تم استزراع الذرة المزروعة الحديثة من teosinte ، العشب القديم ، على مدى أكثر من سنوات 6,000 من خلال التربية التقليدية. نيكول راجر فولر ، المؤسسة الوطنية للعلوم

منذ أن استخدم علماء البيولوجيا في 1980s الهندسة الوراثية للتعبير عن سمات جديدة في نباتات المحاصيل. خلال السنوات الأخيرة من 20 ، تم زراعة هذه المحاصيل على أكثر من مليار فدان في الولايات المتحدة والعالم. على الرغم من اعتماد المزارعين بسرعة ، فإن المحاصيل المهندسة جينيا لا تزال مثيرة للجدل بين العديد من المستهلكين ، الذين وجدوا في بعض الأحيان صعوبة في الحصول على معلومات دقيقة.

في الشهر الماضي أصدرت الأكاديميات الوطنية الأمريكية للعلوم والهندسة والطب مراجعة من سنوات 20 من البيانات المتعلقة بمحاصيل جنرال الكتريك. يؤكد التقرير إلى حد كبير النتائج من تقارير الأكاديميات الوطنية السابقة والمراجعات التي تنتجها المنظمات العلمية الرئيسية الأخرى في جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك منظمة الصحة العالمية و المفوضية الاوروبية.

أنا أدير مختبر التي تدرس الأرز ، وهو محصول غذائي أساسي لنصف سكان العالم. يقوم الباحثون في مختبري بتحديد الجينات التي تتحكم في التسامح مع الإجهاد البيئي ومقاومة الأمراض. نحن نستخدم الهندسة الوراثية والأساليب الوراثية الأخرى لفهم وظيفة الجينات.

أتفق بشدة مع تقرير NAS أن كل محصول ، سواء تم تربيته بطريقة تقليدية أو تم تطويره من خلال الهندسة الوراثية ، يجب تقييمه على أساس كل حالة على حدة. كل محصول مختلف ، كل سمة مختلفة واحتياجات كل مزارع مختلفة أيضا. يمكن تحقيق المزيد من التقدم في تحسين المحاصيل باستخدام كل من التربية التقليدية والهندسة الوراثية بدلاً من استخدام أي من النهجين فقط.

التقارب بين التكنولوجيا الحيوية والتكاثر التقليدي

الأدوات الجزيئية الجديدة تضعف التمييز بين التحسينات الوراثية المصاحبة للتكاثر التقليدي وتلك التي تتم باستخدام الطرق الوراثية الحديثة. أحد الأمثلة على ذلك هو التثقيف بمساعدة الواسمات ، حيث يحدد علماء الوراثة الجينات أو المناطق الصبغية المرتبطة بالسمات التي يرغب فيها المزارعون و / أو المستهلكون. ثم يبحث الباحثون عن علامات محددة (أنماط) في دنا النبات الذي يرتبط بهذه الجينات. باستخدام هذه الواسمات الجينية ، يمكنهم تحديد النباتات التي تحمل البصمات الجينية المطلوبة بكفاءة والقضاء على النباتات ذات الجينات غير المرغوب فيها.

قبل عشر سنوات ، عزلت أنا وزملائي جينة تسمى Sub1التي تتحكم في التسامح مع الفيضانات. ملايين من مزارعي الأرز في جنوب وجنوب شرق آسيا يزرعون الأرز في المناطق المعرضة للفيضانات ، لذا فإن هذه الخاصية ذات قيمة كبيرة. تموت معظم أنواع الأرز بعد ثلاثة أيام من الغمر الكامل ، لكن النباتات التي تحمل جينة Sub1 يمكنها تحمل أسبوعين من الغمر الكامل. في العام الماضي ، نمت ما يقرب من خمسة ملايين مزارع أصناف Sub1 الأرز وضعت من قبل المتعاونين في المعهد الدولي لبحوث الأرز باستخدام تربية بمساعدة علامة.

في مثال آخر ، حدد الباحثون المتغيرات الجينية المرتبطة بالقرون (المشار إليها باسم "الاستطلاع") في الأبقار - وهي سمة شائعة في سلالات اللحم البقري ولكنها نادرة في سلالات الألبان. يقوم المزارعون بشكل روتيني بتجريد الماشية من الألبان من أجل حماية معالجيها ومنع الحيوانات من الإضرار ببعضها البعض. لأن هذه العملية مؤلمة ومخيفة بالنسبة للحيوانات ، خبراء بيطريين دعت إلى البحث في الخيارات البديلة.

