Genetiği değiştirilmiş ürünler - Genetically modified crops

Genetiği değiştirilmiş ürünler ( GM bitkileri ), tarımda kullanılan ve DNA'sı genetik mühendisliği yöntemleri kullanılarak değiştirilmiş bitkilerdir . Bitki genomları, fiziksel yöntemlerle veya T-DNA ikili vektörlerinde barındırılan dizilerin teslimi için Agrobacterium kullanılarak tasarlanabilir . Çoğu durumda amaç, türde doğal olarak bulunmayan bitkiye yeni bir özellik kazandırmaktır. Gıda ürünlerindeki örnekler arasında belirli haşerelere, hastalıklara, çevresel koşullara karşı direnç, bozulmanın azaltılması, kimyasal işlemlere direnç (örneğin bir herbisite direnç ) veya mahsulün besin profilinin iyileştirilmesi yer alır. Gıda dışı mahsullerdeki örnekler, farmasötik maddelerin , biyoyakıtların ve diğer endüstriyel olarak faydalı ürünlerin yanı sıra biyoremediasyon için üretimi içerir .

Çiftçiler, GM teknolojisini yaygın olarak benimsemiştir. 1996'da 1,7 milyon hektar olan yüzölçümü, 2016'da 185,1 milyon hektara, yani küresel ekili alanların yaklaşık %12'sine yükseldi. 2016 itibariyle, başlıca mahsul (soya fasulyesi, mısır, kanola ve pamuk) özellikleri, herbisit toleransından (95,9 milyon hektar) böcek direncinden (25,2 milyon hektar) veya her ikisinden (58.5 milyon hektar) oluşmaktadır. 2015 yılında 53,6 milyon ha GD mısır ekiliyordu (mısır mahsulünün neredeyse 1/3'ü). GD mısır öncekilerden daha iyi performans gösterdi: verim, daha az mikotoksin (-%28.8), fumonisin (-%30.6) ve trikotesen (-%36.5 ) ile %5,6 ila %24,5 daha yüksekti . Hedef olmayan organizmalar haricinde etkilenmedi Braconidae , bir ile temsil edilen parazitoiti ait Avrupa mısır kurdu , hedef Lepidoptera aktif Bt mısır. Lignin içeriği gibi biyojeokimyasal parametreler değişmezken, biyokütle ayrışması daha yüksekti.

GD mahsullerin insan sağlığı ve çevre için sayısız faydaları vardır. 2014 yılında yapılan bir meta-analiz, GM teknolojisinin benimsenmesinin kimyasal pestisit kullanımını %37 azalttığı , mahsul verimini %22 artırdığı ve çiftçi karlarını %68 oranında artırdığı sonucuna varmıştır . Pestisit kullanımındaki bu azalma ekolojik olarak faydalı olmuştur, ancak faydalar aşırı kullanım ile azalabilir. Verim kazanımları ve pestisit azalmaları, herbisite dayanıklı ekinlere göre böceklere dayanıklı ekinler için daha fazladır. Verim ve kâr kazançları daha yüksektir gelişmekte olan ülkelerde olduğundan daha gelişmiş ülkelerde . Pestisit zehirlenmeleri yalnızca Hindistan'da yılda 9 milyon vakaya kadar azaldı. Bt pamuğun yaygın kullanımı Hindistan'da çiftçi intiharlarında %25'lik bir düşüşe yol açtı. Bt mısır , mikotoksinlerin neden olduğu kanser oranlarının azalmasına neden oldu .

Orada bir olan bilimsel konsensüs GM türetilen mevcut gıda yumuşayıp poz geleneksel gıda dışında insan sağlığına hiçbir riski daha kırpar olduğunu, ancak her GM gıda ihtiyaçları katılmadan önce bir vaka ile ayrı ayrı test edilmesi söyledi. Bununla birlikte, halkın GD gıdaları güvenli olarak algılaması bilim adamlarından çok daha az olasıdır. GD gıdaların yasal ve düzenleyici statüsü ülkeye göre değişir; bazı ülkeler bunları yasaklar veya kısıtlar ve diğerleri çok farklı derecelerde düzenleme ile bunlara izin verir.

Ancak muhalifler, çevresel etkiler, gıda güvenliği, GD mahsullerin gıda ihtiyaçlarını karşılamak için gerekli olup olmadığı, gelişmekte olan ülkelerdeki çiftçiler için yeterince erişilebilir olup olmadığı ve mahsullerin fikri mülkiyet yasasına tabi tutulmasıyla ilgili endişeler gibi gerekçelerle GD mahsullere itiraz ettiler . Güvenlik endişeleri, 19'u Avrupa'da olmak üzere 38 ülkenin ekimini resmi olarak yasaklamasına neden oldu.

Tarih

İnsanlar, evcilleştirme yoluyla bir ürün olarak değerlerini artırmak için bitkilerin genetik yapısını doğrudan etkilemiştir . Bitki evcilleştirilmesinin ilk kanıtı, Güneybatı Asya'da MÖ 10.500 ila 10.100 yıllarına tarihlenen Çanak Çömleksiz Neolitik A köylerinde bulunan emmer ve siyez buğdayından gelir . Bereketli Hilal Batı Asya ait Mısır ve Hindistan daha önce vahşi toplanan olmuştu bitkilerin erken planlı ekim ve hasat alanı olarak kullanılmış. Tarımın bağımsız gelişimi kuzey ve güney Çin'de, Afrika'nın Sahel'inde , Yeni Gine'de ve Amerika'nın çeşitli bölgelerinde gerçekleşti. Sekiz Neolitik kurucu mahsulün ( emer buğdayı , siyez buğdayı , arpa , bezelye , mercimek , acı fiğ , nohut ve keten ) tümü MÖ 7000 civarında ortaya çıkmıştı. Geleneksel mahsul yetiştiricileri, yeni melezler yaratarak uzun süredir yabancı germplazmayı mahsullere soktu. Bir hibrid tahıl tane geçiş ile, 1875 yılında oluşturulan buğday ve çavdarın . O zamandan beri cüce genler ve pas direnci gibi özellikler bu şekilde tanıtıldı. Bitki doku kültürü ve kasıtlı mutasyonlar , insanların bitki genomlarının yapısını değiştirmesini sağlamıştır.

Genetikteki modern gelişmeler, insanların bitki genetiğini daha doğrudan değiştirmesine izin verdi. 1970 yılında Hamilton Smith'in laboratuvarı , DNA'nın belirli yerlerde kesilmesine izin veren ve bilim adamlarının bir organizmanın genomundan genleri izole etmesine olanak tanıyan kısıtlama enzimlerini keşfetti . Kırık DNA'yı birbirine bağlayan DNA ligazları 1967'de daha önce keşfedilmişti ve iki teknolojiyi birleştirerek DNA dizilerini "kesip yapıştırmak" ve rekombinant DNA oluşturmak mümkündü . 1952'de keşfedilen plazmitler , hücreler arasında bilgi aktarımı ve DNA dizilerinin kopyalanması için önemli araçlar haline geldi . 1907'de bitki tümörlerine neden olan bir bakteri Agrobacterium tumefaciens keşfedildi ve 1970'lerin başında tümör indükleyici ajanın Ti plazmidi adı verilen bir DNA plazmidi olduğu bulundu . Tümöre neden olan plazmitteki genleri çıkararak ve yeni genler ekleyerek araştırmacılar, bitkileri A. tumefaciens ile enfekte edebildiler ve bakterilerin seçtikleri DNA dizisini bitkilerin genomlarına yerleştirmesine izin verdiler. Tüm bitki hücreleri A. tumefaciens enfeksiyonuna duyarlı olmadığından , elektroporasyon , mikro enjeksiyon ve bir gen tabancası ile parçacık bombardımanı (1987'de icat edilmiştir) dahil olmak üzere başka yöntemler geliştirilmiştir . 1980'lerde, izole edilmiş kloroplastları , hücre duvarı kaldırılmış bir bitki hücresine geri sokmak için teknikler geliştirildi . 1987'de gen tabancasının piyasaya sürülmesiyle, yabancı genleri bir kloroplasta entegre etmek mümkün hale geldi . Genetik dönüşüm, bazı model organizmalarda çok verimli hale geldi. 2008 yılında , çiçekleri bir Agrobacterium çözeltisine daldırarak Arabidopsis thaliana'da genetiği değiştirilmiş tohumlar üretildi . 2013 yılında CRISPR ilk olarak bitki genomlarının modifikasyonunu hedeflemek için kullanıldı.

