Генетикалық түрлендірілген дақылдар және ауыл шаруашылығындағы қолданылуы

Генетикалық түрлендірілген дақылдар: ауыл шаруашылығында қолданылатын, ДНК-сы өзгертілген өсімдіктер. Қарсылық, жақсартылған қоректік құрамы, өндіріс туралы біліңіз.

21 мин оқу

100%

Дереккөз: Genetically modified crops — Wikipedia

Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.

Мазмұны

Кіріспе

Ауыл шаруашылығында қолданылатын өсімдіктер

Генетикалық модификацияланған дақылдар (ГМО дақылдары) – ауыл шаруашылығында қолданылатын, ДНК-сы генетикалық инженерия әдістерімен өзгертілген өсімдіктер. Өсімдік геномдары физикалық әдістермен немесе Agrobacterium бактериясын пайдалану арқылы, T-ДНК бинарлық векторларындағы тізбектерді жеткізу үшін жасалуы мүмкін. Көбінесе мақсат – өсімдікке бұл түрге тән емес жаңа қасиет енгізу. Тағамдық дақылдардың мысалдары: кейбір зиянкестерге, ауруларға, қоршаған орта жағдайларына төзімділік, сақтау мерзімін ұзарту, химиялық өңдеулерге төзімділік (мысалы, гербицидке төзімділік) немесе дақылдың қоректік құрамын жақсарту. Тағамдық емес дақылдардың мысалдары – фармацевтикалық заттар, биоотын және басқа да өнеркәсіптік қолданысқа ие өнімдерді, сондай-ақ биоремедиацияны жүзеге асыру. Фермерлер ГМО технологиясын кеңінен қабылдады. 1996 жылы 1,7 миллион гектардан 2016 жылы 185,1 миллион гектарға дейін ауданы артты, бұл жаһандық егістік жерлердің шамамен 12% құрайды. 2016 жылғы деректер бойынша, негізгі дақылдардың (соя, жүгері, канола және мақта) қасиеттері гербицидке төзімділік (95,9 миллион гектар), жәндіктерге төзімділік (25,2 миллион гектар) немесе екеуі де (58,5 миллион гектар) болып табылады. 2015 жылы 53,6 миллион гектар генетикалық модификацияланған жүгері егілді (бұл жүгері өнімінің шамамен 1/3 бөлігі). ГМО жүгері алдыңғы түрлерінен артық өнімділік көрсетті: өнімділігі 5,6-24,5% жоғары болды, ал микотоксиндердің мөлшері (-28,8%), фумонизин (-30,6%) және трихотецендер (-36,5%) азайды. Нысаналы емес организмдерге әсер етілмеді, бірақ еуропалық жүгері бұршағының популяциясы азайғандықтан, кейбір паразиттердің популяциясы төмендеді; еуропалық жүгері бұршағы – Lepidoptera тобына жататын Bt жүгерінің нысаны. Лигнин мазмұны сияқты биогеохимиялық параметрлер өзгермеді, бірақ биомассаның ыдырауы жоғары болды. 2014 жылғы мета-талдау ГМО технологиясын қабылдау химиялық пестицидтерді қолдануды 37%-ға азайтып, егін өнімділігін 22%-ға арттырғанын және фермерлердің табысын 68%-ға арттырғанын көрсетті. Жәндіктерге төзімді дақылдардағы өнімділіктің артуы және пестицидтерді азайту гербицидке төзімді дақылдарға қарағанда жоғары. Дамушы елдерде өнімділік пен табыстың артуы дамыған елдерге қарағанда жоғары. 2011 жылғы Үндістанда Bt мақтасын қабылдау мен фермерлердің өзіне-өзі зиян келтіру арасындағы байланысты қарастырған зерттеуде "қолда бар деректер фермерлердің өзіне-өзі зиян келтіруінің қайта өркендеуіне дәлел көрсетпейтіні" және "Bt мақта технологиясы Үндістанда жалпы алғанда өте тиімді" екені анықталды. Үндістанда Bt мақтасын енгізу кезеңінде фермерлердің өзіне-өзі зиян келтіруі 25%-ға төмендеді. Сондай-ақ, дақылдарды зияткерлік меншік құқығына бағыну туралы алаңдаушылықтар бар. Қауіпсіздік мәселелері 38 елде, оның ішінде Еуропада 19 елде оларды өсіруге ресми түрде тыйым салды. Батыс Азияның, Египеттің және Үндістанның құнарлы жарты ай аймағында бұрын табиғатта жиналған өсімдіктерді егіп, жинау жоспарланған. Ауыл шаруашылығы дербес түрде Солтүстік және Оңтүстік Қытайда, Африканың Сахель аймағында, Жаңа Гвинеяда және Американың бірнеше аймақтарында дамыды. Неолиттік сегіз негізін қалаушы дақылдар (эмер бидай, бір бұршақ бидай, арпа, бұршақ, лінза, ащы ветч, бұршақ және зығыр) шамамен б.з.д. 7000 жылға дейін пайда болды. Дәстүрлі өсімдіктерді селекциялаушылар жаңа тұқымдарды шығару арқылы шетелдік тұқым плазмасын егіндіктерге енгізді. 1875 жылы бидай мен қара бидайды будандастыру арқылы гибридтік дәнді дақылдар алынды. Содан бері бұл әдіспен кішкентай гендер мен тотқа төзімділік сияқты қасиеттер енгізілді. Өсімдік тіндерін өсіру және қасақана мутациялар адам баласына өсімдік геномдарын өзгертуге мүмкіндік берді. Генетиканың қазіргі заманғы жетістіктері адамға өсімдіктердің генетикасын тікелей өзгертуге мүмкіндік берді. 1970 жылы Гамильтон Смит зертханасы ДНК-ны белгілі бір орындарда кесуге мүмкіндік беретін шектеу ферменттерін тапты, бұл ғалымдарға организмнің геномнан гендерді оқшаулауға мүмкіндік берді. Бөлінген ДНК-ны біріктіретін ДНК лигазалары 1967 жылы ашылған, ал екі технологияны біріктіру арқылы ДНК тізбектерін "кесіп-жапсыру" және рекомбинантты ДНК жасау мүмкін болды. 1952 жылы табылған плазмидтер жасушалар арасында ақпарат алмасу және ДНК репликациясын жүзеге асыру үшін маңызды құралға айналды. 1907 жылы өсімдіктерде ісіктерді тудыратын бактерия Agrobacterium tumefaciens ашылды, ал 1970 жылдардың басында ісік тудыратын агент Ti плазмиді екені анықталды. Плазмидтегі ісік тудыратын гендерді алып тастап, жаңа гендерді қосу арқылы зерттеушілер A. tumefaciens бактериясымен өсімдіктерді жұқтыра алды және бактериялар таңдалған ДНК тізбегін өсімдік геномдарына енгізе алды. Барлық өсімдік жасушалары A. tumefaciens бактериясымен жұқтырыла бермейтіндіктен, электропорация, микроинъекция және гендік мылтықпен бөлшектерді бомбалау (1987 жылы ойлап табылды) сияқты басқа әдістер әзірленді. 1980 жылдары оқшауланған хлоропласттарды жасуша қабырғасы алынған өсімдік жасушасына қайта енгізу техникалары әзірленді. 1987 жылы гендік мылтықтың енгізілуімен шетелдік гендерді хлоропластқа интеграциялау мүмкін болды. Генетикалық трансформация кейбір модельдік организмдерде өте тиімді болды. 2008 жылы Arabidopsis thaliana тұқымдары Agrobacterium ерітіндісіне гүлдерді батыру арқылы генетикалық модификацияланды. 2013 жылы CRISPR алғаш рет өсімдік геномдарын өзгерту үшін қолданылды. Алғашқы генетикалық инженерлік дақылдық өсімдік – 1983 жылы хабарланған темекі. Ол антибиотикке төзімді генді Agrobacterium бактериясының T1 плазмидімен біріктіретін химералық ген жасау арқылы дамытылды. Темекі Agrobacterium бактериясымен жұқтырылды, бұл химералық геннің өсімдікке енуіне әкелді. Тін мәдениеті техникаларын пайдалану арқылы генді қамтитын бір темекі жасушасы таңдалды және одан жаңа өсімдік өсірілді. Генетикалық инженерлік өсімдіктердің алғашқы далалық сынақтары 1986 жылы Францияда және АҚШ-та жүргізілді, темекі өсімдіктері гербицидке төзімді болу үшін инженерлік жасалды. 1987 жылы Marc Van Montagu және Jeff Schell құрған Plant Genetic Systems компаниясы Bacillus thuringiensis (Bt) бактериясынан шыққан жәндіктерге қарсы протеиндерді кодтаушы гендерді темекіге енгізу арқылы жәндіктерге төзімді өсімдіктерді генетикалық түрде жасаған алғашқы компания болды. Қытай Халық Республикасы трансгендік өсімдіктерді коммерцияландырған алғашқы ел болды, 1992 жылы вирустың зиянды әсеріне төзімді темекі енгізді. 1994 жылы Calgene компаниясы Flavr Savr помидорын коммерциялық түрде шығаруға рұқсат алды, бұл помидордың сақтау мерзімін ұзарту үшін генетикалық түрде өзгертілді. 1995 жылы Bt картобы FDA-мен мақұлданғаннан кейін, Environmental Protection Agency агенттігі қауіпсіз деп мойындады, бұл АҚШ-та мақұлданған алғашқы пестицид шығаратын дақыл болды. 1996 жылы 8 трансгендік дақыл мен бір гүлді дақылға (астра) 35 мақұлдама берілді, 6 елде және ЕО-да 8 түрлі қасиеттермен. Тағамдық қолдануға мақұлданған алғашқы генетикалық модификацияланған жануар 2015 жылы AquAdvantage лососі болды. Лосось Тынық мұхитының чинук лососінен шыққан өсу гормонының реттеуші генімен және теңіз балығынан шыққан промотормен өзгертілді, бұл оған көктем мен жаз айларында ғана емес, жыл бойы өсуге мүмкіндік берді. 2024 жылы Австралия мен Жаңа Зеландия GM бананының QCAV 4 сортына рұқсат берді. Бұл банан Cavendish бананына өлімге әкелетін саңыраққа төзімді.

