Agricultural biotechnology
வேளாண் உயிரி தொழில்நுட்பம், அக்ரிடெக் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது மரபணு பொறியியல், மூலக்கூறு குறிப்பான்கள், மூலக்கூறு நோயறிதல், தடுப்பூசிகள் மற்றும் திசு வளர்ப்பு உள்ளிட்ட அறிவியல் கருவிகள் மற்றும் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி தாவரங்கள், விலங்குகள் மற்றும் நுண்ணுயிரிகளை மாற்றியமைக்கும் விவசாய அறிவியலின் ஒரு பகுதியாகும். பயிர் உயிரி தொழில்நுட்பம் என்பது விவசாய உயிரி தொழில்நுட்பத்தின் ஒரு அம்சமாகும், இது சமீப காலங்களில் பெரிதும் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது. விரும்பிய பண்பு ஒரு குறிப்பிட்ட பயிர் இனத்திலிருந்து முற்றிலும் மாறுபட்ட இனத்திற்கு ஏற்றுமதி செய்யப்படுகிறது. இந்த டிரான்ஸ்ஜீன் பயிர்கள் சுவை, பூக்களின் நிறம், வளர்ச்சி விகிதம், அறுவடை செய்யப்பட்ட பொருட்களின் அளவு மற்றும் நோய்கள் மற்றும் பூச்சிகளுக்கு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் விரும்பத்தக்க பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. வரலாறு விவசாயிகள் விரும்பிய பண்புகளை உருவாக்குவதற்காக ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இனப்பெருக்கம் மூலம் தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குகளை கையாளுகின்றனர். 20 ஆம் நூற்றாண்டில், தொழில்நுட்பத்தின் எழுச்சி, அதிகரித்த மகசூல், பூச்சி எதிர்ப்பு, வறட்சி எதிர்ப்பு மற்றும் களைக்கொல்லி எதிர்ப்பு போன்ற பண்புகளின் தேர்வு மூலம் விவசாய உயிரி தொழில்நுட்பத்தின் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுத்தது. உயிரி தொழில்நுட்பத்தின் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்பட்ட முதல் உணவுப் பொருள் 1990இல் விற்கப்பட்டது, 2003க்குள் 7 மில்லியன் விவசாயிகள் உயிரி தொழில்நுட்பப் பயிர்களைப் பயன்படுத்தினர். இந்த விவசாயிகளில் 85 சதவீதத்திற்கும் அதிகமானோர் வளரும் நாடுகளில் உள்ளனர். பயிர் மாற்ற நுட்பங்கள் பாரம்பரிய இனப்பெருக்க பாரம்பரிய குறுக்கு இனப்பெருக்கம் பயிர் தரம் மற்றும் அளவை மேம்படுத்த பல நூற்றாண்டுகளாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. குறுக்கு இனப்பெருக்க இணைகள் பெற்றோரின் விரும்பிய பண்புகளுடன் ஒரு புதிய மற்றும் சிறப்பு வகையை உருவாக்க இரண்டு பாலியல் இணக்கமான இனங்களை உருவாக்குகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, தேன்கூடு ஆப்பிள் அதன் பெற்றோரின் குறுக்கு இனப்பெருக்கம் காரணமாக ஒரு குறிப்பிட்ட அமைப்பையும் சுவையையும் வெளிப்படுத்துகிறது. பாரம்பரிய நடைமுறைகளில், ஒரு தாவரத்திலிருந்து மகரந்தம் மற்றொரு தாவரத்தின் பெண் பகுதியில் வைக்கப்படுகிறது, இது இரு தாய் தாவரங்களிலிருந்தும் மரபணு தகவல்களைக் கொண்ட ஒரு கலப்பினத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. தாவர வளர்ப்பாளர்கள் தாங்கள் கடந்து செல்ல விரும்பும் பண்புகளைக் கொண்ட தாவரங்களைத் தேர்ந்தெடுத்து, அந்த தாவரங்களை தொடர்ந்து இனப்பெருக்கம் செய்கிறார்கள். குறுக்கு