Genetiğiyle oynanmış ilk ekin bitkisi, 1983'te rapor edilen tütündü . Agrobacterium'dan T1 plazmidine antibiyotiğe dirençli bir geni birleştiren kimerik bir gen yaratılarak geliştirildi . Tütün, bu plazmit ile dönüştürülmüş Agrobacterium ile enfekte edildi ve kimerik genin bitkiye eklenmesine neden oldu. Doku kültürü teknikleri aracılığıyla , geni ve ondan yetiştirilen yeni bir bitkiyi içeren tek bir tütün hücresi seçildi. Genetiği değiştirilmiş bitkilerin ilk saha denemeleri 1986'da Fransa ve ABD'de gerçekleşti, tütün bitkileri herbisitlere dayanıklı olacak şekilde tasarlandı . 1987'de Marc Van Montagu ve Jeff Schell tarafından kurulan Plant Genetic Systems , Bacillus thuringiensis'ten (Bt) böcek öldürücü proteinler üreten genleri tütüne dahil ederek böceklere karşı dirençli bitkilerde genetik mühendisliği yapan ilk şirket oldu . Çin Halk Cumhuriyeti, transgenik bitkileri ticarileştiren ve 1992'de virüse dirençli tütünü piyasaya süren ilk ülke oldu. 1994'te Calgene , daha uzun raf ömrüne sahip olacak şekilde tasarlanmış bir domates olan Flavr Savr domatesini ticari olarak serbest bırakmak için onay aldı . Yine 1994 yılında, Avrupa Birliği, herbisit bromoksinile dirençli olacak şekilde tasarlanmış tütünü onayladı ve bu, tütünü Avrupa'da ticari olarak satılan ilk genetiği değiştirilmiş ürün haline getirdi. 1995 yılında Bt Patates, FDA tarafından onaylandıktan sonra Çevre Koruma Ajansı tarafından güvenli olarak onaylandı ve bu da onu ABD'de onaylanan ilk pestisit üreten mahsul haline getirdi. 1996 yılında, 6 ülkede ve AB'de 8 farklı özellikte 8 transgenik ürün ve bir çiçek mahsulü (karanfil) ticari olarak yetiştirilmesi için toplam 35 onay verildi. 2010 yılına kadar 29 ülke ticarileştirilmiş genetiği değiştirilmiş mahsuller ekmişti ve 31 ülke daha ithal edilecek transgenik mahsuller için düzenleyici onay verdi.

Ticarileştirilecek ilk genetiği değiştirilmiş hayvan , ultraviyole ışık altında karanlıkta parlamasına izin veren bir floresan geni eklenmiş bir Zebra balığı olan GloFish'ti . Gıda kullanımı için onaylanan ilk genetiği değiştirilmiş hayvan , 2015 yılında AquAdvantage somonuydu. Somon , bir Pacific Chinook somonundan elde edilen büyüme hormonu düzenleyici bir gen ve bir okyanus suratından elde edilen bir promotör ile dönüştürülmüştür ve sadece onun yerine yıl boyunca büyümesini sağlamıştır. ilkbahar ve yaz aylarında.

yöntemler

Agrobacterium kullanılarak dönüştürülen bitkiler ( Solanum chacoense )

Genetiği değiştirilmiş ürünlere , orijinal olarak gen tabancaları , elektroporasyon , mikroenjeksiyon ve agrobakteri dahil olmak üzere, genetik mühendisliği teknikleri kullanılarak eklenen veya çıkarılan genler vardır . Daha yakın zamanlarda, CRISPR ve TALEN çok daha kesin ve kullanışlı düzenleme teknikleri sundu.

Gen tabancaları (biyolistik olarak da bilinir) "ateş eder" (yüksek enerjili parçacıkları veya radyasyonları doğrudan doğruya) bitki hücrelerine hedef alır. En yaygın yöntemdir. DNA , daha sonra yüksek basınç altında bitki dokusuna veya tek bitki hücrelerine vurulan küçük altın veya tungsten parçacıklarına bağlanır. Hızlandırılmış taneciklerin, her iki nüfuz hücre duvarı ve membranlar . DNA metalden ayrılır ve çekirdeğin içindeki bitki DNA'sına entegre olur . Bu yöntem, özellikle Agrobacterium tumefaciens kullanılarak transformasyonun daha az başarılı olduğu buğday veya mısır gibi monokotlar olmak üzere birçok ekili ürün için başarıyla uygulanmıştır. Bu prosedürün en büyük dezavantajı, hücresel dokuya ciddi hasar verilebilmesidir.

Agrobacterium tumefaciens - aracılı transformasyon başka bir yaygın tekniktir. Agrobakteriler doğal bitki parazitleridir . Genleri transfer etme konusundaki doğal yetenekleri başka bir mühendislik yöntemi sağlar. Kendileri için uygun bir ortam yaratmak için, bu Agrobakteriler genlerini bitki konakçılarına sokar ve bu da toprak seviyesine yakın modifiye bitki hücrelerinin çoğalmasına neden olur ( taç safrası ). Tümör büyümesi için genetik bilgi, hareketli, dairesel bir DNA parçası ( plazmit )üzerinde kodlanmıştır. Agrobacterium bir bitkiyi enfekteettiğinde, bu T-DNA'yı bitki genomundaki rastgele bir bölgeyeaktarır. Genetik mühendisliğinde kullanıldığında bakteriyel T-DNA, bakteriyel plazmitten çıkarılır ve istenen yabancı gen ile değiştirilir. Bakteri,yabancı genlerin bitkilere taşınmasını sağlayanbir vektördür . Bu yöntem özelliklepatates, domates ve tütün gibi çift ​​çenekli bitkilerdeişe yarar . Agrobacteria enfeksiyonu, buğday ve mısır gibi mahsullerde daha az başarılıdır.

Bitki dokusu hücre duvarları içermediğinde elektroporasyon kullanılır. Bu teknikte, "DNA, geçici olarak elektrik darbelerinin neden olduğu minyatür gözeneklerden bitki hücrelerine girer."

Mikroenjeksiyon, yabancı DNA'yı doğrudan hücrelere enjekte etmek için kullanılır.

Bitki kompozisyonunun modern kapsamlı profilleme sonuçlarıyla desteklenen bitki bilimcileri, GD teknikleri kullanılarak modifiye edilen mahsullerin, geleneksel olarak yetiştirilen mahsullere göre istenmeyen değişikliklere sahip olma ihtimalinin daha düşük olduğuna dikkat çekiyor.

Araştırmada tütün ve Arabidopsis thaliana , iyi geliştirilmiş transformasyon yöntemleri, kolay yayılma ve iyi çalışılmış genomlar nedeniyle en sık modifiye edilen bitkilerdir. Diğer bitki türleri için model organizmalar olarak hizmet ederler.

Bitkilere yeni genlerin dahil edilmesi, genin ifade edileceği alana özgü bir promotör gerektirir . Örneğin, bir geni yapraklarda değil, yalnızca pirinç tanelerinde ifade etmek için endosperm spesifik bir promotör kullanılır. Kodonlar genin nedeniyle organizma için optimize edilmelidir kodon kullanım eğilimini .

Değişiklik türleri

Bacillus thuringiensis bakterisinden bir gen içeren transgenik mısır

transgenik

Transgenik bitkiler, başka bir türden türetilen genlere sahiptir. Eklenen genler, aynı krallık içindeki (bitkiden bitkiye) veya krallıklar arasındaki (örneğin, bakteriden bitkiye) türlerden gelebilir . Pek çok durumda, yerleştirilen DNA'nın, konakçı organizmada doğru ve verimli bir şekilde ifade edilebilmesi için hafifçe değiştirilmesi gerekir . Transgenik bitkiler, B. thuringiensis'ten gelen cry toksinleri , herbisite dirençli genler, antikorlar ve aşılar için antijenler gibi proteinleri ifade etmek için kullanılır . Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA) tarafından yürütülen bir araştırma da transgenik bitkilerde viral genler buldu.