Genetically modified crops (GM crops) are plants used in agriculture, the DNA of which has been modified using genetic engineering methods. Plant genomes can be engineered by physical methods or by use of Agrobacterium for the delivery of sequences hosted in T DNA binary vectors. In most cases, the aim is to introduce a new trait to the plant which does not occur naturally in the species. Examples in food crops include resistance to certain pests, diseases, environmental conditions, reduction of spoilage, resistance to chemical treatments (e. g. resistance to a herbicide), or improving the nutrient profile of the crop. Examples in non food crops include production of pharmaceutical agents, biofuels, and other industrially useful goods, as well as for bioremediation. Farmers have widely adopted GM technology. Acreage increased from 1.7 million hectares in 1996 to 185.1 million hectares in 2016, some 12% of global cropland. As of 2016, major crop (soybean, maize, canola and cotton) traits consist of herbicide tolerance (95.9 million hectares) insect resistance (25.2 million hectares), or both (58.5 million hectares). In 2015, 53.6 million ha of Genetically modified maize were under cultivation (almost 1/3 of the maize crop). GM maize outperformed its predecessors: yield was 5.6 to 24.5% higher with less mycotoxins (−28.8%), fumonisin (−30.6%) and thricotecens (−36.5%). Non target organisms were unaffected, except for lower populations some parasitoid wasps due to decreased populations of their pest host European corn borer; European corn borer is a target of Lepidoptera active Bt maize. Biogeochemical parameters such as lignin content did not vary, while biomass decomposition was higher. A 2014 meta analysis concluded that GM technology adoption had reduced chemical pesticide use by 37%, increased crop yields by 22%, and increased farmer profits by 68%. Yield gains and pesticide reductions are larger for insect resistant crops than for herbicide tolerant crops. Yield and profit gains are higher in developing countries than in developed countries. A 2011 review of the relationship between Bt cotton adoption and farmer suicides in India found that "Available data show no evidence of a 'resurgence' of farmer suicides" and that "Bt cotton technology has been very effective overall in India." During the time period of Bt cotton introduction in India, farmer suicides instead declined by 25%. and concerns over subjecting crops to intellectual property law. Safety concerns led 38 countries, including 19 in Europe, to officially prohibit their cultivation. The Fertile Crescent of Western Asia, Egypt, and India were sites of the earliest planned sowing and harvesting of plants that had previously been gathered in the wild. Independent development of agriculture occurred in northern and southern China, Africa's Sahel, New Guinea and several regions of the Americas. The eight Neolithic founder crops (emmer wheat, einkorn wheat, barley, peas, lentils, bitter vetch, chick peas and flax) had all appeared by about 7,000 BC. Traditional crop breeders have long introduced foreign germplasm into crops by creating novel crosses. A hybrid cereal grain was created in 1875, by crossing wheat and rye. Since then traits including dwarfing genes and rust resistance have been introduced in that manner. Plant tissue culture and deliberate mutations have enabled humans to alter the makeup of plant genomes. Modern advances in genetics have allowed humans to more directly alter plants genetics. In 1970 Hamilton Smith's lab discovered restriction enzymes that allowed DNA to be cut at specific places, enabling scientists to isolate genes from an organism's genome. DNA ligases that join broken DNA together had been discovered earlier in 1967, and by combining the two technologies, it was possible to "cut and paste" DNA sequences and create recombinant DNA. Plasmids, discovered in 1952, became important tools for transferring information between cells and replicating DNA sequences. In 1907 a bacterium that caused plant tumors, Agrobacterium tumefaciens, was discovered and in the early 1970s the tumor inducing agent was found to be a DNA plasmid called the Ti plasmid. By removing the genes in the plasmid that caused the tumor and adding in novel genes researchers were able to infect plants with A. tumefaciens and let the bacteria insert their chosen DNA sequence into the genomes of the plants. As not all plant cells were susceptible to infection by A. tumefaciens other methods were developed, including electroporation, micro injection and particle bombardment with a gene gun (invented in 1987). In the 1980s techniques were developed to introduce isolated chloroplasts back into a plant cell that had its cell wall removed. With the introduction of the gene gun in 1987 it became possible to integrate foreign genes into a chloroplast. Genetic transformation has become very efficient in some model organisms. In 2008 genetically modified seeds were produced in Arabidopsis thaliana by dipping the flowers in an Agrobacterium solution. In 2013 CRISPR was first used to target modification of plant genomes. The first genetically engineered crop plant was tobacco, reported in 1983. It was developed creating a chimeric gene that joined an antibiotic resistant gene to the T1 plasmid from Agrobacterium. The tobacco was infected with Agrobacterium transformed with this plasmid resulting in the chimeric gene being inserted into the plant. Through tissue culture techniques a single tobacco cell was selected that contained the gene and a new plant grown from it. The first field trials of genetically engineered plants occurred in France and the US in 1986, tobacco plants were engineered to be resistant to herbicides. In 1987 Plant Genetic Systems, founded by Marc Van Montagu and Jeff Schell, was the first company to genetically engineer insect resistant plants by incorporating genes that produced insecticidal proteins from Bacillus thuringiensis (Bt) into tobacco. The People's Republic of China was the first country to commercialise transgenic plants, introducing a virus resistant tobacco in 1992. In 1994 Calgene attained approval to commercially release the Flavr Savr tomato, a tomato engineered to have a longer shelf life. In 1995 Bt Potato was approved safe by the Environmental Protection Agency, after having been approved by the FDA, making it the first pesticide producing crop to be approved in the US. In 1996 a total of 35 approvals had been granted to commercially grow 8 transgenic crops and one flower crop (carnation), with 8 different traits in 6 countries plus the EU. The first genetically modified animal to be approved for food use was AquAdvantage salmon in 2015. The salmon were transformed with a growth hormone regulating gene from a Pacific Chinook salmon and a promoter from an ocean pout enabling it to grow year round instead of only during spring and summer. GM banana cultivar QCAV 4 was approved by Australia and New Zealand in 2024. The banana resists the fungus that is fatal to the Cavendish banana, the dominant cultivar.