இனப்பெருக்கம் அதே அல்லது நெருங்கிய தொடர்புடைய இனங்களுக்குள் மட்டுமே பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதை நினைவில் கொள்க. முடஜெனெசிஸ் பிறழ்வுகள் எந்தவொரு உயிரினத்தின் டி. என். ஏவிலும் தோராயமாக நிகழலாம். பயிர்களுக்குள் பல்வேறு வகைகளை உருவாக்க, விஞ்ஞானிகள் தாவரங்களுக்குள் சீரற்ற முறையில் பிறழ்வுகளைத் தூண்டலாம். விரும்பிய பண்பு மீது தடுமாறும் நம்பிக்கையில் சீரற்ற பிறழ்வுகளைத் தூண்டுவதற்கு முடஜெனெசிஸ் கதிரியக்கத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. டிஎன்ஏ-க்குள் சீரற்ற பிறழ்வுகளை உருவாக்க விஞ்ஞானிகள் ஈத்தில் மெத்தனிஸல்போனேட் அல்லது ரேடியோஆக்டிவிட்டி போன்ற பிறழ்ந்த இரசாயனங்களைப் பயன்படுத்தலாம். அணுத் தோட்டங்கள் பயிர்களை மாற்றுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு கதிரியக்க மையம் ஒரு வட்டமான தோட்டத்தின் மையத்தில் அமைந்துள்ளது மற்றும் சுற்றியுள்ள பயிர்களை கதிர்வீச்சு செய்ய தரையில் இருந்து உயர்த்தப்பட்டு, ஒரு குறிப்பிட்ட ஆரத்திற்குள் பிறழ்வுகளை உருவாக்குகிறது. கதிர்வீச்சு மூலம் முடஜெனெசிஸ் என்பது ரூபி சிவப்பு திராட்சைப்பழங்களை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுத்தப்படும் செயல்முறையாகும். பாலிப்லாய்டி பாலிப்லாய்டியை ஒரு பயிரில் உள்ள குரோமோசோம்களின் எண்ணிக்கையை அதன் கருவுறுதல் அல்லது அளவைப் பாதிக்க மாற்றுவதற்கு தூண்டலாம். பொதுவாக, உயிரினங்கள் இரண்டு செட் குரோமோசோம்களைக் கொண்டுள்ளன, இல்லையெனில் டிப்ளாய்டி என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும், இயற்கையாகவோ அல்லது இரசாயனங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமோ, அந்த குரோமோசோம்களின் எண்ணிக்கை மாறக்கூடும், இதன் விளைவாக கருவுறுதல் மாற்றங்கள் அல்லது பயிருக்குள் அளவு மாற்றம் ஏற்படலாம். விதையில்லாத தர்பூசணிகள் இந்த முறையில் உருவாக்கப்படுகின்றன; ஒரு 4-செட் குரோமோசோம் தர்பூசணி 2-செட் குரோமோசோம் தர்பூசணி கொண்டு குறுக்கப்பட்டு மூன்று செட் குரோமோசோம்களுடன் ஒரு மலட்டுத்தன்மையற்ற (விதையில்லாத) தர்பூசணி உருவாக்கப்படுகிறது. புரோட்டோபிளாஸ்ட் இணைவு என்பது உயிரணுக்கள் அல்லது உயிரணு கூறுகளை இணைத்து இனங்களுக்கிடையே பண்புகளை மாற்றுவதாகும். எடுத்துக்காட்டாக, ஆண் மலட்டுத்தன்மையின் பண்பு புரோட்டோபிளாஸ்ட் இணைவு மூலம் முள்ளங்கியிலிருந்து சிவப்பு முட்டைக்கோசுகளுக்கு மாற்றப்படுகிறது. இந்த ஆண் மலட்டுத்தன்மை தாவர வளர்ப்பாளர்களுக்கு கலப்பின பயிர்களை உருவாக்க உதவுகிறது. ஆர்என்ஏ குறுக்கீடு ஆர்என்ஏ குறுக்கீடு (ஆர்என்ஏஐஐ) என்பது மரபணுக்களை அடக்குவதற்காக ஒரு உயிரணுவின் ஆர்என்ஏ முதல் புரத பொறிமுறை நிராகரிக்கப்படும் அல்லது முடக்கப்படும் செயல்முறையாகும். மரபணு மாற்றத்தின் இந்த முறை புரதங்களின் தொகுப்பை நிறுத்த தூதர் ஆர்என்ஏவுடன் தலையிடுவதன் மூலம் செயல்படுகிறது, இது ஒரு மரபணுவை திறம்பட அமைதிப்படுத்துகிறது. புதிய மரபணுக்களை அசல் உயிரினத்தில் அறிமுகப்படுத்துவதற்காக டிஎன்ஏவின் ஒரு பகுதியை மற்றொரு உயிரினத்தின் டிஎன்ஏவில் செருகுவதை