Gaucher hastalığını tedavi etmek için kullanılan Taliglucerase alfa ilacını üretmek için transgenik havuçlar kullanılmıştır . Laboratuvarda, transgenik bitkiler fotosentezi artırmak için modifiye edilmiştir (şu anda çoğu bitkide yaklaşık %2'lik teorik potansiyele karşılık %9-10'luk teorik potansiyel). Bu değiştirerek mümkündür rubisko enzim (örneğin, değiştirme 3 bitkilerini C 4 , a Rubisco yerleştirerek bitkiler) carboxysome ekleyerek, CO
2
hücre duvarındaki pompalar veya yaprak şeklini veya boyutunu değiştirerek. Bitkiler, elektrikli aydınlatmaya sürdürülebilir bir alternatif olabilecek biyolüminesans sergileyecek şekilde tasarlandı .

sisjenik

Cisgenik bitkiler, geleneksel bitki ıslahının yapılabileceği aynı tür veya yakından ilişkili bir tür içinde bulunan genler kullanılarak yapılır . Bazı yetiştiriciler ve bilim adamları, sisjenik modifikasyonun geleneksel yollarla ( patates gibi ) melezlenmesi zor olan bitkiler için faydalı olduğunu ve cisgenik kategorideki bitkilerin transgeniklerle aynı düzenleyici incelemeyi gerektirmemesi gerektiğini savunuyorlar.

subgenik

Genetik olarak değiştirilmiş bitkiler kullanılarak geliştirilebilir gen demonte veya gen nakavt diğer bitkilerden genleri içeren olmayan bir bitkinin genetik yapısını değiştirmek için. 2014 yılında, Çin araştırmacı Gao Caixia bir suşun oluşturulmasına yönelik patent başvurusu buğday dayanıklıdır külleme . Tür, küfe karşı savunmayı baskılayan proteinleri kodlayan genlerden yoksundur. Araştırmacılar, genlerin üç kopyasını da buğdayın hekzaploid genomundan sildi . Gao, TALENs ve CRISPR gen düzenleme araçlarını başka bir gen eklemeden veya değiştirmeden kullandı. Hiçbir saha denemesi hemen planlanmadı. CRISPR tekniği ayrıca Penn State araştırmacısı Yinong Yang tarafından beyaz düğme mantarlarını ( Agaricus bisporus ) esmerleşmeyecek şekilde değiştirmek ve DuPont Pioneer tarafından yeni bir mısır çeşidi yapmak için kullanılmıştır.

Çoklu özellik entegrasyonu

Çoklu özellik entegrasyonu ile, birkaç yeni özellik yeni bir ürüne entegre edilebilir.

ekonomi

GD gıdanın çiftçiler için ekonomik değeri, gelişmekte olan ülkeler de dahil olmak üzere başlıca faydalarından biridir. 2010 yılında yapılan bir araştırma, Bt mısırın beş Ortabatı eyaletinde önceki 14 yılda 6.9 milyar dolarlık ekonomik fayda sağladığını buldu. Çoğunluk (4,3 milyar dolar) Bt olmayan mısır üreten çiftçilere tahakkuk etti. Bu, Bt mısıra maruz kalmayla azalan Avrupa mısır kurdu popülasyonlarına bağlandı ve yakınlarda geleneksel mısıra saldırmak için daha az kişi kaldı. Tarım ekonomistleri, "dünya fazlasının 1996 için 240,3 milyon dolar [arttığını] hesapladılar. Bu toplamın en büyük payı (%59) ABD'li çiftçilere gitti. Bir sonraki en büyük payı (%21) tohum şirketi Monsanto aldı, onu ABD'li tüketiciler izledi ( %9), dünyanın geri kalanı (%6) ve germplazm tedarikçisi Delta & Pine Land Company of Mississippi (%5)."

Göre Tarımsal Biyoteknoloji Uygulamaları Edinme Uluslararası Servisi (ISAAA), 2014 yılında yaklaşık 18 milyon çiftçi 28 ülkede biyoteknoloji ekinlerin yetiştirildiği; Gelişmekte olan ülkelerde çiftçilerin yaklaşık %94'ü kaynak açısından fakirdi. 181.5 milyon hektarlık küresel biyoteknolojik mahsul alanının %53'ü 20 gelişmekte olan ülkede yetiştirildi. PG Economics'in kapsamlı 2012 araştırması, GD mahsullerin dünya çapında çiftlik gelirlerini 2010'da 14 milyar dolar artırdığını ve bunun yarısından fazlasının gelişmekte olan ülkelerdeki çiftçilere gittiği sonucuna vardı.

Eleştirmenler, yanlı gözlemcilerin yaygınlığı ve randomize kontrollü çalışmaların yokluğu nedeniyle çiftçilere yönelik iddia edilen faydaları sorguladılar . Gelişmekte olan ülkelerde küçük çiftçiler tarafından yetiştirilen ana Bt ürünü pamuktur. Tarım ekonomistleri tarafından 2006 yılında yapılan bir Bt pamuk bulguları incelemesi, "genel bilanço umut verici olsa da karışıktır. Ekonomik getiriler yıllar, çiftlik türü ve coğrafi konuma göre oldukça değişkendir" sonucuna varmıştır.

2013 yılında Avrupa Akademileri Bilim Danışma Konseyi (EASAC), AB'den daha az toprak, su ve besin kaynağı kullanarak daha sürdürülebilir tarımı mümkün kılmak için tarımsal GD teknolojilerinin geliştirilmesine izin vermesini istedi. EASAC ayrıca AB'nin "zaman alıcı ve pahalı düzenleyici çerçevesini" eleştiriyor ve AB'nin GM teknolojilerinin benimsenmesinde geride kaldığını söyledi.

Tarım iş piyasalarına katılanlar arasında tohum şirketleri, zirai ilaç şirketleri, distribütörler, çiftçiler, tahıl asansörleri ve yeni ürünler/özellikler geliştiren ve tarımsal uzantıları çiftçilere en iyi uygulamalar konusunda tavsiyelerde bulunan üniversiteler yer almaktadır. 1990'ların sonları ve 2000'lerin başlarından elde edilen verilere dayanan bir 2012 incelemesine göre, her yıl yetiştirilen GD mahsulün çoğu hayvan yemi için kullanılıyor ve artan et talebi GD yem mahsullerine olan talebin artmasına neden oluyor. Toplam mahsul üretiminin yüzdesi olarak yemlik tahıl kullanımı mısır için %70'tir ve soya fasulyesi gibi yağlı tohum küspelerinin %90'ından fazlasıdır. GD soya fasulyesinden elde edilen yaklaşık 65 milyon ton GD mısır tanesi ve yaklaşık 70 milyon ton soya fasulyesi küspesi yem haline geliyor.

2014'te biyoteknoloji tohumunun küresel değeri 15,7 milyar ABD dolarıydı; 11,3 milyar ABD doları (%72) sanayileşmiş ülkelerde ve 4,4 milyar ABD doları (%28) gelişmekte olan ülkelerdeydi. 2009'da Monsanto , tohum satışından ve teknolojisinin lisanslanmasından 7,3 milyar dolar elde etti; DuPont, Pioneer yan kuruluşu aracılığıyla bu pazardaki bir sonraki en büyük şirketti. 2009 itibariyle, GM tohumlarını içeren genel Roundup ürün serisi, Monsanto'nun işinin yaklaşık %50'sini temsil ediyordu.

GM özellikleri üzerindeki bazı patentlerin süresi dolmuştur ve bu özellikleri içeren jenerik suşların yasal olarak geliştirilmesine izin verilmiştir. Örneğin, jenerik glifosata toleranslı GM soya fasulyesi artık mevcuttur. Bir başka etki de, bir satıcı tarafından geliştirilen özelliklerin başka bir satıcının tescilli türlerine eklenebilmesi ve potansiyel olarak ürün seçimini ve rekabeti artırmasıdır. Monsanto'nun ürettiği ilk tip Roundup Ready mahsulün (soya fasulyesi) üzerindeki patentin süresi 2014'te sona erdi ve ilk patent dışı soya fasulyesi hasadı 2015 baharında gerçekleşti. Monsanto, patenti glifosat direncini içeren diğer tohum şirketlerine geniş çapta lisans verdi. tohum ürünlerinde bir özellik. Syngenta ve DuPont Pioneer dahil olmak üzere yaklaşık 150 şirket bu teknolojiyi lisansladı .

Teslim olmak

2014 yılında, şimdiye kadarki en büyük inceleme, GD mahsullerin çiftçilik üzerindeki etkilerinin olumlu olduğu sonucuna vardı. Meta-analiz 1995 ve üç büyük GM için Mart 2014'te arasındaki tarımsal ve ekonomik etkilerin hepsi yayınlanmış İngilizce sınavları göz önünde bitkiler: soya, mısır ve pamuk. Çalışma, herbisite dayanıklı mahsullerin daha düşük üretim maliyetlerine sahip olduğunu, böceklere dayanıklı mahsuller için azalan pestisit kullanımının daha yüksek tohum fiyatları ile dengelendiğini ve genel üretim maliyetlerini yaklaşık aynı bıraktığını buldu.

Verim, herbisit toleransı için %9 ve böceklere dayanıklı çeşitler için %25 arttı. GD ürünleri benimseyen çiftçiler, kullanmayanlara göre %69 daha fazla kar elde etti. İnceleme, GD mahsullerin gelişmekte olan ülkelerdeki çiftçilere yardımcı olduğunu ve verimi yüzde 14 oranında artırdığını buldu.

Araştırmacılar, hakemli olmayan bazı çalışmaları ve örneklem büyüklüklerini bildirmeyen birkaç çalışmayı değerlendirdi. Akademik dergilerin ötesindeki kaynakları dikkate alarak yayın yanlılığını düzeltmeye çalıştılar . Büyük veri seti, çalışmanın gübre kullanımı gibi potansiyel olarak kafa karıştırıcı değişkenleri kontrol etmesine izin verdi. Ayrı olarak, finansman kaynağının çalışma sonuçlarını etkilemediği sonucuna vardılar.