Әдістер

Генетикалық инженерия әдістерін қолдана отырып, генетикалық инженерияланған дақылдарда гендер қосылады немесе алынып тасталады, бастапқыда гендік қарулар, электропорация, микроинъекция және агробактериялар қолданылды. Жақында CRISPR және TALEN технологиялары одан да дәл және ыңғайлы өңдеу әдістерін ұсынды. Гендік қарулар (биолистика деп те аталады) нысаналы гендерді өсімдік жасушаларына "атып" (жоғары энергиялы бөлшектер немесе сәулелермен тікелей бағыттап) жібереді. Бұл ең көп қолданылатын әдіс. ДНҚ алтын немесе вольфрамның ұсақ бөлшектеріне байланыстырылады, содан кейін жоғары қысыммен өсімдік тіндеріне немесе жеке өсімдік жасушаларына жіберіледі. Үдетілген бөлшектер жасуша қабырғасы мен мембранадан өтеді. ДНҚ металдан бөлініп, ядро ішіндегі өсімдік ДНҚ-сына енгізіледі. Бұл әдіс көптеген дақылдар үшін, әсіресе бидай немесе жүгері сияқты монокотиледонды дақылдар үшін сәтті қолданылды, себебі Agrobacterium tumefaciens арқылы трансформация олар үшін аз сәтті болды. Бұл процедураның басты кемшілігі – жасуша тіндеріне елеулі зақым келтіру мүмкіндігі. Agrobacterium tumefaciens арқылы трансформация тағы бір кең таралған әдіс. Агробактериялар – өсімдіктердің табиғи паразиті. Олардың гендерді тасымалдау қабілеті тағы бір инженерлік әдіс ұсынады. Өздеріне қолайлы орта жасау үшін, агробактериялар өз гендерін өсімдік иесіне енгізеді, нәтижесінде топырақ деңгейіне жақын жерде (тақ желкесі) өзгертілген өсімдік жасушаларының көбеюіне себеп болады. Ісік өсуінің генетикалық ақпараты жылжымалы, дөңгелек ДНҚ фрагментіне (плазмидке) кодталған. Агробактерия өсімдікке инфекциялағанда, ол осы T-ДНҚ-ны өсімдік геномының кездейсоқ жеріне көшіреді. Генетикалық инженерияда бактериялық T-ДНҚ бактериялық плазмидтен алынып, қажетті жат генмен алмастырылады. Бактерия – өсімдіктерге жат гендерді тасымалдауға мүмкіндік беретін вектор. Бұл әдіс картоп, помидор және темекі сияқты екі жапырақтанды дақылдар үшін өте жақсы жұмыс істейді. Агробактериялық инфекция бидай мен жүгері сияқты дақылдарда аз сәтті болады. Электропорация өсімдік тінінде жасуша қабырғасы болмаған кезде қолданылады. Бұл әдісте "ДНҚ электр импульстерінен уақытша пайда болатын кішкентай тесіктер арқылы өсімдік жасушаларына енеді". Микроинъекция жасушаларға тікелей жат ДНҚ енгізу үшін қолданылады. Өсімдік ғалымдары, дақылдардың құрамының қазіргі заманғы жан-жақты профильдеу нәтижелерімен расталған, ГМ әдістерін қолдана отырып өзгертілген дақылдар дәстүрлі селекцияланған дақылдарға қарағанда күтпеген өзгерістерге аз бейім екенін көрсетеді. Зерттеулерде темекі және Арабидопсис тальяна ең көп өзгертілген өсімдіктер болып табылады, себебі олардың трансформация әдістері жақсы дамыған, оңай көбейтіледі және геномдары жақсы зерттелген. Олар басқа өсімдік түрлері үшін үлгі организмдер ретінде қызмет етеді. Өсімдіктерге жаңа гендерді енгізу үшін геннің экспрессиясы болатын аймаққа тән промотор қажет. Мысалы, генді тек күріш дәндерінде ғана, жапырақтарда емес, экспрессиялау үшін эндоспермге тән промотор қолданылады. Кодонды пайдаланудың ерекшелігіне байланысты геннің кодондары организм үшін оңтайландырылуы керек.

