Back to chapter

35.7:

Разведение растений и биотехнология

JoVE Core
Biologia
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Biologia
Plant Breeding and Biotechnology

Idiomas

COMPARTILHAR

Растениеводство это наука, которая создаёт сельскохозяйственную культуру с желательными чертами, такими как высокая урожайность, улучшенный вкус и повышенная питательность. Такие черты часто естественно развиваются от спонтанных мутаций. Однако этот процесс происходит медленно, и селекционеры часто хотят особенного сочетания признаков, которые не происходят по своей природе.Фермеры могут определить желаемую черту у диких видов, и скрестить это растение с культурным сортом растений. Однако в таком скрещивании есть равные шансы для потомства унаследовать нежелательные черты от диких видов. Использование биотехнологий полезно для передачи генов при обработке культур, имеющих дальнюю родственную связь, как рис и нарциссы, у которых много промежуточных видов и общих вымерших предков.Традиционно растениеводам потребовалось бы несколько скрещиваний на протяжении нескольких веков для переноса необходимых признаков в потомстве. Напротив, современные биотехнологии могут пропустить несколько скрещиваний для передачи необходимого гена между этими растениями. Биотехнологии облегчает передачу генов между двумя различными видами, в результате чего получается уникальный фенотип.Например, гербицид широкого спектра глифосат, блокирует критический фермент в растениях, который называется EPSPS. Ученые создали гербицид-толерантную кукурузу путём прямой передачи гена из почвенных бактерий Agrobacterium к початковым растениям. Культуры, содержащие бактериальный ген для этого фермента невосприимчивы к угнетающему действию гербицида.Эта генетическая модификация позволяет фермерам опрыскивать свои поля гербицидом, убивающим конкурирующие сорняки, снижающие урожайность, при этом не затрагивая культуру.

35.7:

Разведение растений и биотехнология

Земледелие имеет долгую историю в человеческой цивилизации: записи показывают, что выращивание зерновых культур началось примерно с 8000 г. до н.э. Эта ранняя селекция растений была разработана в первую очередь для обеспечения стабильного питания.

Как только & # 39; понимание генетики людьми улучшилось, развитие сортов сельскохозяйственных культур пошло ускоренными темпами. Искусственный отбор стал более целенаправленным, а сорта сельскохозяйственных культур более быстрыми, улучшенными, устойчивыми или приятными на вкус.

Однако, традиционные методы селекции растений – медленные, и не всегда позволяют получить желаемые сорта сельскохозяйственных культур. Позже биотехнологические инструменты упростили создание желаемых признаков в растениях, которые иначе было бы трудно разводить традиционными методами. Например, с помощью искусственного отбора трудно улучшить дефицит питательных веществ у растений, особенно с витамином А и железом. Например, рис не содержит генов бета-каротина, который является предшественником витамина А. Однако он действительно содержит гены соединения геранилгеранилпирофосфата, который можно последовательно преобразовать в бета-каротин с помощью четырех ферментов. Рис был сконструирован с использованием генов двух ферментов, полученных из нарциссов, и двух оставшихся ферментов бактерии Erwinia uredovora . Полученный сорт известен как золотой рис. Поскольку рис является основным продуктом питания более чем половины мира, биоинженерные культуры, подобные этим, потенциально могут сыграть роль в предотвращении слепоты среди детей, вызванной дефицитом витамина А, или в улучшении здоровья в странах, зависимых от риса.

Многие повсеместно выращиваемые культурные растения в настоящее время подвергаются некоторой генетической модификации с использованием биотехнологии. Например, кукуруза, папайя и многие сорта картофеля были модифицированы для повышения устойчивости к гербицидам, болезням или вредителям. Можно даже провести генетическую модификацию для уменьшения выработки аллергенов, как в случае соевых бобов.

Leitura Sugerida

Jauhar, P. P. (2006). Modern biotechnology as an integral supplement to conventional plant breeding: the prospects and challenges. Crop science. 46 (4), 1841-1859. [Source]