Din științele biologice, o relație directă cu producția alimentară are și are microbiologie și biochimie, care sunt direct implicate în dezvoltarea proceselor biotehnologice bazate pe utilizarea abilității biosintetice a microorganismelor.
Sinteza microbiană a acizilor citrici, oxalici, itaconic, gluconic și alți organici, care sunt folosiți în industria alimentară, a fost mult timp în condiții industriale.
După cum se știe, proteinele de origine vegetală conțin aminoacizi individuali în cantități foarte mici. Acest lucru creează un deficit semnificativ în calitatea hranei consumate de animalele de fermă și de păsări. Prin urmare, la începutul anilor '60. în mai multe țări, a fost introdusă sinteza microbiologică industrială a aminoacizilor, inclusiv cele de neînlocuit. Acum, lizina, alanina, acizii asparaginici noi și glutamic, metionina, triptofanul, leucina și alți aminoacizi sunt pe larg folosiți microbiologic, care sunt folosiți pe scară largă pentru îmbogățirea furajelor.
Producția de enzime ocupă o proporție semnificativă în industria microbiologică. Amilolitică produc la scară industrială, proteolitice, pectinază și alte enzime care sunt utilizate pe scară largă în industria alimentară pentru a îmbunătăți gustul și aroma alimentelor (producția de brânzeturi, diverse produse lactate), și fermentarea soia și a altor materii prime.
O importanță deosebită este producția ieftină a proteinei esențiale "unicelulare" (drojdie furajeră) bogată în aminoacizi esențiali. Se estimează că tone de drojdie adăugate la hrana puilor sunt suficiente pentru a produce o cantitate suplimentară de 35.000 ouă și 1.5 tone de carne de pui. În cantități mari, biomasa de chlorella este de asemenea obținută, pastele de la care merg la hrana animalelor, păsări, viermi de mătase. Chlorella este, de asemenea, utilizat ca îngrășământ.
Industria microbiologică produce în cantități mari diferite vitamine, care se adaugă la produsele alimentare și, în combinație cu proteinele, se adaugă la furaje (complexul protein-vitamine) pentru a crește productivitatea animalelor. În final, observăm producția microbiologică a antibioticelor furajere utilizate pentru aditivii din hrana animalelor, precum și Gib-berelinov și medicamente entomopatogenici utilizate în reglarea creșterii plantelor de cultură și de a le proteja de dăunători.
Acum devine din ce în ce mai culturi importanta cautare de microorganisme, care ar da o anumită (dorită) alimente gust. Conform estimărilor brute ale lumii, există o mare de animale domestice la fel de mult ca sunt oameni, adică. E. Per persoană are un animal de companie majoră, iar unul păsări de curte (găini, gâște, etc ..), ceea ce reduce resursele de proteine ale biosferei. Prin urmare, a apărut ideea obținerii de alimente din microorganisme, ocolind animalele și creșterea plantelor. Experții cred că este posibil să se producă o varietate de produse de microorganisme, care, atunci când sunt combinate cu forme tradiționale de mâncare puteți găti mese echilibrate de compoziție numărul și de aminoacizi a proteinelor și a altor compuși.
Cu toate acestea, măsurile tradiționale nu sunt suficiente pentru creșterea cantității și calității alimentelor. Din acest motiv, producția de alimente a devenit o zonă importantă a ingineriei genetice. Sarcina acestei direcții este de a spori, pe o bază fundamental nouă, randamentul plantelor agricole și, în primul rând, culturile de cereale ca sursă de pâine și, de asemenea, creșterea productivității animalelor de fermă ca sursă de carne și produse din carne.
De-a lungul perioadei preistorice, crescătorii au selectat și au propagat plante cu proprietăți de interes agronomic. Această cale este cunoscută ca o selecție clasică. Cu toate acestea, crescătorii vechi și moderni au fost mereu limitați în succesul lor, deoarece această restricție a fost determinată de limitările metodelor de selecție utilizate.
Ingineria genetică a extins cererea sa de a crea condiții pentru procese, cum ar fi fixarea atmosferică azot, fotosintezei, plante cu flori, tratarea apei, nutriție minerală și materiale de transport al. Ceea ce se crede a avea un rol important în formarea trăsăturilor agronomic valoroase de plante de control.