Yalnızca genetik verim faktörlerini ortaya çıkarmayı amaçlayan özel koşullar altında, pek çok GD mahsulün aslında daha düşük verime sahip olduğu bilinmektedir . Bu çeşitli şekillerde şunlardan biri veya her ikisinden kaynaklanır: Verim sürüklenmesi , burada özelliğin kendisi, ya sentez hammaddesi için rekabet ederek ya da verimle ilgili bir genin ortasına hafifçe yanlış eklenerek verimi düşürür ; ve/veya verim gecikmesi , burada en yeni verim genetiğini GM hatlarına yetiştirmek biraz zaman alır. Ancak bu, gerçekçi saha koşullarını yansıtmaz, özellikle de genellikle GM özelliğinin noktası olan haşere baskısını dışarıda bırakır . Örneğin, Geçen Haftaya Hazır § Üretkenlik iddialarına bakın .

Özellikler

Genetiği değiştirilmemiş King Edward'ın yanında genetiği değiştirilmiş King Edward patatesi (sağda) (solda). 2019 yılında İsveç Tarım Bilimleri Üniversitesi'ne ait araştırma alanı .

Günümüzde yetiştirilen veya geliştirilmekte olan GD ürünler çeşitli özelliklerle modifiye edilmiştir . Bu özellikler arasında iyileştirilmiş raf ömrü , hastalık direnci , stres direnci, herbisit direnci , haşere direnci , biyoyakıt veya ilaçlar gibi faydalı ürünlerin üretimi ve toksinleri emme ve kirliliğin biyolojik olarak iyileştirilmesinde kullanım yer alır .

Son zamanlarda, araştırma ve geliştirme , Afrika için böceklere dayanıklı börülce ve böceklere dayanıklı brinjal (patlıcan) gibi gelişmekte olan ülkelerde yerel olarak önemli olan ekinlerin arttırılmasına yöneliktir .

Uzatılmış raf ömrü

ABD'de satışı onaylanan ilk genetiği değiştirilmiş mahsul , daha uzun raf ömrüne sahip olan FlavrSavr domatesiydi. İlk olarak 1994 yılında satılan FlavrSavr domates üretimi 1997 yılında durmuştur. Artık piyasada bulunmamaktadır.

Kasım 2014'te USDA, morarmayı önleyen bir GM patatesini onayladı .

Şubat 2015'te Arctic Apples , USDA tarafından onaylandı ve ABD satışı için onaylanan ilk genetiği değiştirilmiş elma oldu. Polifenol oksidaz (PPO) ekspresyonunu azaltmak için gen susturma kullanıldı , böylece meyve dilimlendikten sonra enzimatik esmerleşmeyi önledi. Bu özellik Granny Smith ve Golden Delicious çeşitlerine eklendi. Bu özellik , antibiyotik kanamisine direnç sağlayan bir bakteriyel antibiyotik direnç genini içerir . Genetik mühendisliği, yalnızca dirençli çeşitlerin hayatta kalmasına izin veren kanamisin varlığında ekimi içeriyordu. Arcticapple.com'a göre elma tüketen insanlar kanamisin direnci kazanmıyor. FDA elmaları Mart 2015'te onayladı.

Geliştirilmiş fotosentez

Bitkiler , aşırı miktarda güneş ışığından korunmak için fotokimyasal olmayan söndürme kullanır. Bitkiler söndürme mekanizmasını neredeyse anında açabilir, ancak tekrar kapanması çok daha uzun sürer. Kapatıldığı süre boyunca boşa harcanan enerji miktarı artar. Üç gende bir genetik modifikasyon bunu düzeltmeye izin verir (tütün bitkileriyle yapılan bir denemede). Sonuç olarak, hasat edilen kuru yaprakların ağırlığına göre verim %14-20 daha yüksek olmuştur. Bitkiler daha büyük yapraklara sahipti, daha uzundu ve daha güçlü köklere sahipti.

Fotosentez sürecinde ( C3 yollu bitkilerle ) yapılabilecek bir başka gelişme de fotorespirasyondur . C4 yolunu C3 bitkilerine ekleyerek, pirinç gibi tahıl ürünleri için üretkenlik %50'ye kadar artabilir .

Geliştirilmiş biyosekestrasyon kapasitesi

Girişimi Harnessing Bitkiler kök kütlesi, kök derinliği ve süberin içeriği artmıştır GM bitkiler oluşturmaya odaklanmıştır.

Geliştirilmiş besin değeri

yemeklik yağlar

Bazı GM soya fasulyeleri, işleme için geliştirilmiş yağ profilleri sunar. Camelina sativa , balık yağlarına benzer yüksek düzeyde yağ biriktiren bitkiler üretmek için modifiye edilmiştir .

Vitamin zenginleştirme

Uluslararası Pirinç Araştırma Enstitüsü (IRRI) tarafından geliştirilen altın pirinç , A vitamini eksikliğini azaltmayı hedefleyen daha fazla miktarda A vitamini sağlar . Ocak 2016 itibariyle, altın pirinç henüz hiçbir ülkede ticari olarak yetiştirilmemiştir.

toksin azaltma

Geliştirilmekte olan genetiği değiştirilmiş bir manyok , daha düşük siyanojen glikozitler ve geliştirilmiş protein ve diğer besinleri (BioCassava olarak adlandırılır) sunar.

Kasım 2014'te USDA, çürümeyi önleyen ve kızartıldığında daha az akrilamid üreten bir patatesi onayladı . Patates olmayan türlerin genlerini kullanmazlar. Bu özellik, Russet Burbank , Ranger Russet ve Atlantic çeşitlerine eklendi.

Stres direnci

Bitkiler, kuraklık , don ve yüksek toprak tuzluluğu gibi biyolojik olmayan stres faktörlerini tolere edecek şekilde tasarlanmıştır . 2011'de Monsanto'nun DroughtGard mısırı, ABD pazarlama onayını alan ilk kuraklığa dayanıklı GD mahsul oldu.

Kuraklığa dayanıklılık, bitkinin düşük su seviyelerine rağmen hayatta kalmasını sağlayan crassulacean asit metabolizması (CAM) olarak bilinen mekanizmadan sorumlu bitkinin genlerini değiştirerek oluşur . Bu, pirinç, buğday, soya fasulyesi ve kavak gibi su ağırlıklı mahsullerin sınırlı su ortamlarına adaptasyonlarını hızlandırma sözü veriyor. Tuza dayanıklı bitkilerde çeşitli tuzluluk tolerans mekanizmaları tanımlanmıştır. Örneğin, pirinç, kanola ve domates bitkileri, tuz stresine karşı toleranslarını artırmak için genetik olarak modifiye edilmiştir.

herbisitler

glifosat

1999 itibariyle, en yaygın GM özelliği glifosat toleransıydı. Glifosat (Roundup ve diğer herbisit ürünlerindeki aktif bileşen) , aromatik amino asitler fenilalanin , tirozin ve triptofanın sentezi için gerekli olan bitkilerdeki şikimat yoluna müdahale ederek bitkileri öldürür . Şikimat yolu, bunun yerine diyetlerinden aromatik amino asitler alan hayvanlarda mevcut değildir. Daha spesifik olarak, glifosat, 5-enolpiruvilshikimat-3-fosfat sentaz (EPSPS) enzimini inhibe eder .

Bu özellik, o zamanlar tahıl ve çim mahsullerinde kullanılan herbisitler oldukça zehirli olduğu ve dar yapraklı yabani otlara karşı etkili olmadığı için geliştirildi. Bu nedenle, glifosat püskürtmeye dayanabilecek mahsuller geliştirmek, hem çevresel hem de sağlık risklerini azaltacak ve çiftçiye tarımsal bir avantaj sağlayacaktır.

Bazı mikroorganizmalar, glifosat inhibisyonuna dirençli bir EPSPS versiyonuna sahiptir. Bunlardan biri, glifosata dirençli bir Agrobacterium suşu CP4'ten (CP4 EPSPS) izole edildi. CP4 EPSPS geni, bitki için tasarlanmış olan ifade ile birleştirilmesi , bir genin 5' ucunu kloroplast transit peptidi elde petunya EPSPS. Bu geçiş peptidi kullanıldı çünkü daha önce diğer bitkilerin kloroplastlarına bakteriyel EPSPS verme yeteneği göstermişti. Bu CP4 EPSPS geni klonlandı ve soya fasulyesine transfekte edildi .