Genetically engineered crops have genes added or removed using genetic engineering techniques, originally including gene guns, electroporation, microinjection and agrobacterium. More recently, CRISPR and TALEN offered much more precise and convenient editing techniques. Gene guns (also known as biolistics) "shoot" (direct high energy particles or radiations against) target genes into plant cells. It is the most common method. DNA is bound to tiny particles of gold or tungsten which are subsequently shot into plant tissue or single plant cells under high pressure. The accelerated particles penetrate both the cell wall and membranes. The DNA separates from the metal and is integrated into plant DNA inside the nucleus. This method has been applied successfully for many cultivated crops, especially monocots like wheat or maize, for which transformation using Agrobacterium tumefaciens has been less successful. The major disadvantage of this procedure is that serious damage can be done to the cellular tissue. Agrobacterium tumefaciens mediated transformation is another common technique. Agrobacteria are natural plant parasites. Their natural ability to transfer genes provides another engineering method. To create a suitable environment for themselves, these Agrobacteria insert their genes into plant hosts, resulting in a proliferation of modified plant cells near the soil level (crown gall). The genetic information for tumor growth is encoded on a mobile, circular DNA fragment (plasmid). When Agrobacterium infects a plant, it transfers this T DNA to a random site in the plant genome. When used in genetic engineering the bacterial T DNA is removed from the bacterial plasmid and replaced with the desired foreign gene. The bacterium is a vector, enabling transportation of foreign genes into plants. This method works especially well for dicotyledonous plants like potatoes, tomatoes, and tobacco. Agrobacteria infection is less successful in crops like wheat and maize. Electroporation is used when the plant tissue does not contain cell walls. In this technique, "DNA enters the plant cells through miniature pores which are temporarily caused by electric pulses." Microinjection is used to directly inject foreign DNA into cells. Plant scientists, backed by results of modern comprehensive profiling of crop composition, point out that crops modified using GM techniques are less likely to have unintended changes than are conventionally bred crops. In research tobacco and Arabidopsis thaliana are the most frequently modified plants, due to well developed transformation methods, easy propagation and well studied genomes. They serve as model organisms for other plant species. Introducing new genes into plants requires a promoter specific to the area where the gene is to be expressed. For instance, to express a gene only in rice grains and not in leaves, an endosperm specific promoter is used. The codons of the gene must be optimized for the organism due to codon usage bias.

Трансгенді

Трансгендік өсімдіктерге басқа түрден алынған гендер енгізіледі. Енгізілген гендер бір патшалықтағы (өсімдікке өсімдік) немесе патшалықтар арасындағы (мысалы, бактериядан өсімдікке) түрлерден болуы мүмкін. Көп жағдайда, қоныс тепкен ДНҚ-ны қабылдаушы организмде дұрыс және тиімді экспрессиялау үшін сәл өзгерту қажет. Трансгендік өсімдіктер ақуыздарды экспрессиялау үшін қолданылады, мысалы, B. thuringiensis бактериясының критоксиндері, гербицидке төзімді гендер, антиденелер және вакцинацияға арналған антигендер. Еуропалық тамақ қауіпсіздігі агенттігінің (EFSA) жүргізген зерттеуі трансгендік өсімдіктерде вирустық гендердің де табылуын көрсетті. Трансгендік сәбіздер Гоше ауруын емдеуге қолданылатын талиглюцераза альфа дәрісін өндіру үшін пайдаланылды. Зертханада трансгендік өсімдіктер фотосинтезді арттыру мақсатында өзгертілді (қазіргі уақытта көптеген өсімдіктерде 2% шамасында, ал теориялық мүмкіндік 9-10%). Бұл рубиско ферментін өзгерту арқылы (яғни C3 өсімдіктерін C4 өсімдіктеріне айналдыру), рубисконы карбоксисомаға орналастыру арқылы, жасуша қабырғасына сорғыларды қосу арқылы немесе жапырақ пішінін немесе мөлшерін өзгерту арқылы мүмкін. Өсімдіктер биолюминесценция қабілетімен жабдықталды, бұл электр жарығына орнықты балама болуы мүмкін.

Цисгендік

Цисгендік өсімдіктер бір түрдің ішінде немесе оған жақын туыс түрлерде табиғи түрде кездесетін гендерді қолдану арқылы жасалады, бұл дәстүрлі өсімдіктерді селекциялауға мүмкіндік береді. Кейбір селекционерлер мен ғалымдар цисгендік модификациясы, дәстүрлі әдістермен будандастыру қиын өсімдіктер үшін (мысалы, картоп) пайдалы екенін, сондай-ақ цисгендік санатқа жататын өсімдіктер трансгендіктерге қарағанда кем нормативтік бақылаудан өтуі керек деп санайды.

Субгендік

Генетикалық модификацияланған өсімдіктерді басқа өсімдіктердің гендерін қоспай, өсімдіктің генетикалық құрамын өзгерту үшін генді басу немесе генді жою арқылы да дамытуға болады. 2014 жылы қытайлық зерттеуші Гао Цайся ұн басқан қытыққа төзімді бидайдың штаммын жасауға патент алды. Бұл штамм қытыққа қарсы қорғанысты басатын ақуыздарды кодтайтын гендерден айырылған. Зерттеушілер бидайдың гексаплоидты геномынан гендердің барлық үш көшірмесін жойды. Гао TALENs және CRISPR гендік өңдеу құралдарын басқа гендерді қоспай немесе өзгертпей пайдаланды. Далалық сынақтар дереу жоспарланбады. CRISPR техникасын Пенсильвания штатының зерттеушісі Иньонг Янг ақ түймешік саңырауқұлақтарын (Agaricus bisporus) қарарғаннан сақтау үшін, ал DuPont Pioneer жүгерінің жаңа сортын жасау үшін қолданды.

Бірнеше қасиеттің интеграциясы

Көптеген қасиеттерді үйлестіру арқылы, бірнеше жаңа қасиеттерді жаңа егінге енгізуге болады.