في باقة دراسة في الشهر الماضي ، استخدم العلماء أسلوب تحرير الجينوم واستنساخ التناسل لإنتاج أبقار حلوب تحمل طفرة تحدث بشكل طبيعي في حالة hornlessness. هذا النهج لديه القدرة على تحسين رفاه الملايين من الماشية كل عام.

الحد من المبيدات الحشرية الكيميائية وتعزيز العائد

في تقييم كيفية تأثير محاصيل جنرال الكتريك على إنتاجية المحاصيل وصحة الإنسان والبيئة ، ركزت دراسة NAS بالدرجة الأولى على صفتين تم هندستها في النباتات: مقاومة للآفات الحشرية والتسامح من مبيدات الأعشاب.

ووجدت الدراسة أن المزارعين الذين زرعوا المحاصيل المهندسة لاحتواء سمة مقاومة الحشرات - على أساس الجينات من البكتيريا عصية ثورينجينزيسأو Bt - تعاني من خسائر أقل بشكل عام وتستخدم بخاخات مبيدات حشرية كيميائية أقل من المزارعين الذين قاموا بزرع أصناف غير Bt. كما خلصت إلى أن المزارع التي زرعت فيها محاصيل Bt لها تنوع بيولوجي للحشرات أكثر من المزارع التي استخدم فيها المزارعون المبيدات الحشرية ذات الطيف الواسع في المحاصيل التقليدية.

المحاصيل المحورة وراثيا المزروعة حاليا في الولايات المتحدة (IR = مقاومة الحشرات ، HT = تحمل مبيدات الأعشاب ، DT = تحمل الجفاف ، VR = مقاومة للفيروسات). ملحق ولاية كولورادوووجدت اللجنة أن المحاصيل المقاومة لمبيدات الأعشاب (الموارد البشرية) تسهم في زيادة المحاصيل بسبب إمكانية التحكم في الأعشاب بسهولة أكبر. على سبيل المثال ، تمكن المزارعون الذين قاموا بزراعة الكانولا البشرية من جني محاصيل وعائدات أكبر ، مما أدى إلى تبني هذا النوع من المحاصيل على نطاق واسع.

ومن المزايا الأخرى لزراعة محاصيل الموارد البشرية الحد من الحراثة - عملية تحويل التربة. قبل الزراعة ، يجب على المزارعين قتل الأعشاب الضارة في حقولهم. قبل ظهور مبيدات الأعشاب ومحاصيل الموارد البشرية ، كان المزارعون يسيطرون على الأعشاب الضارة عن طريق الحراثة. ومع ذلك ، يسبب الحراثة التآكل والجريان السطحي ، ويتطلب الطاقة لتغذية الجرارات. كثير من المزارعين يفضلون الحد من ممارسات الحراثة لأنها تعزز الإدارة المستدامة. مع محاصيل الموارد البشرية ، يمكن للمزارعين السيطرة على الأعشاب الضارة على نحو فعال دون حراثة.

ولاحظت اللجنة وجود ارتباط واضح بين زراعة محاصيل الموارد البشرية والممارسات الزراعية ذات الحراثة المتدنية خلال العقدين الماضيين. ومع ذلك ، من غير الواضح ما إذا كان اعتماد محاصيل الموارد البشرية قد أدى إلى اتخاذ المزارعين قرارات بشأن استخدام الحراثة ، أو إذا كان المزارعون الذين يستخدمون الحراثة المحافظة على الموارد قد اعتمدوا محاصيل الموارد البشرية بسهولة أكبر.

وفي المناطق التي أدت فيها زراعة محاصيل الموارد البشرية إلى الاعتماد الشديد على الغليفوسات المبيدات ، طورت بعض الأعشاب مقاومة لمبيدات الأعشاب ، مما جعل من الصعب على المزارعين التحكم في الأعشاب التي تستخدم هذه المبيدات. خلص تقرير NAS إلى أن الاستخدام المستدام لمحاصيل BT و HR يتطلب استخدام استراتيجيات متكاملة لإدارة الآفات.