Plazmid soya fasulyesi, geni taşımak için kullanılan PV-GMGTO4 idi. Üç bakteri geni, iki CP4 EPSPS geni ve bir işaretleyici olarak Escherichia coli'den beta-glukuronidazı (GUS) kodlayan bir gen içeriyordu . DNA, parçacık hızlandırma yöntemi kullanılarak soya fasulyesine enjekte edildi . Dönüşüm için soya fasulyesi çeşidi A54O3 kullanıldı .

bromoksinil

Tütün bitkileri, herbisit bromoksinile dirençli olacak şekilde tasarlanmıştır .

glufosinat

Herbisit glufosinata dirençli ürünler de ticarileştirilmiştir . Çiftçilerin iki, üç veya dört farklı kimyasaldan oluşan karışık bir grup kullanmasına izin vermek için birden fazla herbisite karşı direnç için tasarlanmış ürünler, artan herbisit direnciyle mücadele etmek için geliştirilmektedir.

2,4-D

Ekim 2014'te Amerikan EPA kayıtlı Dow sitesindeki Enlist Duo genetik hem de dirençli modifiye edilir mısır, glifosat ve 2,4-D , altı eyalette,. Bakteriyel bir ariloksialkanoat dioksijenaz geni ekleyerek aad1 , mısırı 2,4-D'ye dirençli hale getirir. USDA, mutasyonlu mısır ve soya fasulyesini Eylül 2014'te onayladı.

dikamba

Monsanto, hem glifosata hem de dikambaya toleranslı bir yığın suş için onay istedi . Talep, diğer ürünlere herbisit sürüklenmesini önleme planlarını içeriyor . 2017'de dirençli soya fasulyelerine püskürtüldüğünde uçuculuğun sürüklenmesini azaltmayı amaçlayan dikamba formülasyonlarından diğer dayanıklı olmayan mahsullerde önemli hasar meydana geldi . Daha yeni dikamba formülasyon etiketleri, ortalama rüzgar hızları saatte 10-15 milin üzerinde olduğunda püskürtme yapılmamasını belirtir (16-24 km/h) partikül sürüklenmesini önlemek için, ortalama rüzgar hızları saatte 3 milin (4,8 km/s) altında sıcaklık inversiyonlarını önlemek için ve yağmur veya yüksek sıcaklıklar ertesi gün tahmininde. Bununla birlikte, bu koşullar tipik olarak yalnızca Haziran ve Temmuz aylarında bir seferde birkaç saat için ortaya çıkar.

haşere direnci

Haşarat

Tütün, mısır, pirinç ve diğer bazı mahsuller, Bacillus thuringiensis'ten (Bt) gelen insektisidal proteinleri kodlayan genleri eksprese edecek şekilde tasarlanmıştır . 1996 ve 2005 arasındaki dönemde Bt mahsullerinin piyasaya sürülmesinin, Amerika Birleşik Devletleri'nde böcek ilacı aktif madde kullanımının toplam hacmini 100 bin tonun üzerinde azalttığı tahmin edilmektedir. Bu, insektisit kullanımında %19.4'lük bir azalmayı temsil etmektedir.

1990'ların sonlarında , Colorado patates böceğine dirençli genetiği değiştirilmiş bir patates , büyük alıcılar tüketici muhalefetinden korkarak reddettiği için geri çekildi.

virüsler

Papaya, patates ve kabak , ismine rağmen çok çeşitli bitkileri enfekte eden salatalık mozaik virüsü gibi viral patojenlere direnecek şekilde tasarlanmıştır . Virüse dirençli papaya, 1990'ların sonlarında Hawaii'de bir papaya halkalı leke virüsü (PRV) salgınına yanıt olarak geliştirildi . PRV DNA içerirler. 2010 yılına kadar Hawaii papaya bitkilerinin %80'i genetiği değiştirilmişti.

Patatesler, 1998'de patates yaprak sarma virüsüne ve Patates virüsü Y'ye karşı direnç gösterecek şekilde tasarlandı . Kötü satışlar, üç yıl sonra pazarın geri çekilmesine neden oldu.

İlk önce iki, daha sonra üç virüse dayanıklı olan sarı kabak, 1990'lı yıllardan itibaren geliştirildi. Virüsler karpuz, salatalık ve kabak/kabak sarısı mozaiktir. Squash, ABD düzenleyicileri tarafından onaylanan ikinci GM mahsulüydü. Bu özellik daha sonra kabaklara eklendi.

Johnson otlarında taşınan ve yaprak biti böcek vektörleri tarafından yayılan bodur büyümeye neden olan maliyetli bir virüs olan Mısır cüce mozaik virüsünün yayılmasıyla mücadele etmek için son yıllarda birçok mısır türü geliştirilmiştir . Direnç, GD mısır çeşitleri arasında standart olmamasına rağmen, bu iplikler ticari olarak temin edilebilir.

yan ürünler

İlaçlar

2012 yılında FDA , Gaucher Hastalığı için bir tedavi olan, bitki kaynaklı ilk ilacı onayladı . Tütün bitkileri, terapötik antikorlar üretmek için modifiye edilmiştir.

biyoyakıt

Yosun , biyoyakıtlarda kullanılmak üzere geliştirilmektedir . Singapur'daki araştırmacılar biyoyakıt üretimi için GM jatropha üzerinde çalışıyorlardı . Syngenta , nişastasını etanol için şekere dönüştürmek üzere genetiği değiştirilmiş mısır ticari markalı Enogen'i pazarlamak için USDA onayına sahiptir . Bazı ağaçlar ya daha az lignine sahip olacak ya da lignini kimyasal olarak kararsız bağlarla ifade edecek şekilde genetik olarak modifiye edilmiştir . Lignin yapmak üzere odunu kullanıldığında kritik sınırlayıcı bir faktördür biyo-etanol nedeniyle sınırlar linyin erişilebilirliği selüloz mikrolitlerin için depolimerizasyon ile enzim . Ağaçların yanı sıra, kimyasal olarak kararsız lignin bağları da mısır gibi tahıl ürünleri için çok faydalıdır.

Malzemeler

Şirketler ve laboratuvarlar, biyoplastik yapmak için kullanılabilecek bitkiler üzerinde çalışıyor . Endüstriyel olarak faydalı nişastalar üreten patatesler de geliştirilmiştir. Yağlı tohum , deterjanlar , ikame yakıtlar ve petrokimyasallar için yağ asitleri üretmek üzere değiştirilebilir .

Pestisit olmayan haşere yönetimi ürünleri

Yukarıdaki modifiye edilmiş yağ bitkisinin yanı sıra, Camelina sativa da Helicoverpa armigera feromonları üretmek için modifiye edilmiştir ve bir Spodoptera frugiperda versiyonu ile devam etmektedir. H'.armıgrer feromonlar test edilmiş ve etkili edilmiştir.

biyoremediasyon

York Üniversitesi'ndeki bilim adamları, 2011 yılında TNT ve RDX -patlayıcı toprak kirleticilerini temizleyebilecek bakterilerden gelen genleri içeren bir ot ( Arabidopsis thaliana ) geliştirdiler . ABD'de 16 milyon hektarın (toplam yüzeyin %1,5'i) kirlenmiş olduğu tahmin ediliyor. TNT ve RDX ile. Ancak A. thaliana , askeri test alanlarında kullanım için yeterince sağlam değildi. 2016'daki değişiklikler arasında şalt otu ve bükülmüş çimen yer aldı .

Genetiği değiştirilmiş bitkiler , kirlenmiş toprakların biyolojik olarak iyileştirilmesi için kullanılmıştır . Cıva , selenyum ve poliklorlu bifeniller (PCB'ler) gibi organik kirleticiler .

Petrol sızıntıları gibi kirlilik kontrol altına alınamadığı için deniz ortamları özellikle savunmasızdır . Antropojenik kirliliğe ek olarak, yılda milyonlarca ton petrol , doğal sızıntılardan deniz ortamına girmektedir. Toksisitesine rağmen, deniz sistemlerine giren petrol yağının önemli bir kısmı, mikrobiyal toplulukların hidrokarbon bozundurucu faaliyetleri tarafından elimine edilir. Özellikle başarılı olan, yararlı genler sunabilen hidrokarbonoklastik bakteriler (HCCB) olarak adlandırılan, yakın zamanda keşfedilen bir uzmanlar grubudur .

Eşeysiz üreme

Mısır gibi mahsuller her yıl eşeyli olarak ürerler. Bu, hangi genlerin bir sonraki nesle yayılacağını rastgele belirler, bu da istenen özelliklerin kaybolabileceği anlamına gelir. Yüksek kaliteli mahsulü korumak için bazı çiftçiler her yıl tohum satın alır. Tipik olarak, tohum şirketi iki korur doğuştan çeşitleri ve bunları geçtiği melez sonra satılır suş. Sorgum ve gama otu gibi ilgili bitkiler , bitkinin DNA'sını sağlam tutan bir eşeysiz üreme biçimi olan apomiksis gerçekleştirebilir . Bu özellik, görünüşe göre tek bir baskın gen tarafından kontrol ediliyor, ancak geleneksel üreme, aseksüel olarak üreyen mısır yaratmada başarısız oldu. Genetik mühendisliği bu amaca başka bir yol sunar. Başarılı bir modifikasyon, çiftçilerin, satın alınan tohuma güvenmek yerine, arzu edilen özellikleri koruyan hasat edilmiş tohumları yeniden ekmelerine olanak sağlayacaktır.

