了解农业生物技术示例

生物技术通常被认为是生物医学研究的同义词,但还有许多其他行业利用生物技术方法来研究,克隆和改变基因。 我们已经习惯了日常生活中的想法,并且很多人都熟悉关于在我们的食物中使用转基因生物的争议。 农业是这场辩论的中心,但自乔治华盛顿卡弗以来,农业生物技术一直在生产无数新产品,这些产品有可能改善我们的生活。

  • 01疫苗

    口服疫苗多年来一直在开展工作,作为解决不发达国家疾病传播的一种可能的解决方案,这些国家的成本难以广泛接种疫苗。 基因工程农作物,通常是水果或蔬菜,旨在从感染性病原体携带抗原蛋白,当摄入时会引发免疫反应。 这方面的一个例子是用于治疗癌症的患者特异性疫苗。 已经使用携带来自克隆的恶性B细胞的RNA的烟草植物制备了抗淋巴瘤疫苗。 然后将得到的蛋白质用于给患者接种疫苗并增强其免疫系统对抗癌症。 量身定制的癌症治疗疫苗在初步研究中表现出相当的前景。
  • 02抗生素

    植物用于生产人类和动物使用的抗生素。 在家畜饲料中表达抗生素蛋白质,直接喂给动物,比传统的抗生素生产成本低,但这种做法引发了许多生物伦理学问题,因为结果很普遍,可能不必要使用抗生素,这可能会促进抗生素抗性细菌菌株的生长。 使用植物为人类生产抗生素的几个优点是降低了成本,这是因为与使用哺乳动物细胞和培养物相比,可以从植物产生的产物量大于发酵单位产量,易于纯化并且污染风险降低媒体。
  • 03鲜花

    农业生物技术不仅仅是与疾病作斗争或改善食品质量 。 有一些纯粹的美学应用,例如使用基因鉴定和转移技术来改善花的颜色,气味,大小和其他特征。 同样,生物技术已被用于改善其他常见观赏植物,特别是灌木和树木。 其中一些变化与作物相似,例如提高一种热带植物的抗寒性,因此它可以在北部的花园种植。
  • 04生物燃料

    汤姆默顿

    农业在生物燃料工业中扮演着重要角色,为生物油,生物柴油和生物乙醇的发酵和精炼提供原料。 正在使用基因工程和酶优化技术来开发更高质量的原料,以实现更高效的转化和所得燃料产品的更高BTU输出。 高产,能源密集的农作物可以最大限度地减少与采伐和运输相关的成本(每单位产生的能源),从而产生更高价值的燃料产品。

  • 05植物和动物育种

    通过异花授粉,嫁接和杂交等传统方法提高植物和动物性状是非常耗时的。 生物技术的进步允许通过过度表达或缺失基因或引入外源基因在分子水平上快速进行特定改变。 后者可能使用基因表达控制机制,例如特定基因启动子和转录因子 。 像标记辅助选择这样的方法提高了“定向”动物育种的效率,而没有通常与转基因生物相关的争议。 基因克隆方法还必须解决遗传密码中的物种差异,内含子的存在与否以及翻译后修饰(如甲基化)。
  • 06抗虫作物

    多年来,产生对昆虫有毒的蛋白质的微生物苏云金芽孢杆菌 (特别是欧洲玉米螟)被用于粉尘作物。 为了消除粉尘的需求,科学家首先开发了转基因玉米表达Bt蛋白,其次是Bt马铃薯和棉花。 Bt蛋白对人类无毒,转基因作物使农民更容易避免昂贵的侵染。 1999年,由于一项研究表明花粉迁移到乳草上,因此杀死了吃它的君主幼虫,所以在Bt玉米上出现了争议。 随后的研究表明,幼虫的风险非常小,近年来,关于Bt玉米的争议已经转向了新兴昆虫抗性的话题。
  • 07农药抗性作物

    不要将它们与害虫抗性相混淆,这些植物能够让农民有选择地杀死周围的杂草而不伤害作物。 这个最着名的例子是Monsanto开发的Roundup-Ready技术。 作为转基因大豆于1998年首次推出,Roundup-Ready植物不受除草剂草甘膦的影响,该草甘膦可大量施用以消除田间其他植物。 这样做的好处是可节省与传统耕作相关的时间和成本,以减少杂草,或多种应用不同类型的除草剂以选择性地消除特定种类的杂草。 可能的缺点包括所有针对转基因生物的争议性论据。
  • 08营养素补充

    为了改善人类健康,特别是在不发达国家,科学家正在制造转基因食品,这些食品含有已知有助于抵抗疾病或营养不良的营养素。 其中一个例子是黄金大米 ,它含有β-胡萝卜素,它是维生素A在我们体内生成的前体。 吃大米的人会产生更多的维生素A,这是亚洲国家贫困人口饮食中缺乏的必需营养素。 三个基因,其中两个来自水仙花,一个来自细菌,能够催化四种生化反应,被克隆到水稻中使其成为“金黄色”。 这个名字来源于转基因谷物的颜色,因为过度表达β-胡萝卜素,这使胡萝卜呈现橙色。
  • 09非生物胁迫抗性

    不到20%的土地是耕地,但一些作物已经过基因改造,使它们对盐度,寒冷和干旱等条件更加宽容。 负责摄取钠的植物中基因的发现导致能够在高盐环境中生长的敲除植物的发育。 转录上调或下调通常是用于改变植物耐旱性的方法。 玉米和油菜籽能够在干旱条件下茁壮成长,在加利福尼亚州和科罗拉多州进行田间试验的第四年,预计它们将在4-5年内投放市场。
  • 10种工业强度纤维

    Cmglee / Wikimedia CC 2.0

    蜘蛛丝是 人类所知的最强纤维,比凯夫拉尔(用于制造防弹背心)更强壮,具有比钢更高的抗拉强度。 2000年8月,加拿大公司Nexia宣布开发出在其牛奶中产生蜘蛛丝蛋白的转基因山羊。 虽然这解决了大规模生产蛋白质的问题,但是当科学家无法弄清楚如何将它们像蜘蛛一样旋进纤维中时,该计划就被搁置了。 到2005年,这些山羊将出售给任何愿意接受它们的人。 虽然看起来蜘蛛丝的想法暂时搁置,但这种技术一定会在未来再次出现,一旦收集到关于丝绸如何编织的信息。