什么是农业生物技术?(agricultural biotechnology?)

口服疫苗作为解决欠发达国家疾病传播的一种可能的方法已经进行了多年,因为在这些国家,广泛接种疫苗的成本很高。基因工程作物,通常是水果或蔬菜,被设计用来携带来自感染性病原体的抗原蛋白,当被摄入时会触发免疫反应。...

01

疫苗

Woman receiving an injection in her arm - stock photo

口服疫苗作为解决欠发达国家疾病传播的一种可能的方法已经进行了多年,因为在这些国家,广泛接种疫苗的成本很高。基因工程作物,通常是水果或蔬菜,被设计用来携带来自感染性病原体的抗原蛋白,当被摄入时会触发免疫反应。

这方面的一个例子是治疗癌症的患者特异性疫苗。利用从克隆的恶性b细胞中携带rna的烟草植物制成了一种抗淋巴瘤疫苗。产生的蛋白质随后被用于给患者接种疫苗,并增强他们的免疫系统抵抗癌症。为癌症治疗量身定制的疫苗在初步研究中显示出相当大的前景。

02

抗生素

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Plants are used to produce antibiotics for both human and animal use. Expressing antibiotic proteins in livestock feed, fed directly to animals, is less costly than traditional antibiotic production, but this practice raises many 生命伦理学问题,因为结果是广泛的,可能不必要的使用抗生素,这可能会促进抗生素耐药性的增长细菌的菌株。

Several advantages to using plants to produce antibiotics for humans are reduced costs due to the larger amount of product that can be produced from plants versus a ​发酵与使用哺乳动物细胞和培养基相比,该装置易于纯化,并降低了污染风险。

03

Hibiscus - stock photo

There is more to agricultural biotechnology than just fighting disease or 提高食品质量. 有一些纯粹的美学应用,其中一个例子是利用基因识别和转移技术来改善花的颜色、气味、大小和其他特征。

同样,生物技术也被用于改善其他常见的观赏植物,特别是灌木和树木。其中一些变化与作物的变化相似,例如增强热带植物品种的抗寒性,以便在北方花园种植。

04

生物燃料

Hand refilling the car with fuel, close-up. - stock photo

农业产业在生物燃料产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。基因工程和酶优化技术正被用于开发更优质的原料,以实现更高效的转化和更高的燃料产品btu产量。高产、能源密集的作物可以最大限度地降低与收获和运输相关的相对成本(每单位能源),从而产生更高价值的燃料产品。

05

动植物育种

School lab exploring new methods of plant breeding - stock photo

通过异花授粉、嫁接和杂交育种等传统方法来增强植物和动物的特性是非常耗时的。生物技术的进步允许通过基因的过度表达或缺失,或引入外源基因,在分子水平上迅速做出特定的改变。

The latter is possible using gene expression control mechanisms such as specific gene promoters and 转录因子. 像标记辅助选择这样的方法提高了研究的效率“直接的”动物育种,没有通常与转基因生物有关的争议。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甲基化等翻译后修饰。

06

抗虫作物

Farmer spraying pesticide. - stock photo

For years, the microbe 苏云金杆菌,它产生一种对昆虫有毒的蛋白质,特别是欧洲玉米螟,被用于给作物除尘。为了消除除尘的需要,科学家们首先开发了表达bt蛋白的转基因玉米,然后是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扰。1999年,bt玉米引起了争议,因为一项研究表明,花粉会迁移到马利筋上,杀死食用花粉的帝王幼虫。随后的研究表明,对幼虫的风险非常小,近年来,关于bt玉米的争议已将焦点转移到新出现的抗虫性上。

07

抗农药作物

Plane spraying pesticide on maize (Zea mays), California, USA - stock photo

Not to be confused with 抗虫性,这些植物可以让农民杀死周围的杂草,而不会选择性地伤害作物。这方面最著名的例子是由孟山都. 抗草甘膦除草剂于1998年作为转基因大豆首次引入,抗草甘膦作物不受除草剂草甘膦的影响,草甘膦可以大量施用,以消灭田间的任何其他植物。这样做的好处是与减少杂草的传统耕作相关的时间和成本的节约,或多种不同类型除草剂的应用,以选择性地消除特定种类的杂草。可能的缺点包括所有反对转基因生物的有争议的论点。

08

营养补充

Rice Field

Scientists are creating genetically altered foods that contain nutrients known to help fight disease or malnourishment, to improve human health, particularly in underdeveloped countries. An example of this is 金米,其中含有β-胡萝卜素,这是我们体内产生维生素a的前体。吃大米的人会产生更多的维生素a,这是亚洲国家穷人饮食中缺乏的一种基本营养素。三个基因,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“金色”。这个名字来源于转基因谷物的颜色,因为β-胡萝卜素的过度表达,使胡萝卜呈现橙色。

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非生物胁迫抗性

Arid Crop

Less than 20% of the earth is arable land but some crops have been genetically altered to make them more tolerant of conditions like salinity, cold, and drought. The discovery of genes in plants responsible for sodium uptake has lead to the development of 淘汰赛能够在高盐环境中生长的植物。转录上调或下调通常是改变植物抗旱性的方法。能够在干旱条件下茁壮成长的玉米和油菜已经在加利福尼亚州和科罗拉多州进行了第四年的田间试验,预计它们将在4-5年内进入市场。

10

工业强度纤维

A Golden Spider Silk Cape Is Unveiled At The Victoria And Albert Museum

Spider silk is the 人类已知的最结实的纤维,比凯夫拉尔(用于制造防弹背心)更结实,抗拉强度比钢更高。2000年8月,加拿大nexia公司宣布开发转基因山羊,在其牛奶中生产蜘蛛丝蛋白。虽然这解决了大量生产蛋白质的问题,但由于科学家无法像蜘蛛那样将蛋白质纺成纤维,该计划被搁置。到2005年,这些山羊将被出售给任何想要它们的人。虽然蜘蛛丝的想法似乎已经被搁置,但就目前而言,这项技术肯定会在未来再次出现,一旦收集到更多关于蜘蛛丝是如何编织的信息。

  • 发表于 2021-09-03 13:59
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  • 分类:化学

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