Başka

Bazı mahsullerde, mahsulün işlenmesini kolaylaştıran, yani daha kompakt bir biçimde büyüyerek genetik modifikasyonlar da mevcuttur. Ayrıca, bazı mahsuller (domates gibi) hiç tohum içermeyecek şekilde genetiği değiştirilmiştir.

ekinler

herbisit toleransı

Mahsul Kullanmak Onaylanan ülkeler İlk onaylandı Notlar
yonca Hayvan yemi Biz 2005 Onay 2007'de geri çekildi ve ardından 2011'de yeniden onaylandı
kanola Yemeklik yağ

Margarin

Paketlenmiş gıdalardaki emülgatörler

Avustralya 2003
Kanada 1995
Biz 1995
Pamuk Elyaf
Pamuk tohumu yağı
Hayvan yemi
Arjantin 2001
Avustralya 2002
Brezilya 2008
Kolombiya 2004
Kosta Rika 2008
Meksika 2000
Paraguay 2013
Güney Afrika 2000
Biz 1994
Mısır Hayvan yemi

yüksek fruktozlu mısır şurubu

Mısır nişastası

Arjantin 1998
Brezilya 2007
Kanada 1996
Kolombiya 2007
Küba 2011
Avrupa Birliği 1998 Portekiz, İspanya, Çek Cumhuriyeti, Slovakya ve Romanya'da yetiştirilir
Honduras 2001
Paraguay 2012
Filipinler 2002
Güney Afrika 2002
Biz 1995
Uruguay 2003
Soya fasulyesi Hayvan yemi

soya yağı

Arjantin 1996
Bolivya 2005
Brezilya 1998
Kanada 1995
Şili 2007
Kosta Rika 2001
Meksika 1996
Paraguay 2004
Güney Afrika 2001
Biz 1993
Uruguay 1996
Şekerpancarı Gıda Kanada 2001
Biz 1998 2007'de ticarileştirildi, üretim 2010'da engellendi, 2011'e yeniden başlandı.

Böcek direnci

Mahsul Kullanmak Onaylanan ülkeler İlk onaylandı Notlar
Pamuk Elyaf
Pamuk tohumu yağı
Hayvan yemi
Arjantin 1998
Avustralya 2003
Brezilya 2005
Burkina Faso 2009
Çin 1997
Kolombiya 2003
Kosta Rika 2008
Hindistan 2002 En büyük Bt pamuğu üreticisi
Meksika 1996
Myanmar 2006
Pakistan 2010
Paraguay 2007
Güney Afrika 1997
Sudan 2012
Biz 1995
Patlıcan Gıda Bangladeş 2013 2014 yılında 120 çiftlikte 12 hektar dikim
Mısır Hayvan yemi

yüksek fruktozlu mısır şurubu

Mısır nişastası

Arjantin 1998
Brezilya 2005
Kolombiya 2003
Meksika 1996 Mısır için menşe merkezi
Paraguay 2007
Filipinler 2002
Güney Afrika 1997
Uruguay 2003
Biz 1995
Kavak Ağaç Çin 1998 2014 yılında 543 ha bt kavak dikildi

Diğer değiştirilmiş özellikler

Mahsul Kullanmak Kişisel özellik Onaylanan ülkeler İlk onaylandı Notlar
kanola Yemeklik yağ

Margarin

Paketlenmiş gıdalardaki emülgatörler

Yüksek ödüllü kanola Kanada 1996
Biz 1994
fitaz üretimi Biz 1998
Karanfil Süs Gecikmiş yaşlanma Avustralya 1995
Norveç 1998
Modifiye çiçek rengi Avustralya 1995
Kolombiya 2000 2014 yılında ihracat için 4 hektar serada yetiştirildi
Avrupa Birliği 1998 İki etkinlik 2008'de sona erdi, bir diğeri 2007'yi onayladı
Japonya 2004
Malezya 2012 Süs amaçlı
Norveç 1997
Mısır Hayvan yemi

yüksek fruktozlu mısır şurubu

Mısır nişastası

Artan lizin Kanada 2006
Biz 2006
Kuraklık toleransı Kanada 2010
Biz 2011
Papaya Gıda virüs direnci Çin 2006
Biz 1996 Çoğunlukla Hawaii'de yetiştirilir
Petunya Süs Modifiye çiçek rengi Çin 1997
Patates Gıda virüs direnci Kanada 1999
Biz 1997
Sanayi modifiye nişasta Biz 2014
Gül Süs Modifiye çiçek rengi Avustralya 2009 Teslim edilen yenileme
Kolombiya 2010 Sadece ihracat için seracılık.
Japonya 2008
Biz 2011
Soya fasulyesi Hayvan yemi

soya yağı

Artan oleik asit üretimi Arjantin 2015
Kanada 2000
Biz 1997
Stearidonik asit üretimi Kanada 2011
Biz 2011
Kabak Gıda virüs direnci Biz 1994
Şeker kamışı Gıda Kuraklık toleransı Endonezya 2013 Yalnızca çevre sertifikası
Tütün sigaralar Nikotin azaltma Biz 2002

GM Camelina

Camelina sativa'da birkaç değişiklik yapıldı, yukarıdaki §Yemek yağlar ve §Pestisit olmayan haşere yönetimi ürünlerine bakın .

Gelişim

Test için USDA onaylı saha sürümlerinin sayısı 1985'te 4'ten 2002'de 1.194'e yükseldi ve daha sonra yılda ortalama 800 civarında oldu. Salınım başına alan sayısı ve gen yapılarının sayısı (ilgilenen genin diğer elementlerle birlikte paketlenme yolları) 2005'ten bu yana hızla artmıştır. Tarımsal özelliklere (kuraklığa dayanıklılık gibi) sahip salınımlar 2005'te 1.043'ten 5.190'a sıçramıştır. Eylül 2013 itibariyle, mısır için yaklaşık 7.800, soya fasulyesi için 2.200'den fazla, pamuk için 1.100'den fazla ve patates için yaklaşık 900 salınım onaylanmıştır. Salınımlar, herbisit toleransı (6.772 salınım), böcek direnci (4.809), lezzet veya beslenme gibi ürün kalitesi (4.896), kuraklığa dayanıklılık (5.190) ve virüs/mantar direnci (2.616) gibi agronomik özellikler için onaylandı. En yetkili saha yayınlarına sahip kurumlar arasında 6.782 ile Monsanto, 1.405 ile Pioneer/DuPont, 565 ile Syngenta ve 370 ile USDA'nın Tarımsal Araştırma Servisi bulunmaktadır. Eylül 2013 itibariyle USDA, GM pirinç, kabak, erik, gül, tütün, keten ve hindiba.

Tarım uygulamaları

Direnç

Bacillus thuringiensis

Bir toksine sürekli maruz kalma, o toksine dirençli haşereler için evrimsel baskı yaratır . Glifosata aşırı bağımlılık ve yabani ot yönetimi uygulamalarının çeşitliliğindeki azalma, ABD'deki 14 yabani ot türünde ve soya fasulyesinde glifosat direncinin yayılmasına izin verdi.

Bacillus thuringiensis (Bt) mahsullerine karşı direnci azaltmak için , transgenik pamuk ve mısırın 1996 yılında ticarileştirilmesi, böceklerin dirençli hale gelmesini önlemek için bir yönetim stratejisiyle geldi. Bt bitkileri için böcek direnci yönetim planları zorunludur. Amaç, herhangi bir (resesif) direnç geninin popülasyon içinde seyreltilmesi için geniş bir haşere popülasyonunu teşvik etmektir. Direnç, stres etkeni Bt'nin yokluğunda evrimsel uygunluğu düşürür. Sığınaklarda, dirençli olmayan türler dirençli olanları geride bırakır.

Yeterince yüksek transgen ekspresyonu seviyeleri ile, neredeyse tüm heterozigotlar (S/s), yani bir direnç aleli taşıyan haşere popülasyonunun en büyük bölümü, olgunlaşmadan önce öldürülecek ve böylece direnç geninin onların soyuna geçişi önlenecektir. Transgenik alanlara bitişik sığınaklar (yani, transgenik olmayan bitki tarlaları), homozigot dirençli (s/s) bireylerin ve hayatta kalan herhangi bir heterozigotun, hastalığı taşıyan diğer bireyler yerine sığınaktaki duyarlı (S/S) bireylerle çiftleşme olasılığını artırır. direnç alel. Sonuç olarak, popülasyondaki direnç gen frekansı daha düşük kalır.