Экономика

ГМО азық-түлігінің фермерлерге экономикалық құны оның маңызды артықшылықтарының бірі болып табылады, оның ішінде дамып келе жатқан елдерде де. 2010 жылғы зерттеуге сәйкес, Bt жүгері соңғы 14 жылда Орталық Батыс штаттарының бесеуінде 6,9 миллиард долларлық экономикалық пайда әкелді. Оның көп бөлігі (4,3 миллиард доллар) Bt емес жүгері өндіретін фермерлерге тиесілі болды. Бұл Еуропалық жүгері бұрғышы популяциясының Bt жүгерімен байланысты азаюына байланысты болды, нәтижесінде конвенциялық жүгеріге шабуыл жасайтын жәндіктердің саны азайды. Ауыл шаруашылығы экономистері есептегендей, "1996 жылғы әлемдік артық өнім 240,3 миллион долларға өсті. Осы соманың ең үлкен бөлігі (59%) АҚШ фермерлеріне тиді. Тұқымдық компания Монсанто келесі үлкен үлес (21%) алды, одан кейін АҚШ тұтынушылары (9%), әлемнің қалған бөлігі (6%) және тұқымдық плазманы жеткізуші Delta & Pine Land Company of Mississippi (5%)". Агробиотехнологиялық қолданбаларды алу жөніндегі халықаралық қызмет (ISAAA) мәліметтері бойынша, 2014 жылы 28 елде шамамен 18 миллион фермер биотехнологиялық дақылдарды өсірді; дамып келе жатқан елдердегі фермерлердің шамамен 94% ресурстардың жетіспеушілігінен зардап шекті. Әлемдегі биотехнологиялық дақылдардың 181,5 миллион гектарлық жалпы ауданының 53%-ы 20 дамып келе жатқан елде өсірілді. Осы артықшылықтардан бас тарту қымбатқа түседі. Wesseler және авторлар (2017) бірнеше дақылдар үшін кешіктірудің салдарына келетін шығындарды бағалады, соның ішінде Угандадағы ГМ бананы, Батыс Африкадағы ГМ бұршақ және Кениядағы ГМ жүгері/дәнді пішенін. 2013 жылы Еуропалық академиялардың ғылыми кеңесшілер кеңесі (EASAC) Еуропалық Одақтың азық-түлік өндірісінде ГМО технологиясын дамытуға рұқсат беруін сұрады, бұл жер, су және қоректік заттарды аз пайдалану арқылы ауыл шаруашылығын одан әрі дамытуға мүмкіндік береді. EASAC сонымен қатар Еуропалық Одақтың "уақытты көп алатын және қымбат реттеуші аясын" сынады және Еуропалық Одақ ГМО технологиясын қабылдауда артта қалғанын мәлімдеді. Ауыл шаруашылығы бизнес нарықтарына қатысушыларға тұқымдық компаниялар, агрохимиялық компаниялар, дистрибьюторлар, фермерлер, астық жинаушылар және жаңа дақылдар/қасиеттерді әзірлейтін және фермерлерге ең жақсы тәжірибелер туралы кеңес беретін ауыл шаруашылығы кеңейтуші университеттер жатады. 2012 жылғы шолуға сәйкес, 1990 жылдардың соңы мен 2000 жылдардың басындағы деректерге сүйенсек, жыл сайын өсірілетін ГМО дақылдарының көп бөлігі мал азығы ретінде қолданылады және етке деген сұраныстың артуы ГМО азық дақылдарына деген сұраныстың өсуіне әкелді. Жемдік астықтардың жалпы дақыл өндірісіне қатысты пайыздық үлесі жүгері үшін 70%, ал соя сияқты майлы тұқымдар үшін 90% асады. ГМО жүгері дәндерінің шамамен 65 миллион тоннасы және ГМО соядан алынған соя ұнының 70 миллион тоннасы мал азығы ретінде қолданылады. 2009 жылы Монсанто тұқым сатудан және технологиясын лицензиялаудан 7,3 миллиард доллар табыс алды; DuPont, өзінің Pioneer еншілес компаниясы арқылы, сол нарықтағы екінші ірі компания болды. 2009 жылғы мәліметтерге сәйкес, Roundup өнімдерінің жалпы желісі, ГМО тұқымдарын қоса алғанда, Монсанто бизнесінің шамамен 50% құрады. ГМО қасиеттеріне қатысты кейбір патенттер мерзімі бітті, бұл осы қасиеттерді қамтитын жалпы тұқымдарды заңды түрде дамытуға мүмкіндік берді. Мысалы, қазір глифосатқа төзімді ГМО сояның жалпы түрлерін алуға болады. Тағы бір әсері - бір сатушы дамытқан қасиеттерді басқа сатушының эксклюзивті тұқымдарына қосуға болады, бұл өнімдердің таңдауын және бәсекелестікті арттыруы мүмкін. Monsanto өндірген Roundup Ready өнімінің бірінші түріне (соя) патент 2014 жылы аяқталды және патентсіз сояның алғашқы жинағы 2015 жылдың көктемінде өтті. Монсанто бұл патентті тұқымдық өнімдеріне глифосатқа төзімділік қасиетін қосатын басқа тұқымдық компанияларға кеңінен лицензиялады. 150-ге жуық компания технологияны лицензиялады, соның ішінде Syngenta және DuPont Pioneer.

GM food's economic value to farmers is one of its major benefits, including in developing nations. A 2010 study found that Bt corn provided economic benefits of $6.9 billion over the previous 14 years in five Midwestern states. The majority ($4.3 billion) accrued to farmers producing non Bt corn. This was attributed to European corn borer populations reduced by exposure to Bt corn, leaving fewer to attack conventional corn nearby. Agriculture economists calculated that "world surplus [increased by] $240.3 million for 1996. Of this total, the largest share (59%) went to U. S. farmers. Seed company Monsanto received the next largest share (21%), followed by US consumers (9%), the rest of the world (6%), and the germplasm supplier, Delta & Pine Land Company of Mississippi (5%)." According to the International Service for the Acquisition of Agri biotech Applications (ISAAA), in 2014 approximately 18 million farmers grew biotech crops in 28 countries; about 94% of the farmers were resource poor in developing countries. 53% of the global biotech crop area of 181.5 million hectares was grown in 20 developing countries. Forgoing these benefits is costly. Wesseler et al., 2017 estimate the cost of delay for several crops including GM banana in Uganda, GM cowpea in west Africa, and GM maize/corn in Kenya. In 2013 the European Academies Science Advisory Council (EASAC) asked the EU to allow the development of agricultural GM technologies to enable more sustainable agriculture, by employing fewer land, water, and nutrient resources. EASAC also criticizes the EU's "time consuming and expensive regulatory framework" and said that the EU had fallen behind in the adoption of GM technologies. Participants in agriculture business markets include seed companies, agrochemical companies, distributors, farmers, grain elevators and universities that develop new crops/traits and whose agricultural extensions advise farmers on best practices. According to a 2012 review based on data from the late 1990s and early 2000s, much of the GM crop grown each year is used for livestock feed and increased demand for meat leads to increased demand for GM feed crops. Feed grain usage as a percentage of total crop production is 70% for corn and more than 90% of oil seed meals such as soybeans. About 65 million metric tons of GM corn grains and about 70 million metric tons of soybean meals derived from GM soybean become feed. In 2009, Monsanto had $7.3 billion in sales of seeds and from licensing its technology; DuPont, through its Pioneer subsidiary, was the next biggest company in that market. As of 2009, the overall Roundup line of products including the GM seeds represented about 50% of Monsanto's business. Some patents on GM traits have expired, allowing the legal development of generic strains that include these traits. For example, generic glyphosate tolerant GM soybean is now available. Another impact is that traits developed by one vendor can be added to another vendor's proprietary strains, potentially increasing product choice and competition. The patent on the first type of Roundup Ready crop that Monsanto produced (soybeans) expired in 2014 and the first harvest of off patent soybeans occurs in the spring of 2015. Monsanto has broadly licensed the patent to other seed companies that include the glyphosate resistance trait in their seed products. About 150 companies have licensed the technology, including Syngenta and DuPont Pioneer.