டிரான்ஸ்ஜெனிக்ஸ் உள்ளடக்கியது. ஒரு உயிரினத்தின் மரபணு பொருளில் மரபணுக்களைச் சேர்ப்பது விரும்பிய பண்புகளுடன் ஒரு புதிய வகையை உருவாக்குகிறது. டிஎன்ஏ தயாரிக்கப்பட்டு ஒரு சோதனைக் குழாயில் தொகுக்கப்பட்டு பின்னர் புதிய உயிரினத்தில் செருகப்பட வேண்டும். புதிய மரபணு தகவல்களை மரபணு துப்பாக்கிகள்/உயிரியல் மூலம் செருகலாம். ஒரு மரபணு துப்பாக்கி மரபணு மாற்றத்திற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு ரெயின்போ பப்பாளி ஆகும், இது ஒரு மரபணு மூலம் மாற்றியமைக்கப்படுகிறது, இது பப்பாளி ரிங்ஸ்பாட் வைரஸுக்கு எதிர்ப்பை அளிக்கிறது. மரபணு எடிட்டிங் என்பது உயிரணுக்குள் நேரடியாக டிஎன்ஏவை மாற்றியமைக்க ஒரு நொதி அமைப்பைப் பயன்படுத்துவதாகும். களைகளைக் கட்டுப்படுத்த விவசாயிகளுக்கு உதவுவதற்காக களைக்கொல்லிகளை எதிர்க்கும் கனோலாவை உருவாக்க மரபணு எடிட்டிங் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதிகரித்து வரும் மக்கள்தொகையின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் முயற்சியில் பல்வேறு பயிர்களின் ஊட்டச்சத்து உள்ளடக்கத்தை மேம்படுத்த வேளாண் உயிரி தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மரபணு பொறியியல் அதிக வைட்டமின்கள் செறிவு கொண்ட பயிர்களை உற்பத்தி செய்ய முடியும். உதாரணமாக, தங்க அரிசியில் மூன்று மரபணுக்கள் உள்ளன, அவை மனித உடலில் வைட்டமின் ஏ ஆக மாற்றப்படும் சேர்மங்களை உற்பத்தி செய்ய தாவரங்களை அனுமதிக்கின்றன. ஊட்டச்சத்து ரீதியாக மேம்படுத்தப்பட்ட இந்த அரிசி, குருட்டுத்தன்மைக்கு உலகின் முன்னணி காரணமான வைட்டமின் ஏ குறைபாட்டை எதிர்த்துப் போராட வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இதேபோல், உகாண்டாவில் நுண்ணூட்டச்சத்து குறைபாடுகளை எதிர்த்துப் போராட வாழைப்பழங்களில் ஊட்டச்சத்தை மேம்படுத்த வாழைப்பழம் 21 திட்டம் பணியாற்றியுள்ளது. வைட்டமின் ஏ மற்றும் இரும்புச்சத்தைக் கொண்டதாக வாழைப்பழங்களை மரபணு ரீதியாக மாற்றியமைப்பதன் மூலம், வாழைப்பழம் 21 ஆப்பிரிக்காவில் ஒரு பிரதான உணவு மற்றும் முக்கிய ஸ்டார்ச் மூலத்தின் மூலம் நுண்ணூட்டச்சத்து குறைபாடுகளுக்கு ஒரு தீர்வை வளர்க்க உதவியது. கூடுதலாக, நச்சுத்தன்மையைக் குறைக்க அல்லது அகற்றப்பட்ட ஒவ்வாமை கொண்ட வகைகளை உற்பத்தி செய்ய பயிர்கள் வடிவமைக்கப்படலாம். மரபணுக்கள் மற்றும் பயிர்களுக்கான ஆர்வத்தின் பண்புகள் வேளாண் பண்புகள் பூச்சி எதிர்ப்பு மிகவும் விரும்பப்படும் பண்பு பூச்சி எதிர்ப்பு ஆகும். இந்த பண்பு பூச்சிகளுக்கு ஒரு பயிரின் எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது மற்றும் அதிக விளைச்சலை அனுமதிக்கிறது. இந்த பண்புக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு என்னவென்றால், முதலில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பூச்சிக்கொல்லி புரதங்களை உருவாக்க மரபணு ரீதியாக வடிவமைக்கப்பட்ட பயிர்கள் (பேசிலஸ் துரிஞ்சியென்சிஸ்). பேசிலஸ் துரிஞ்சியென்சிஸ் என்பது மனிதர்களுக்கு தீங்கு விளைவிக்காத பூச்சிகளை விரட்டும் புரதங்களை உருவாக்கும் ஒரு பாக்டீரியா ஆகும். இந்த பூச்சி