Karmaşık faktörler, yüksek doz/sığınma stratejisinin başarısını etkileyebilir. Örneğin, sıcaklık ideal değilse, termal stres Bt toksin üretimini azaltabilir ve bitkiyi daha duyarlı hale getirebilir. Daha da önemlisi, geç sezon ekspresyon muhtemelen kaynaklanan belgelenmiştir azaltılmış DNA metilasyonu ve promoter . Yüksek doz/sığınma stratejisinin başarısı, Bt mahsullerinin değerini başarıyla korumuştur. Bu başarı, düşük başlangıç ​​dirençli alel frekansları, dirençle ilişkili uygunluk maliyetleri ve sığınakların dışında Bt olmayan konakçı bitkilerin bolluğu dahil olmak üzere yönetim stratejisinden bağımsız faktörlere bağlıdır.

Bt tohumu üreten şirketler, birden fazla Bt proteini içeren suşları tanıtıyor. Monsanto bunu, ürünün hızla benimsendiği Hindistan'da Bt pamuğuyla yaptı. Monsanto'da ayrıca; Böcek Direnç Yönetimi (IRM) politikalarına uymak ve sorumsuz ekim uygulamalarını önlemek için alanlarda sığınak uygulama sürecini basitleştirmek amacıyla; Satılmakta olan Bt tohumlarıyla karıştırılmış belirli bir oranda sığınak (transgenik olmayan) tohumlarla tohum torbaları pazarlamaya başladı. "Çantada Sığınma" (RIB) olarak adlandırılan bu uygulama, çiftçilerin sığınak gereksinimlerine uyumunu artırmayı ve elde ayrı Bt ve sığınak tohum torbalarına sahip olmaktan ekim için gereken ek emeği azaltmayı amaçlamaktadır. Bu strateji için ortaya çıkan Bt-direnç olasılığını azaltmak olasıdır mısır kurduna , ama için direnç riskini artırabilir lepidopteran gibi mısır zararlılar, Avrupa mısır kurdu . Tohum karışımları ile direnç için artan endişeler, bir Bt bitkisi üzerindeki kısmen dirençli larvaların, hayatta kalmak için duyarlı bir bitkiye geçebilmesini veya barınak poleninin Bt bitkilerine çapraz tozlaşmasını, kulakla beslenen böcekler için çekirdeklerde ifade edilen Bt miktarını azaltabilen içerir.

herbisit direnci

Yabani otları kontrol etmek için en iyi yönetim uygulamaları (BMP'ler), direncin geciktirilmesine yardımcı olabilir. BMP'ler, farklı etki modlarıyla çoklu herbisitlerin uygulanmasını, mahsulleri döndürmeyi, yabani otsuz tohum ekmeyi, tarlaları rutin olarak araştırmayı, yabani otların diğer tarlalara bulaşmasını azaltmak için ekipmanı temizlemeyi ve tarla sınırlarını korumayı içerir. En yaygın olarak ekilen GD mahsuller, herbisitleri tolere edecek şekilde tasarlanmıştır. 2006 yılına gelindiğinde bazı yabani ot popülasyonları aynı herbisitlerin bazılarını tolere edecek şekilde evrimleşmişti. Palmer amaranth , pamukla rekabet eden bir ottur. Güneybatı ABD'li bir yerli, doğuya gitti ve ilk kez 2006'da, GD pamuğun piyasaya sürülmesinden 10 yıldan kısa bir süre sonra glifosata dirençli bulundu.

Bitki koruma

Çiftçiler, Bt'ye dayanıklı ekinler ekerken genellikle daha az böcek ilacı kullanırlar. Mısır çiftliklerinde böcek ilacı kullanımı 1995'te ekilen dönüm başına 0,21 pound'dan 2010'da 0,02 pound'a düştü. Bu, Bt mısır ve pamuğun doğrudan bir sonucu olarak Avrupa mısır kurdu popülasyonlarındaki düşüşle tutarlıdır . Asgari sığınma gereksinimlerinin belirlenmesi, Bt direncinin gelişimini geciktirmeye yardımcı oldu. Bununla birlikte, bazı bölgelerde bazı Bt özelliklerine karşı direnç gelişiyor gibi görünmektedir.

toprak işleme

Korumalı toprak işleme , hasattan ekime kadar toprak yüzeyinde en az %30 ürün kalıntısı bırakarak, rüzgar ve sudan kaynaklanan toprak erozyonunu azaltır, su tutulmasını artırır ve toprak bozulmasının yanı sıra su ve kimyasal akışı da azaltır . Ayrıca, koruyucu toprak işleme, tarımın karbon ayak izini azaltır. 1996'dan 2006'ya kadar 12 eyaleti kapsayan bir 2014 incelemesi, herbide dayanıklı (HT) soya fasulyesinin benimsenmesindeki %1'lik bir artışın, koruma amaçlı toprak işlemede %0.21'lik bir artışa ve kaliteye göre ayarlanmış herbisit kullanımında %0.3'lük bir düşüşe yol açtığını buldu.

Düzenleme

Genetik mühendisliğinin düzenlenmesi, genetiği değiştirilmiş mahsullerin geliştirilmesi ve serbest bırakılmasıyla ilgili riskleri değerlendirmek ve yönetmek için hükümetler tarafından alınan yaklaşımlarla ilgilidir. ABD ve Avrupa arasında meydana gelen en belirgin farklılıklardan bazıları ile, GD mahsullerin düzenlenmesinde ülkeler arasında farklılıklar vardır. Yönetmelik, her bir ürünün kullanım amacına bağlı olarak belirli bir ülkede değişiklik gösterir. Örneğin, gıda kullanımına yönelik olmayan bir mahsul, genellikle gıda güvenliğinden sorumlu yetkililer tarafından incelenmez.

Üretme

Dünyada GD bitki üretimi (ISAA Brief 2019)
  10 milyon hektardan fazla
  50.000 ila 10 milyon hektar arasında
  50.000 hektardan az
  Biyoteknolojik mahsul yok

2013 yılında, 27 ülkede GDO'lu ürünler ekildi; 19'u gelişmekte olan ülkeler ve 8'i gelişmiş ülkelerdi. 2013, gelişmekte olan ülkelerin toplam GM hasadının çoğunluğunu (%54) büyüttüğü ikinci yıl oldu. 18 milyon çiftçi GDO'lu ürünler yetiştirdi; yaklaşık %90'ı gelişmekte olan ülkelerdeki küçük ölçekli çiftçilerdi.

Ülke 2013– GM ekili alan (milyon hektar) biyoteknolojik ürünler
Biz 70.1 Mısır, Soya Fasulyesi, Pamuk, Kanola, Şekerpancarı, Yonca, Papaya, Kabak
Brezilya 40.3 Soya, Mısır, Pamuk
Arjantin 24.4 Soya, Mısır, Pamuk
Hindistan 11.0 Pamuk
Kanada 10.8 Kanola, Mısır, Soya Fasulyesi, Şeker Pancarı
Toplam 175.2 ----

Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı (USDA) ABD'de dikilmiş GM ürün çeşitlerinin toplam alan üzerinde her yıl raporlar. Göre Ulusal Tarım İstatistikleri Servisi , bu tablolarda yayınlanan devletler tüm mısır ekili alanın 81-86 oranında, tüm soya ekili alanın 88-90 oranında ve tüm yayla pamuk ekili alanın 81-93 oranında temsil (yılda bağlı ).

Küresel tahminler, Uluslararası Tarımsal Biyoteknoloji Uygulamalarının Edinimi Hizmeti (ISAAAA) tarafından üretilir ve yıllık raporlarında "Ticarileştirilmiş Transgenik Mahsullerin Küresel Durumu"nda bulunabilir.

Çiftçiler GM teknolojisini yaygın olarak benimsemiştir (şekle bakınız). 1996 ve 2013 yılları arasında, GM ile ekili arazinin toplam yüzölçümü 1.750.000 km'ye 17.000 kilometre kare (4.200.000 dönüm) dan, 100 kat artmıştır ekinler 2 (432 milyon dönüm). 2010 yılında dünyanın ekilebilir arazilerinin %10'u GDO'lu ürünlerle dikildi. 2011 yılı itibarıyla ABD, Brezilya, Arjantin, Hindistan, Kanada gibi 29 ülkede 395 milyon dönümlük (160 milyon hektar) alanda 11 farklı transgenik ürün ticari olarak yetiştirildi. , Çin, Paraguay, Pakistan, Güney Afrika, Uruguay, Bolivya, Avustralya, Filipinler, Myanmar, Burkina Faso, Meksika ve İspanya. Bu yaygın kabulün temel nedenlerinden biri, teknolojinin çiftçilere sağladığı algılanan ekonomik faydadır. Örneğin, glifosata dirençli tohum ekme ve ardından bitkiler ortaya çıktıktan sonra glifosat uygulama sistemi, çiftçilere sıraları birbirine daha yakın dikmelerine izin verdiği için belirli bir arazi parçasından elde edilen verimi önemli ölçüde artırma fırsatı verdi. Onsuz, çiftçiler, mekanik toprak işleme ile ortaya çıkan yabani otları kontrol etmek için yeterince ayrı sıralar dikmek zorunda kaldılar. Benzer şekilde, Bt tohumlarının kullanılması, çiftçilerin böcek ilacı satın alması ve ardından bunları uygulamak için zaman, yakıt ve ekipman harcaması gerekmediği anlamına gelir. Ancak eleştirmenler, GD ürünlerle verimin daha yüksek olup olmadığını ve kimyasal kullanımının daha az olup olmadığını tartışıyorlar. Bkz Genetiği değiştirilmiş gıda tartışmalar bilgi için makaleyi.