Ұрнатқышты

2014 жылы жүргізілген ең ірі сараптама ГМО дақылдарының шаруашылыққа тигізетін әсерінің оң екенін көрсетті. Мета-талдау 1995 жылдан 2014 жылдың наурызына дейінгі кезеңдегі үш маңызды ГМО дақылы – соя, жүгері және мақтаның агрономиялық және экономикалық әсерлерін зерттеген барлық ағылшын тіліндегі жарияланған зерттеулерді қарастырды. Зерттеу нәтижесінде гербицидке төзімді дақылдардың өндіріс шығындары төмен екендігі анықталды, ал жәндіктерге төзімді дақылдардағы пестицидтерді қолданудың азаюы тұқымның қымбаттауымен толықтай өтелді, нәтижесінде жалпы өндіріс шығындары шамамен бірдей болды. Гербицидке төзімді сорттардың өнімділігі 9%-ға, ал жәндіктерге төзімді сорттардың өнімділігі 25%-ға артты. ГМО дақылдарын қолданған фермерлердің табысы осы дақылдарды қолданбаған фермерлерге қарағанда 69%-ға жоғары болды. Сараптама ГМО дақылдары дамып келе жатқан елдердегі фермерлерге көмектесетінін, өнімділікті 14 пайыздық тармаққа дейін арттыратынын көрсетті. Мысалы, Roundup Ready § Өнімділік туралы мәлімдемелерді қараңыз. Гендік редакциялау биоцидтер мен пестицидтерді пайдалануға тікелей байланысты емес өнімділікті де арттыруы мүмкін. 2022 жылдың наурыз айындағы далалық сынақтардың нәтижелері жүгерідегі KRN2 және күріштегі OsKRN2 гендерінің CRISPR негізіндегі жоюы астық өнімділігін тиісінше 10% және 8%-ға арттырғанын, ешқандай теріс әсерлер анықталмағанын көрсетті.

Сый-сыпаттары

Қазіргі кезде өсіріліп жатқан немесе әзірлену үстінде жатқан ГМ дақылдары әртүрлі қасиеттермен өзгертілген. Осы қасиеттерге сақтау мерзімін ұзарту, ауруға төзімділік, қиын жағдайға төзімділік, гербицидтерге төзімділік, жәндіктерге төзімділік, биоотын немесе дәрі-дәрмек сияқты пайдалы өнімдерді өндіру, зиянды заттарды сіңіру қабілеті және қоршаған ортаны тазалауда (биоремедиация) қолдану кіреді. Соңғы кездегі зерттеулер мен әзірлемелер дамып келе жатқан елдерде маңызды дақылдарды жақсартуға бағытталған, мысалы, Африка үшін жәндіктерге төзімді қара бұршақ және жәндіктерге төзімді баклажан (бринджал).

Ұзартылған жарамдылық мерзімі

АҚШ-та сатылымға рұқсат етілген алғашқы генетикалық модификацияланған өнім – ұзақ сақталу қасиетіне ие FlavrSavr помидоры болды. FlavrSavr помидоры 1994 жылы тұңғыш рет сатылды, ал өндірісі 1997 жылы тоқтатылды. Қазір ол нарықта жоқ. 2014 жылдың қараша айында АҚШ Ауыл шаруашылығы департаменті көгерудің алдын алатын ГМ картопын мақұлдады. 2015 жылдың ақпан айында АҚШ Ауыл шаруашылығы департаменті Arctic Apples-ты мақұлдады, ол АҚШ-та сатылымға рұқсат етілген алғашқы генетикалық модификацияланған алма болды. Генді өшіру әдісі полифенол оксидаза (PPO) ферментінің белсенділігін төмендету үшін қолданылды, осылайша алма кесілгеннен кейін қоңыр түске түсуінің алды алынды. Бұл қасиет Granny Smith және Golden Delicious сорттарына енгізілді. Бұл қасиет бактериялық антибиотикке төзімді генді қамтиды, ол канамицин антибиотикасына төзімділікті қамтамасыз етеді. Генетикалық инженерия канамицин қосылған ортада өсіруді қамтиды, бұл тек төзімді сорттардың ғана тірі қалуына мүмкіндік берді. arcticapple.com сайтында айтылғандай, алма жеген адамдар канамицинге төзімділікке ие болмайды. АҚШ-тың Азық-дәрі басқармасы (FDA) 2015 жылдың наурыз айында алманы мақұлдады.

Фотосинтездің жақсаруы

Өсімдіктер күн сәулесінің артық мөлшерінен қорғану үшін фотохимиялық емес сөндіруді пайдаланады. Өсімдіктер сөндіру механизмін дерлік бірден қоса алады, бірақ оны қайта өшіруге көбірек уақыт керек. Ол өшірілген кезде жойылған энергия мөлшері артады. Үш генге генетикалық өзгеріс енгізу бұл мәселені шешуге мүмкіндік береді (темекі өсімдіктерінде сынақтан өткізілді). Нәтижесінде, құрғақ жапырақтардың салмағы бойынша өнімділік 14-20%-ға артты. Өсімдіктердің жапырақтары іріледі, биіктігі жоғарылады және тамыр жүйесі күштірек болды. C3 жолы бар өсімдіктерде фотосинтез процесін жақсартуға болатын тағы бір мүмкіндік – фотореспирация. C3 өсімдіктеріне C4 жолын енгізу арқылы күріш сияқты астық дақылдарының өнімділігі 50%-ға дейін артуы мүмкін.

Биологиялық қаптау қабілетін жақсарту

Өсімдіктерді қолдану жобасы тамыр массасы, тамыр тереңдігі және суберин мөлшері артқан ГМО өсімдіктерін жасауға бағытталған.

Тамақ майы

Кейбір гендік модификацияланған соя бұршақтары өңдеу үшін жақсартылған май құрамын ұсынады. Камелина сатива (Camelina sativa) өсімдігі балық майына ұқсас жоғары деңгейдегі май жинақтайтын етіп өзгертілген.

Витаминдерді байыту

Халықаралық күріш зерттеу институты (IRRI) әзірлеген алтын күріш, А витаминінің жетіспеушілігін азайту мақсатында, А витаминінің көбірек мөлшерін қамтамасыз етеді. 2016 жылғы қаңтар айына дейін алтын күрішті ешбір елде коммерциялық өндіріс көлемінде өсірген жоқ.

Токсиндерді азайту

Жасалып жатқан генетикалық модификацияланған маниока цианоген глюкозидтерінің мөлшерін азайтады және ақуыз бен басқа да қоректік заттардың қамтамасыздығын арттырады (Біо-Маниока деп аталады). 2014 жылдың қарашасында АҚШ Ауыл шаруашылығы департаменті (USDA) көгерудің алдын алатын және қуырылғанда аз акриламид түзілетін картоптың түрін мақұлдады. Бұған сондай-ақ қырауға және топырақтың жоғары тұздылығына төзімділік қабілеті де жатады. Құрғақшылыққа төзімділік – өсімдіктің геномын өзгерту арқылы, оның қышқыл метаболизмі (CAM) деп аталатын механизміне әсер ету нәтижесінде пайда болады, бұл өсімдікке су деңгейі төмен болған жағдайда да тірі қалуға мүмкіндік береді. Бұл күріш, бидай, соя және тополь сияқты суды көп қажет ететін дақылдардың су тапшылығы бар ортаға бейімделуін үдетуге үміт береді. Тұздылыққа төзімді дақылдарда тұздылыққа төзімділік механизмдері анықталған. Мысалы, күріш, канола және помидор дақылдары тұз стрессіне төзімділігін арттыру үшін генетикалық түрлендірілген.

Глифосат

ГМО-ның ең көп таралған қасиеті – гербицидтерге төзімділік, оның ішінде глифосатқа төзімділік ең кең таралған. Глифосат (Раундап және басқа гербицидтердің белсенді компоненті) өсімдіктердегі шикимат жолына араласып, фенилаланин, тирозин және триптофан сияқты ароматты аминокислоталардың синтезіне қажетті жолды бұзып, өсімдіктерді өлтіреді. Шикимат жолы жануарларда кездеспейді, олар ароматты аминокислоталарды тамақ арқылы алады. Атап айтқанда, глифосат 5-энолпирувилшикимат-3-фосфат синтезасы (EPSPS) ферментін тежейді. Бұл қасиет дамытылуының себебі – сол кезде астық пен шөптік дақылдарда қолданылатын гербицидтердің жоғары уыттылығы және тар жапырақты арамшөптерге тиімсіздігі болды. Сондықтан, глифосатпен өңдеуге төзімді дақылдарды жасау экологиялық және денсаулық тәуекелдерін азайтуға, сондай-ақ фермерге ауыл шаруашылығында үстемдік беруге мүмкіндік береді. Кейбір микроорганизмдерде глифосаттың тежеу әсеріне төзімді EPSPS-тің нұсқалары бар. Олардың бірі глифосатқа төзімді Agrobacterium CP4 штаммынан (CP4 EPSPS) бөліп алынды. CP4 EPSPS генінің 5' ұшы петуния EPSPS-тен алынған хлоропласт транзит пептидісімен біріктіріліп, өсімдіктерде экспрессия үшін жаратылды. Бұл транзит пептидісі бактериялық EPSPS-ті басқа өсімдіктердің хлоропластарына жеткізуге қабілетті екені бұрын дәлелденген. Бұл CP4 EPSPS гені клондалып, сояға трансфекцияланды. Генді сояға жеткізу үшін PV GMGTO4 плазмиді қолданылды. Оның құрамында үш бактериялық ген, екі CP4 EPSPS гені және маркер ретінде Escherichia coli-ден бета-глюкуронидазаны (GUS) кодтайтын ген бар. ДНК бөлшектерді үдету әдісі арқылы сояға енгізілді. Трансформация үшін сояның А54О3 сорты пайдаланылды.

Бромксинил

Темекі өсімдіктері бромксинил гербицидіне төзімді болу үшін гендік инженерлік әдіспен өңделген.

Глуфосинат

Глуфосинат гербицидіне төзімді дақылдар да коммерциялық сұраныста. Гербицидтерге қарсы төзімділік күшейіп келе жатқандықтан, фермерлерге екі, үш немесе төрт түрлі химиялық заттардың қоспасын қолдануға мүмкіндік беретін, бірнеше гербицидке төзімді дақылдар әзірленуде.

2,4-Д

2014 жылдың қазан айында АҚШ-тың ЭҚА алты штатта глифосатқа және 2,4 D-ге төзімді, генетикалық түрлендірілген Dow's Enlist Duo жүгерісін тіркеді. Бактериялық арилоксиалканоат диоксигеназа генін, aad1 енгізу арқылы жүгері 2,4 D-ге төзімді болады. USDA 2014 жылдың қыркүйегінде осы мутацияға ие жүгері мен сояны мақұлдаған еді.

Дикамба

Монсанто глифосат пен дикамбаға төзімді жинақталған штаммды мақұлдауды сұрады. Өтінішке гербицидтердің басқа дақылдарға таралуын болдырмау жоспарлары кіреді. 2017 жылы дикамба препараттарының шашылуынан, төзімді сояға қолданған кезде ұшқыштығын азайту мақсатында, төзімсіз басқа дақылдарға елеулі зиян келтірілді. Дикамбаның жаңа формулаларында бөлшектің ауысуын болдырмау үшін орташа жел жылдамдығының белгілі бір шектен жоғары болмауы, температура инверсиясын болдырмау үшін орташа жел жылдамдығының белгілі бір шектен төмен болмауы, сондай-ақ келесі күні жаңбыр немесе жоғары температура күтілгенде шашылмауы қажеттігі көрсетілген. Дегенмен, мұндай жағдайлар әдетте маусым және шілде айларында бірнеше сағатқа ғана орын алады.