كما يناقش التقرير سبع محاصيل أخرى من جنرال إلكتريك نمت في 2015 ، بما في ذلك التفاح (Malus DOMESTICA) ، الكانولا (نحاس الكابانيا)، شمندر سكري (بيتا الشائع)، بابايا (Carica papaya) والبطاطا والاسكواشCucurbita pepo) والباذنجان (Solanum melongena).

البابايا هو مثال مهم على وجه الخصوص. في 1950s ، قضى فيروس الورم الحليمي البابايا تقريبا كل إنتاج البابايا في جزيرة أواهو في هاواي. ومع انتشار الفيروس إلى جزر أخرى ، كان العديد من المزارعين يخشون من أنه سيمحو محصول البابايا في هاواي.

في 1998 أخصائي علم النبات في هاواي دينيس غونسالفيس استخدمت الهندسة الوراثية لتقطيع مقتطف صغير من DNA viruspot virus إلى جينوم البابايا. كانت أشجار البابايا الناتجة عن الهندسة الوراثية محصنة ضد العدوى وأنتجت 10-20 ثمارًا أكثر من المحاصيل المصابة. دنيس ريادة العمل انقاذ صناعة الببايا. بعد عشرين عاما ، وهذا لا يزال الطريقة الوحيدة للسيطرة على فيروس الورم الحليمي البابايا. اليوم ، على الرغم من احتجاجات من قبل بعض المستهلكين، 80 في المئة من محصول البابايا في هاواي تم تصميمها وراثيا.

واستخدم العلماء أيضا الهندسة الوراثية لمكافحة آفة تسمى الثقب وحفرة النار التي تفترس الباذنجان في آسيا. غالباً ما يقوم المزارعون في بنغلاديش برش المبيدات الحشرية كل أيام 2-3 ، وأحياناً مرتين في اليوم ، للتحكم فيها. منظمة الصحة العالمية تقديرات أن حوالي ثلاثة ملايين حالة من حالات التسمم بالمبيدات الحشرية وأكثر من وفيات 250,000 تحدث في جميع أنحاء العالم كل عام.

للحد من الرش بالمواد الكيميائية على الباذنجان ، قام العلماء في جامعة كورنيل وبنغلاديش بتحويل البكتريا إلى جينوم الباذنجان. فازت برنجال تم تقديم (الباذنجان) في بنغلاديش في 2013. العام الماضي نمت المزارعين 108 بنغلاديش ذلك وتمكنوا من تقليل رشاشات المبيدات الحشرية بشكل كبير.

إطعام العالم بطريقة مبنية على البيئة

استفاد العديد من المزارعين من المحاصيل المحسنة وراثيا ، ولكن من الواضح أن التحسن الوراثي وحده لا يمكن أن يعالج التنوع الكبير من التحديات المعقدة التي يواجهها المزارعون. هناك حاجة أيضا إلى نهج الزراعة القائمة على أساس إيكولوجي وكذلك البنية التحتية والسياسات المناسبة.

بدلاً من القلق بشأن الجينات في غذائنا ، نحتاج إلى التركيز على طرق لمساعدة الأسر والمزارعين والمجتمعات الريفية على الازدهار. يجب أن نكون على يقين من أن كل شخص قادر على تحمل تكاليف الغذاء ويجب علينا التقليل من التدهور البيئي. آمل أن يساعد تقرير NAS في نقل المناقشات إلى أبعد من تشتيت الحجج المؤيدة والمعارضة حول محاصيل GE وإعادة تركيزها على استخدام كل التكنولوجيا المناسبة لإطعام العالم بطريقة مبنية على البيئة.

نبذة عن الكاتب

باميلا رونالد ، أستاذة أمراض النبات ، جامعة كاليفورنيا ، ديفيس. يدرس مختبرها الأساس الوراثي لمقاومة المرض والتسامح مع الإجهاد في الأرز. وبالتعاون مع المتعاونين معها ، صممت الأرز من أجل مقاومة الأمراض وتحمل الفيضانات ، الأمر الذي يهدد محاصيل الأرز في آسيا وأفريقيا.

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ

at سوق InnerSelf و Amazon