Ülkeye göre genetiği değiştirilmiş ürünler için kullanılan arazi alanı (1996–2009), milyonlarca hektar olarak. 2011 yılında, kullanılan arazi alanı 160 milyon hektar veya 1,6 milyon kilometrekare idi.

ABD'de 2014 itibariyle, ekilen soya fasulyesinin %94'ü, pamuğun %96'sı ve mısırın %93'ü genetiği değiştirilmiş çeşitlerdi. Genetiği değiştirilmiş soya fasulyesi yalnızca herbisite toleranslı özellikler taşıyordu, ancak mısır ve pamuk hem herbisit toleransı hem de böcek koruma özellikleri (ikincisi büyük ölçüde Bt proteini) taşıyordu. Bunlar, üreticilere finansal olarak fayda sağlamayı amaçlayan, ancak tüketicilere dolaylı çevresel faydalar ve maliyet faydaları olabilecek “girdi özelliklerini” oluşturur. Amerika Bakkal Üreticileri, 2003 yılında ABD'deki tüm işlenmiş gıdaların %70-75'inin bir GD içerik içerdiğini tahmin etmiştir.

Mısırın beşte birinin genetiğiyle oynandığı ve diğer beş ülkede daha küçük miktarlarda üretildiği İspanya dışında, Avrupa nispeten az sayıda genetiği değiştirilmiş ürün yetiştiriyor. AB 2004. GDO'lu ürünlerin artık AB düzenlenir 1999 kadar yeni GM onayı üzerine bir 'de facto' yasağı kırpar vardı. 2015 yılında, genetiği değiştirilmiş mahsuller, 19'u Avrupa'da olmak üzere dünya çapında 38 ülkede yasaklanmıştır. Gelişmekte olan ülkeler, 2013 yılında genetiğiyle oynanmış ürünlerin yüzde 54'ünü yetiştirdi.

Son yıllarda GDO'lu ürünler gelişmekte olan ülkelerde hızla yaygınlaştı . 2013 yılında yaklaşık 18 milyon çiftçi, gelişmekte olan ülkelerde dünya çapındaki GD ürünlerin %54'ünü yetiştirdi. 2013 en büyük artış Brezilya'da (403.000 km idi 2 km 368000 karşı 2 2012 yılında). GM pamuk 110,000 km ulaşan 2002 yılında Hindistan'da büyüyen başladı 2 2013 yılında.

2013 ISAAA özetine göre: "...toplam 36 ülke (35 + AB-28), 1994'ten beri gıda ve/veya yem kullanımı ve çevresel salıverme veya dikim için biyoteknolojik ürünler için düzenleyici onaylar vermiştir... toplam 27 GD ürünü ve 336 GD olayı (NB: "olay" belirli bir türdeki belirli bir genetik modifikasyondur) içeren 2.833 düzenleyici onaydan 1.321'i gıda kullanımı (doğrudan kullanım veya işleme) için olmak üzere, 918 yem kullanımı için (doğrudan kullanım veya işleme) ve 599 çevresel salıverme veya dikim için. Japonya en fazla sayıya sahiptir (198), onu ABD (165, "istiflenmiş" olaylar hariç), Kanada (146), Meksika (131) izlemektedir. , Güney Kore (103), Avustralya (93), Yeni Zelanda (83), Avrupa Birliği (son kullanma tarihi geçen veya yenileme sürecinde olan onaylar dahil 71), Filipinler (68), Tayvan (65), Kolombiya (59), Çin ( 55) ve Güney Afrika (52) En fazla sayıya sahip mısır (27 ülkede 130 etkinlik), ardından pamuk (22 ülkede 49 etkinlik), patates ( 10 ülkede 31 etkinlik), kanola (12 ülkede 30 etkinlik) ve soya fasulyesi (26 ülkede 27 etkinlik).

tartışma

Doğrudan genetik mühendisliği, tanıtılmasından bu yana tartışmalı olmuştur. Tartışmaların çoğu, ancak tümü değil, ekinlerden ziyade GM gıdaları üzerindedir. GM gıdalar protestolar, vandalizm, referandumlar, mevzuat, mahkeme işlemleri ve bilimsel anlaşmazlıkların konusudur. Tartışmalar arasında tüketiciler, biyoteknoloji şirketleri, hükümet düzenleyicileri, sivil toplum kuruluşları ve bilim adamları yer alıyor.

Muhalifler, çevresel etkiler, gıda güvenliği, GD mahsullerin gıda ihtiyaçlarını karşılamak için gerekli olup olmadığı, gelişmekte olan ülkelerdeki çiftçiler için yeterince erişilebilir olup olmadığı, mahsullerin fikri mülkiyet yasasına tabi tutulması konusundaki endişeler ve dini gerekçeler dahil olmak üzere birçok gerekçeyle GD ürünlere itiraz ettiler. . İkincil konular arasında etiketleme, hükümet düzenleyicilerinin davranışı, pestisit kullanımının etkileri ve pestisit toleransı sayılabilir.

Genetiği değiştirilmiş mahsullerin kullanılmasıyla ilgili önemli bir çevresel endişe, ilgili mahsullerle doğal olarak oluşan çeşitlere göre avantajlar sağlayan olası melezlemedir. Bir örnek, yabani otlu bir akraba ile melezlenen ve ota rekabet avantajı sağlayan glifosata dirençli bir pirinç mahsulüdür. Transgenik melez, transgenik olmayan melezlerden daha yüksek fotosentez oranlarına, daha fazla sürgün ve çiçek ve daha fazla tohuma sahipti. Bu, GD mahsul kullanımıyla ekosistemin zarar görme olasılığını göstermektedir.

Orada bir olan bilimsel konsensüs GM türetilen mevcut gıda yumuşayıp poz geleneksel gıda dışında insan sağlığına hiçbir riski daha kırpar olduğunu, ancak her GM gıda ihtiyaçları katılmadan önce bir vaka ile ayrı ayrı test edilmesi söyledi. Bununla birlikte, halkın GD gıdaları güvenli olarak algılaması bilim adamlarından çok daha az olasıdır. GD gıdaların yasal ve düzenleyici statüsü ülkeye göre değişir; bazı ülkeler bunları yasaklar veya kısıtlar ve diğerleri çok farklı derecelerde düzenleme ile bunlara izin verir.

İnsan popülasyonunda GD gıdalardan kaynaklanan hiçbir kötü etki rapor edilmemiştir. Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç İdaresi , onaylanmış GD ve GD olmayan gıdalar arasında ayrım yapmasa da, birçok ülkede GD ürün etiketlemesi zorunludur . Amerika Birleşik Devletleri, Temmuz 2018'e kadar etiketleme düzenlemelerinin çıkarılmasını gerektiren bir yasa çıkardı. Bu yasa, telefon numarası, barkod veya web sitesi gibi dolaylı ifşalara izin veriyor.

Gıda Güvenliği Merkezi , Endişeli Bilim Adamları Birliği , Greenpeace ve Dünya Yaban Hayatı Fonu gibi savunucu gruplar , GD gıdalarla ilgili risklerin yeterince incelenmediğini ve yönetilmediğini, GD mahsullerin yeterince test edilmediğini ve etiketlenmesi gerektiğini ve düzenleyici otoriteler ve bilimsel kuruluşlar endüstriye çok sıkı sıkıya bağlıdır. Bazı araştırmalar genetiği değiştirilmiş ürünlerin zarar verebileceğini iddia etti; Bu çalışmaların altısından elde edilen verileri yeniden analiz eden bir 2016 incelemesi, istatistiksel metodolojilerinin kusurlu olduğunu ve zarar göstermediğini tespit etti ve GD mahsul güvenliği ile ilgili sonuçların "uzak yerine kanıtların bütününden" çıkarılması gerektiğini söyledi. tek çalışmalardan elde edilen kanıtlar".

Notlar

Referanslar

Dış bağlantılar