10 Contoh Bioteknologi Pertanian

By On Sunday, February 26th, 2017 Categories : Sains

Bioteknologi sering dianggap identik dengan penelitian biomedis, tetapi ada banyak industri lain yang memanfaatkan metode biotek untuk belajar, kloning dan mengubah gen.

Kita sudah terbiasa dengan gagasan enzim dalam kehidupan kita sehari-hari dan banyak orang yang akrab dengan kontroversi seputar penggunaan GMO dalam makanan kita. Industri pertanian menjadi pusat perdebatan itu, tapi sejak zaman George Washington Carver, Bioteknologi pertanian telah memproduksi produk-produk baru yang tak terhitung jumlahnya yang memiliki potensi untuk mengubah kehidupan kita menjadi lebih baik.

1. Vaksin

Vaksin oral telah bekerja selama bertahun-tahun sebagai solusi yang mungkin untuk penyebaran penyakit di negara-negara terbelakang, di mana biaya yang mahal menjadi kendala untuk vaksinasi. Tanaman rekayasa genetika, biasanya buah-buahan atau sayuran, dirancang untuk membawa protein antigenik dari patogen infeksius, yang akan memicu respon kekebalan tubuh ketika ditelan.

Contoh dari ini adalah vaksin-pasien tertentu untuk mengobati kanker. Vaksin anti-limfoma telah dibuat menggunakan tanaman tembakau yang membawa RNA dari sel-B ganas kloning. Protein yang dihasilkan kemudian digunakan untuk memvaksinasi pasien dan meningkatkan sistem kekebalan tubuh mereka melawan kanker. Vaksin dibuat khusus untuk pengobatan kanker telah menunjukkan janji yang cukup besar dalam studi awal.

2. Antibiotik

Tanaman yang digunakan untuk memproduksi antibiotik yang digunakan baik oleh manusia dan hewan. Mengekspresikan protein antibiotik dalam pakan ternak, dimakan langsung ke hewan, lebih murah daripada produksi antibiotik tradisional, tetapi praktik ini menimbulkan banyak masalah bioetika, karena hasilnya tersebar luas, penggunaan mungkin sekali tidak perlu antibiotik yang dapat mendorong pertumbuhan strain bakteri resisten antibiotik.

Beberapa keuntungan menggunakan tanaman untuk menghasilkan antibiotik untuk manusia mengurangi biaya karena jumlah yang lebih besar dari produk yang dapat dihasilkan dari tanaman dibandingkan unit fermentasi, kemudahan pemurnian, dan mengurangi risiko kontaminasi dibandingkan dengan menggunakan sel mamalia dan media kultur.

3. Bunga

Ada lebih banyak bioteknologi pertanian dari sekedar melawan penyakit atau meningkatkan kualitas makanan. Ada beberapa aplikasi murni estetika dan contoh dari hal ini adalah penggunaan identifikasi gen dan mentransfer teknik untuk meningkatkan warna, bau, ukuran dan fitur lain dari bunga. Demikian juga, bioteknologi telah digunakan untuk melakukan perbaikan untuk tanaman hias umum lainnya, khususnya, semak dan pohon. Beberapa perubahan ini adalah sama dengan yang dibuat untuk tanaman, seperti meningkatkan ketahanan terhadap dingin dari generasi tanaman tropis, sehingga dapat ditanam di daerah yang lebih dingin.

4. Biofuels

Industri pertanian memainkan peran besar dalam industri biofuel, menyediakan bahan baku untuk fermentasi dan pemurnian bio-oil, bio-diesel dan bio-ethanol. Rekayasa genetika dan optimasi teknik enzim yang digunakan untuk mengembangkan bahan baku kualitas yang lebih baik untuk konversi lebih efisien dan output BTU yang lebih tinggi dari produk bahan bakar yang dihasilkan. Unggul, tanaman padat energi dapat meminimalkan biaya relatif yang terkait dengan panen dan transportasi, sehingga produk bahan bakar bernilai tinggi.

5. Tanaman dan Hewan Ternak

Meningkatkan ciri-ciri tanaman dan hewan dengan metode tradisional seperti penyerbukan silang, grafting, dan persilangan memakan waktu. Kemajuan bioteknologi memungkinkan untuk perubahan tertentu harus dibuat dengan cepat, pada tingkat molekuler melalui ekspresi atau penghapusan gen, atau pengenalan gen asing. Yang terakhir ini mungkin menggunakan mekanisme kontrol ekspresi gen seperti promotor gen spesifik dan faktor transkripsi. Metode seperti seleksi marker-assisted meningkatkan efisiensi pengembangbiakan hewan “terarah”, tanpa kontroversi biasanya terkait dengan GMO. metode Gene kloning juga harus mengatasi perbedaan spesies dalam kode genetik, ada atau tidak adanya intron dan modifikasi pasca-translasi seperti metilasi.