Vorbind despre fixarea azotului, observăm că anual, în toate țările, creșterea randamentului terenurilor din sol contribuie cu aproximativ 6 miliarde de tone de îngrășăminte. Cu randament ridicat soiuri de grâu, orez și alte culturi, a căror introducere în practică într-un număr de țări a provocat la momentul așa-numita „revoluție verde“ are nevoie de cantități mari de îngrășăminte cu azot. Cu toate acestea, producția lor este foarte împovărată pentru economie. Dezavantajul este că ele sunt asimilate de plante doar cu 40-50%. O parte semnificativă a acestora este spălată în rezervoare de ploaie și apă de izvor, care poluează apa de băut și creează condițiile pentru dezvoltarea algelor absorbind oxigen în rezervoare. Între timp, atmosfera constă în 70% azot. Dar, după cum se știe, principala sursă de cereale, cerealele, nu este capabilă să asimileze azotul atmosferic. Prin urmare, ideea transferului de gene de fixarea azotului de către bacteriile leguminoase care sunt leguminoase simbiotice și capabile de a fixa azotul atmosferic, la microorganisme din sol, care se pot afla în rizosfera de cereale. Rezultatele experimentelor de inginerie genetică deja efectuate arată promisiunea acestei sarcini și realitatea soluției sale pe o scară de producție.
Creșterea productivității plantelor prin intensificarea fotosintezei este una din ideile vechi de biologie agricolă. Cu toate acestea, pe calea punerii sale în aplicare, chiar și prin inginerie genetică, există multe dificultăți. Unul dintre ei este că nu știm nimic despre mecanismele care limitează fotosinteza. Acest lucru previne folosirea manipulărilor genetice în ceea ce privește fotosinteza.
O sarcină importantă a ingineriei genetice este de a găsi modalități de a furniza plantelor gene care să controleze perioada de înflorire. Astfel de gene trebuie să controleze plante cu flori numai în anumite perioade ale anului, ceea ce va reduce dependența agriculturii de factorii climatici și meteorologici. Această problemă este rezolvată prin introducerea de gene din plante cu creștere rapidă în celule de plante care înfloresc la o dată ulterioară. De exemplu, sa constatat că introducerea de control gene plante Arabidopsis cu flori, celule de plop insotite de dezvoltarea plop transgenice, înflorește la 7 luni. Copacii de aspen nu înfloresc, de obicei, la vârsta de 8 ani. Este cunoscut faptul că unele plante conțin genele de rezistență (R-gene) care asigură rezistența la virusuri, bacterii sau fungi care cauzează boli ale plantelor. Aceste gene codifică proteinele receptorilor în plante. Contactarea produsele de gene care furnizează patogenitate mikroor1 „anizmov, R-controlul-emye proteine receptor includ acțiunea factorilor de protecție a plantelor. Cu toate acestea, apărarea naturală suficientă în toate cazurile pentru prevenirea bolilor de plante cultivate. De aceea, nu mai puțin interes sunt dezvoltarea genetic inginer LARG în scopul de a crea plante cu rezistență crescută la boli. după cum știți, resursele de teren arabil din lume a fost mult timp epuizate, iar acum chiar redusă din cauza activităților umane. DACA EXISTA O o treime din suprafața pământului este deșert, semi-deșert și savane uscat. Sărăcirea resurselor și creșterea populației ne face să caute noi soiuri și specii de plante agricole, care ar putea fi cultivate în deșert, irigate cu apă de mare (neopresnennoy). Prin urmare, pentru o lungă perioadă de timp, de lucru are ca scop în curs de desfășurare la crearea plante - halofite capabile să utilizeze apa de mare sau de plante cu mai puțină nevoie de apă, dacă acestea nu sunt asociate cu cultivarea de irigare.
Ingineria genetică speră să dezvolte modalități de a furniza plantelor genele care să le controleze rezistența la îngheț, secetă și alți factori nefavorabili din agricultură în diferite zone geografice.
Una dintre domeniile ingineriei genetice în domeniul producției alimentare este asociată cu dezvoltarea metodelor de introducere a genelor de la animale în genomul plantelor. După cum sa sugerat, acest lucru va permite o schimbare calitativă a pâinii, similitudinea sa cu produsele de origine animală. Faptul că a fost posibilă introducerea genelor de interferon în tutun și alte plante face ca această tendință să fie promițătoare.
După cum sa menționat mai sus, manipularea genetică a plantelor izolate (micropropagare clonală de plante) celule pentru a reduce dramatic calendarul de reproducere a multor specii de plante, precum voproizvesti aceeași plantă în sute de mii de copii, precum și agenți patogeni neinfectate, ceea ce este extrem de important pentru practicile agricole. Obținerea de culturi dintr-o singură donare de celule și în continuare promisiunile lor la dezvoltarea unor soiuri de plante rezistente la virusuri, bacterii și ciuperci care pot provoca boli.