Құрт-құмырсқалар

Темекі, жүгері, күріш және басқа да кейбір дақылдар Bacillus thuringiensis (Bt) бактериясынан шыққан инсектицидтік ақуыздарды кодтайтын гендерді өндіру үшін гендік инженерия арқылы өзгертілген. 1996-2005 жылдар аралығында Bt дақылдарының енгізілуі АҚШ-та инсектицидтердің белсенді ингредиенттерін қолданудың жалпы көлемін 100 мың тоннадан астамға азайтқаны бағаланды. Бұл инсектицидтерді қолданудың 19,4%-ға төмендеуін білдіреді. 1990 жылдардың соңында Колорадо картоп қоңызына төзімді генетикалық түрлендірілген картоп, ірі сатып алушылар тұтынушылардың наразылығына қаулы болғандықтан, сатудан алынып тасталды. 1990 жылдардың соңында Гавайиде папайяның сақиналы вирусының (PRV) таралуына жауап ретінде вирусқа төзімді папайя әзірленді. Олардың құрамында PRV ДНК бар. 2010 жылға қарай Гавайидегі папайя өсімдіктерінің 80%-ы генетикалық түрлендірілген. Картоп 1998 жылы картоп жапырақтарының вирусқа және Y картоп вирусына төзімді болу үшін гендік инженерияланды. Нашар сатудан кейін үш жыл өткен соң олар нарықтан алынып тасталды. Алғашқыда екі, кейін үш вирусқа төзімді сары қабақтар 1990 жылдардан бастап әзірленді. Бұл вирустар – қарбыз, қияр және кабачок/сарықабақ сары мозаикасы. Қабақ АҚШ реттеушілері бекіткен екінші ГМО дақылы болды. Бұл қасиет кейіннен кабачокқа да қосылды. Соңғы жылдары жүгерінің көптеген сорттары жүгерінің ергежейтілген мозаикалық вирусының таралуымен күресу үшін әзірленді, бұл Джонсон шөбінде тасымалданатын және шыбынды жәндіттер арқылы таралатын қымбат вирус. Бұл сорттар коммерциялық түрде қол жетімді, бірақ ГМО жүгерінің барлық түрлерінде төзімділік стандартты емес.

Есірткілер

2012 жылы FDA алғашқы өсімдік өндірілген фармацевтикалық препаратты, Гаучер ауруына арналған емді мақұлдады. Темекі өсімдіктері емдік антиденелерді өндіру үшін өзгертілді.

Биоотын

Су құбырлары биоотын өндіру үшін әзірленуде. Биоотын өндіру үшін микротозаңдақтарды жапсарып өндіруге бағытталған, сондай-ақ тозаңдақтардың липид өндіруін арттыруға назар аударылып жатыр, бірақ липидтерді бөліп алу процесінің қымбаттылығына байланысты нәтижелерді көруге жылдар қажет. Сингапур зерттеушілері биоотын өндіру үшін ГМ-жатрофаны әзірлеуде болды. Syngenta компаниясы USDA мақұлдауымен Enogen тауарлық белгісімен жүгеріні нарыққа шығаруға құқық алды, ол генетикалық түрлендіріліп, крахмалын этанолға айналдыру үшін қантқа айналдырады. Кейбір ағаштардың генетикалық коды өзгертіліп, лигнин мөлшері азайтылды немесе лигнин химиялық тұрақсыз байланыстар арқылы өрнектеледі. Лигнин – ағаштан биоэтанол жасау кезіндегі маңызды шектеуші фактор, себебі лигнин целлюлоза микрофибрилдерінің ферменттермен деполимерленуіне қолжетімділігін шектейді. Ағаштардан басқа, химиялық тұрақсыз лигнин байланыстары жүгері сияқты дәнді дақылдар үшін де өте пайдалы.

Материалдар

Компаниялар мен зертханалар биопластик жасауға болатын өсімдіктерді жасау үстінде. Өнеркәсіптік қолданысқа жарамды крахмал өндіретін картоп та сәтті өсірілді. Майлы тұқымдарды жуғыш заттар, жанармайдың баламасы және мұнай химиясы үшін қажетті май қышқылына айналдыруға болады.

Пестицид емес зиянкестерді жою өнімдері

Жоғарыда аталған өңделген майлы дақылдан өзге, Camelina sativa да Helicoverpa armigera феромондарын өндіру үшін өңделді, ал Spodoptera frugiperda нұсқасы жұмыста жүр. H. armigera феромондары сынақтан өтті және тиімді екені дәлелденді.

Биологиялық оңалту

2011 жылы Йорк университетінің ғалымдары ТНТ және РДХ жарылғыш заттарымен ластанған топырақты тазартатын бактериялардың гендерін қамтитын арабидопсис талиана (Arabidopsis thaliana) деген арамшөпті өрбітті. АҚШ-тағы 16 миллион гектар жер (жалпы ауданының 1,5%) ТНТ және РДХ-пен ластанған деп есептеледі. Дегенмен, А. thaliana әскери полигондарда қолдануға жеткілікті төзімді емес еді. 2016 жылы жасалған өзгерістерге шөптесін және иілгіш шөптер енгізілді. Генетикалық түрлендірілген өсімдіктер ластанған топырақты биоремедиациялау үшін қолданылған. Мырыш, селен және полихлорирленген бифенилдер (ПХБ) сияқты органикалық ластаушылар. Теңіз ортасы ерекше осал, себебі мұнай төгілуі сияқты ластануды тоқтату мүмкін емес. Антропогендік ластанудан басқа, жыл сайын теңіз ортасына табиғи ағыннан миллиондаған тонна мұнай түседі. Уыттылығына қарамастан, теңіз жүйелеріне түсетін мұнайдың айтарлық бөлігі микробтық қауымдастықтардың көмірсутектерді ыдырату арқылы жойылады. Әсіресе, жақында ашылған мамандық топтарының табысы, пайдалы гендерді ұсына алатын гидрокарбонокластикалық бактериялар (ГКБ) деп аталады.

Жыныстық емес көбею

Жүгері сияқты дақылдар жыл сайын жыныстық жолмен көбейеді. Бұл келесі ұрпаққа қандай гендер берілетінін кездейсоқ анықтайды, демек, қажетті белгілер жоғалуы мүмкін. Жоғары сапалы өнім алу үшін кейбір шаруалар жыл сайын тұқым сатып алады. Әдетте, тұқым өсіру компаниялары екі ішкі сұрыпты ұстап, оларды гибридтік сортқа будандастырып, содан кейін сатады. Сорго және гамма шөп сияқты туысқан өсімдіктер апомиксис жасай алады – бұл өсімдіктің ДНК-сын өзгеріссіз сақтайтын жыныссыз көбею түрі. Бұл қасиет, көрінетіндей, бір доминантты генмен бақыланады, бірақ дәстүрлі селекция жыныссыз көбейетін жүгері алуда сәтсіз болды. Гендік инженерия осы мақсатқа жетудің тағы бір жолын ұсынады. Сәтті түзету шаруаларға сатып алынған тұқымға тәуелді болмай, қажетті белгілерін сақтап қалған егіннен алынған тұқымды қайта отырғызуға мүмкіндік береді.

Басқа

Сонымен қатар, кейбір дақылдардың генетикалық модификациясы да бар, ол дақылды өңдеуді жеңілдетеді, яғни оны тығыз пішінде өсіруге мүмкіндік береді. Мысалы, томаттар тұқымсыз етіп өзгертілді. Темекі хлорофилл a және b-ға қоса хлорофилл c өндіру үшін модификацияланды, бұл өсу қарқынын арттырады. Бұл трансген теңіз балдырында табылды, ол оны көк түсті сәуледен энергия алу үшін пайдаланады, ол ұзын толқынды сәулелерге қарағанда теңіз суына тиімдірек еніп өтеді.