6. Tanaman Tahan Hama

Selama bertahun-tahun, mikroba Bacillus thuringiensis, yang menghasilkan protein beracun untuk serangga, khususnya penggerek jagung Eropa, digunakan untuk membersihkan serbuk tanaman. Untuk mengurangi kebutuhan untuk membersihkan serbuk, para ilmuwan pertama kali mengembangkan jagung transgenik mengekspresikan protein Bt, diikuti oleh kentang Bt dan kapas. Protein Bt tidak beracun bagi manusia, dan tanaman transgenik memudahkan petani untuk menghindari infestasi mahal. Pada tahun 1999 kontroversi muncul atas jagung Bt karena sebuah studi yang menunjukkan serbuk sari bermigrasi ke gulma di mana ia membunuh larva raja yang memakannya. Penelitian selanjutnya menunjukkan risiko terhadap larva ini sangat kecil dan, dalam beberapa tahun terakhir, kontroversi atas jagung Bt telah beralih fokus, dengan topik yang muncul resistensi terhadap serangga.

7. Tanaman Resistant Pestisida

Tanaman ini toleran terhadap pestisida, yang memungkinkan petani untuk selektif membunuh gulma disekitarnya tanpa merusak tanaman mereka. Contoh yang paling terkenal dari hal ini adalah teknologi Roundup-Ready, yang dikembangkan oleh Monsanto. Pertama kali diperkenalkan pada tahun 1998 pada kedelai GM, tanaman Roundup-Ready tidak terpengaruh oleh herbisida glyphosate, yang dapat diterapkan dalam jumlah berlebihan untuk menghilangkan tanaman lain di lapangan. Manfaat ini adalah penghematan waktu dan biaya yang terkait dengan pengolahan tanah konvensional untuk mengurangi gulma, atau beberapa aplikasi dari berbagai jenis herbisida untuk selektif menghilangkan spesies tertentu dari gulma. Kemungkinan kekurangan mencakup semua argumen kontroversial terhadap GMO.

8. Nutrisi Suplementasi

Dalam upaya untuk meningkatkan kesehatan manusia, terutama di negara-negara terbelakang, para ilmuwan menciptakan makanan yang diubah secara genetik yang mengandung nutrisi yang dikenal untuk membantu melawan penyakit atau kekurangan gizi. Contoh dari hal ini adalah Golden Rice, yang mengandung beta-karoten, prekursor vitamin A untuk produksi dalam tubuh kita. Orang yang makan nasi menghasilkan lebih banyak Vitamin A, nutrisi penting yang kurang dalam makanan masyarakat miskin di negara-negara Asia. Tiga gen, dua dari bunga bakung dan satu dari bakteri, mampu mengkatalis empat reaksi biokimia, diklon ke beras untuk membuatnya “emas”. Nama berasal dari warna gandum transgenik karena memiliki beta-karoten berlebih.

9. abiotik Resistan Stres

Kurang dari 20% dari bumi adalah tanah yang subur tetapi beberapa tanaman telah diubah secara genetik untuk membuat mereka lebih toleran terhadap kondisi seperti salinitas, dingin dan kekeringan. Penemuan gen pada tanaman yang bertanggung jawab untuk penyerapan natrium telah menyebabkan pengembangan sistem gugur tanaman dapat tumbuh dalam lingkungan garam yang tinggi.

10. Industri Serat kuat

Laba-laba sutra adalah serat terkuat yang dikenal manusia, lebih kuat dari kevlar (digunakan untuk membuat rompi tahan peluru), dengan kekuatan tarik lebih tinggi daripada baja. Pada bulan Agustus 2000, perusahaan Kanada Nexia mengumumkan pengembangan kambing transgenik yang menghasilkan protein sutra laba-laba dalam susu mereka. Sementara ini memecahkan masalah secara massal memproduksi protein, program ini disimpan ketika para ilmuwan tidak bisa mencari cara untuk memutar mereka menjadi serat seperti laba-laba yang dapat dilakukan. Tetapi ini merupakan teknologi yang pasti muncul lagi di masa depan, setelah lebih banyak informasi yang dikumpulkan pada bagaimana sutra yang ditenun.