Este cunoscut faptul că în practica agricolă a fost mult timp folosit cu succes pentru a crește randamentul plantelor de hibridizare și, în particular, hibridizare, care este definită ca traversarea de plante aparținând diferitelor specii și genuri. Dezvoltarea teoriei hibridizării la distanță și obținerea de rezultate practice în acest domeniu au adus o contribuție semnificativă la oamenii de știință ruși NI Vavilov, G. D. Carpio Marchenko, AI Derjavin Tsitsin și altele. Cu toate acestea, hibridizarea la distanță de plante asociate cu cheltuielile de mai mulți ani de muncă, valoarea ingineriei genetice aici este că a deschis perspective pentru o reducere semnificativă în ceea ce privește primirea de hibrizi la distanță, precum și utilizarea ca aproape nelimitată de specii și genuri de diversitate de plante ca formele originale. Producerea hibrizilor îndepărtați a devenit posibilă pe baza fuziunii protoplaștilor celulelor individuale de plante, fie pe baza transformării celulelor folosind ADN străin, fie cu ajutorul plasmidelor.
În esență, este vorba despre o incompatibilitate genetice depășire extrem de rapidă a plantelor, t. E. privind perspectivele de hibridizare a plantelor de specii individuale sau genuri cu ajutorul tehnicilor moderne. Realizarea acestor perspective a condus deja la unele rezultate, în special, la producerea de forme noi sub forma așa-numitei Seokguram (soia + porumb), sotaba (soia + tutun) și tabapeta (tutun + petunie). De asemenea s-au efectuat experimente pentru obținerea cartofului (cartof + tomate). Plantele care au evoluat din celulele hibride individuale nu au încă valoarea economică așteptată de la acestea. În consecință, rămân multe de făcut pentru a îmbunătăți atât metodele de obținere a hibrizilor îndepărtați, cât și pentru a păstra atributele economice și utile ale acestor hibrizi. Dar ceea ce a fost cultivat pe suprafețe mari de soiuri modificate genetic de porumb, soia și roșii, generează speranța că, în următorii ani, agricultura va fundamental noi metode pentru producerea de plante cu proprietăți dorite, inclusiv astfel de plante, care nu există în unele țări natura înainte.
Căutarea de noi modalități de a îmbunătăți productivitatea șeptelului prin tehnici de inginerie genetică testate în trei direcții, și anume, „proiectare“ animale cu proprietăți dorite prin transplantare de gene, clonarea animalelor prin clonarea celulelor după separarea embrionilor și transplanturi de embrioni.
Abilitatea de a „proiecta“ animale cu proprietăți dorite prin gene transplantare este prezentată în experimente în care a fost transplantat genei hormonului de creștere de șobolan în ouă fertilizate de șoarece care au fost apoi implantat în uter de soareci - mame adoptive. Unele dintre puii nascuti la un hormon de creștere străină produse în cantități foarte mari și, prin urmare, în mod semnificativ mai destept decat soareci colegii lor au devenit giganți. Studiile în această direcție se aprofundează în fiecare an, dând rezultate noi. Cu transplant sugereaza gene provin vaci a căror greutate este de câteva ori mai mare comparativ cu greutatea de vaci roci existente și producția de lapte va fi de până la 20 000 kg de lapte pe an.
O mare oportunitate constă în metoda de clonare a animalelor, care este deja utilizată în cazul bovinelor mari și mici. De obicei, embrionii constând din celule 60-80, care sunt implantate în corpul mamei adoptive, sunt zdrobite. Prin urmare, în principiu, câteva zeci de animale pot fi obținute de la un embrion.
embrioni de transplant - este probabil cea mai dezvoltata zona din domeniu, succesul care este conectat, așa cum sa menționat mai sus, dezvoltarea metodelor polyovulation inducție, fertilizarea in vitro și implantarea embrionului celulelor in animale. Cu ajutorul acestei metode s-au produs deja sute de mii de viței.
Metodele noi au avantaje extrem de importante, oferind progrese incontestabile în acest domeniu. În primul rând, ele permit accelerarea reproducerii animalelor cu calități economice ridicate. În plus, acestea vor permite conservarea unei baze genetice valoroase, deoarece embrionii "spălați" pot fi conservați prin înghețare și depozitați pe o perioadă nedeterminată. Această metodă face ca transportul animalelor să fie mai ieftin, deoarece este mai profitabil să transporte embrioni congelați în vitro decât animalele însele.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: