong sa malawak na pag-aampon ng ganitong uri ng pag-crop.

Ang isa pang benepisyo ng pagtatanim ng mga crops ng HR ay ang pagbawas ng lupa - ang proseso ng paggawa ng lupa. Bago ang pagtatanim, dapat patayin ng mga magsasaka ang mga damo sa kanilang mga bukid. Bago ang pagdating ng herbicides at HR crops, kinokontrol ng mga magsasaka ang mga damo sa pamamagitan ng pag-ulan. Gayunpaman, ang pag-ulan ay nagiging sanhi ng pagguho ng erosion at runoff, at nangangailangan ng enerhiya upang mag-fuel ang mga traktora. Mas gusto ng maraming magsasaka ang mga kasanayan sa pagbubuhos ng lupa dahil pinahusay nila ang pamamahala. Sa HR crops, ang mga magsasaka ay maaaring makontrol ang mga damo nang epektibo nang walang pag-ulan.

Ang komite ay nakilala ang isang malinaw na ugnayan sa pagitan ng pagtatanim ng mga pananim na HR at nabawasan-hanggang mga gawi sa agrikultura sa nakalipas na dalawang dekada. Gayunpaman, hindi malinaw kung ang pag-aampon ng mga pananim sa HR ay nagresulta sa mga desisyon ng mga magsasaka na gumamit ng pag-iimbak ng konserbasyon, o kung ang mga magsasaka na gumagamit ng konserbasyon sa pagsasaka ay nagpatibay ng mga pananim ng HR nang mas madali.

Sa mga lugar kung saan ang pagtatanim ng mga pananim ng HR ay nagbigay ng mabigat na pag-uumasa sa herbicide glyphosate, ang ilang mga damo ay lumalaki sa paglaban sa pamatay ng halaman, na nagpapahirap sa mga magsasaka na kontrolin ang mga damo gamit ang pamatay halaman na ito. Napagpasyahan ng ulat ng NAS na ang napapanatiling paggamit ng mga pananim ng Bt at HR ay nangangailangan ng paggamit pinagsamang estratehiya sa pamamahala ng maninira.

Tinatalakay din ng ulat ang pitong iba pang mga pananim na pagkain ng GE na lumago sa 2015, kabilang ang apple (Malus domestica), canola (Brassica napus), matamis na aselga (Beta vulgaris), papaya (Carica papaya), patatas, kalabasa (Cucurbita pepo) at talong (Solanum melongena).

Ang papaya ay isang mahalagang halimbawa. Sa 1950s, pinutol ng papaya ringspot virus ang halos lahat ng produksyon ng papaya sa Hawaiian island of Oahu. Habang nagkakalat ang virus sa ibang mga isla, natatakot ng maraming magsasaka na mapapahamak nito ang pananim ng Hawaiian papaya.

Sa 1998 Hawaiian na patologo ng halaman Dennis Gonsalves ginamit ang genetic engineering upang mag-splice ng isang maliit na snippet ng ringspot virus na DNA sa papaya genome. Ang mga resultang genetically engineered puno ng papaya ay immune sa impeksiyon at gumawa 10-20 tiklop ng mas maraming prutas kaysa sa mga nahawaang pananim. Ang gawain ni Dennis iniligtas ang industriya ng papaya. Pagkalipas ng dalawampung taon, ito pa rin ang paraan lamang para sa pagkontrol ng papaya ringspot virus. Ngayon, sa kabila protesta ng ilang mga mamimili, Ang 80 porsiyento ng crop ng Hawaiian papaya ay ininhinyero sa genetiko.

Ginamit din ng mga siyentipiko ang genetic engineering upang labanan ang isang peste na tinatawag na prutas at shoot borer, na naghahalili sa talong sa Asya. Ang mga magsasaka sa Bangladesh ay madalas na nag-spray ng mga insecticide bawat 2-3 na araw, at minsan ay kadalasan nang dalawang beses araw-araw, upang kontrolin ito. Ang World Health Organization mga pagtatantya na ang ilang mga tatlong milyong mga kaso ng pagkalason ng pestisidyo at higit sa 250,000 pagkamatay ay nangyayari sa buong mundo bawat taon.

Upang mabawasan ang mga spray sa kemikal sa talong, ang mga siyentipiko sa Cornell University at sa Bangladesh ay ininit ang Bt sa genome ng talong. Bt brinjal (talong) ay ipinakilala sa Bangladesh sa 2013. Noong nakaraang taon Lumaki ito ng mga magsasaka ng Bangla 108 at lubhang nabawasan ang mga insektisida na sprays.

Feed sa mundo sa isang ecologically batay paraan

Ang mga genetically improved crops ay nakinabang sa maraming mga magsasaka, ngunit malinaw na ang pag-unlad ng genetic lamang ay hindi maaaring matugunan ang iba't ibang uri ng mga kumplikadong hamon na kinakaharap ng mga magsasaka. Kinakailangan din ang mga diskarte sa pagsasaka batay sa ekolohiya at pati na rin ang imprastraktura at angkop na mga patakaran.

Sa halip na mag-alala tungkol sa mga gene sa ating pagkain, kailangan nating tumuon sa mga paraan upang tulungan ang mga pamilya, magsasaka at mga komunidad sa bukid na umunlad. Dapat nating tiyakin na lahat ay makakapagbigay ng pagkain at dapat nating mabawasan ang pagkasira ng kapaligiran. Umaasa ako na ang ulat ng NAS ay maaaring makatulong sa paglipat ng mga talakayan na hindi nakagagambala sa mga pro / con argumento tungkol sa mga pananim ng GE at muling idiin ang mga ito sa paggamit ng bawat naaangkop na teknolohiya upang pakainin ang mundo sa isang batay sa ecologically paraan.

Tungkol sa Ang May-akda

Pamela Ronald, Propesor ng Plant Pathology, University of California, Davis. Ang kanyang laboratoryo ay nag-aaral ng genetic na batayan ng paglaban sa sakit at pagpapaubaya sa diin sa bigas. Kasama ang kanyang mga tagatulong, siya ay ininhinyero ng kanin para sa paglaban sa sakit at pagpapahintulot sa pagbaha, na sineseryoso nagbabanta sa mga pananim ng bigas sa Asia at Africa.

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa Ang pag-uusap. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Mga Kaugnay Books

at InnerSelf Market at Amazon