எதிர்ப்புக்கு காரணமான மரபணுக்கள் தனிமைப்படுத்தப்பட்டு பல பயிர்களில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. பி. டி சோளம் மற்றும் பருத்தி இப்போது பொதுவானவை, மேலும் பருப்பு வகைகள், சூரியகாந்தி, சோயாபீன்ஸ், தக்காளி, புகையிலை, அக்ரூட் பருப்புகள், கரும்பு மற்றும் அரிசி அனைத்தும் பி. டி தொடர்பாக ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன. மூலிகைக்கொல்லி சகிப்புத்தன்மை களைகள் ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக விவசாயிகளுக்கு ஒரு பிரச்சினையாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன; அவை மண் ஊட்டச்சத்துக்கள், நீர் மற்றும் சூரிய ஒளிக்காக போட்டியிடுகின்றன மற்றும் பயிர்களுக்கு ஆபத்தானவை. உயிரி தொழில்நுட்பம் களைக்கொல்லி சகிப்புத்தன்மை வடிவில் ஒரு தீர்வை வழங்கியுள்ளது. இரசாயன களைக்கொல்லிகள் களைகளைக் கொல்லும் பொருட்டு தாவரங்களில் நேரடியாக தெளிக்கப்படுகின்றன, எனவே போட்டி, மற்றும் களைக்கொல்லிகளை எதிர்க்கும் பயிர்கள் செழிக்க வாய்ப்பு உள்ளது. நோய் எதிர்ப்பு பெரும்பாலும், பயிர்கள் பூச்சிகள் மூலம் (அஃபிட்ஸ் போன்றவை) பரவும் நோயால் பாதிக்கப்படுகின்றன. பயிர் தாவரங்களிடையே நோய் பரவுவதைக் கட்டுப்படுத்துவது நம்பமுடியாத அளவிற்கு கடினம் மற்றும் முன்பு பாதிக்கப்பட்ட பயிரை முற்றிலுமாக அகற்றுவதன் மூலம் மட்டுமே நிர்வகிக்கப்பட்டது. விவசாய உயிரி தொழில்நுட்பத் துறை மரபணு பொறியியல் வைரஸ் எதிர்ப்பு மூலம் ஒரு தீர்வை வழங்குகிறது. GE நோயை எதிர்க்கும் பயிர்களை இப்போது வளர்ப்பதில் மரவள்ளிக்கிழங்கு, மக்காச்சோளம் மற்றும் இனிப்பு உருளைக்கிழங்கு ஆகியவை அடங்கும். வெப்பநிலை சகிப்புத்தன்மை விவசாய உயிரி தொழில்நுட்பம் தீவிர வெப்பநிலை நிலைகளில் தாவரங்களுக்கு ஒரு தீர்வை வழங்க முடியும். விளைச்சலை அதிகரிக்கவும், பயிர் இறப்பைத் தடுக்கவும், குளிர் மற்றும் வெப்ப சகிப்புத்தன்மையைக் கட்டுப்படுத்த உதவும் மரபணுக்களை வடிவமைக்க முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, புகையிலைத் தாவரங்கள் மரபணு ரீதியாக வெப்ப மற்றும் குளிர் நிலைமைகளுக்கு மிகவும் சகிப்புத்தன்மையுடன் மாற்றியமைக்கப்பட்டுள்ளன, மரபணுக்கள் முதலில் காரிகா பப்பாயில் காணப்படுகின்றன. நீர் பயன்பாட்டு திறன், நைட்ரஜன் பயன்பாட்டு திறன் மற்றும் உப்பு சகிப்புத்தன்மை ஆகியவை பிற பண்புகளில் அடங்கும். தரப் பண்புகளில் ஊட்டச்சத்து அல்லது உணவு மதிப்பு அதிகரிப்பு, உணவு பதப்படுத்துதல் மற்றும் சேமிப்பு மேம்பாடு அல்லது பயிர் தாவரங்களில் உள்ள நச்சுகள் மற்றும் ஒவ்வாமைகளை அகற்றுதல் ஆகியவை அடங்கும். பொதுவான GMO பயிர்கள் தற்போது, அமெரிக்காவில் ஒரு சிறிய எண்ணிக்கையிலான மரபணு மாற்றப்பட்ட பயிர்கள் மட்டுமே கொள்முதல் மற்றும் நுகர்வுக்கு கிடைக்கின்றன. சோயாபீன்ஸ், சோளம், கனோலா, சர்க்கரைவள்ளிக்கிழங்கு, பப்பாளி, ஸ்குவாஷ், அல்ஃபால்பா, பருத்தி, ஆப்பிள்கள் மற்றும் உருளைக்கிழங்கு ஆகியவற்றுக்கு யு. எஸ். டி. ஏ ஒப்புதல் அளித்துள்ளது. GMO ஆப்பிள்கள் (ஆர்க்டிக் ஆப்பிள்கள்) பழுப்பு நிறத்தில் இல்லாத ஆப்பிள்கள் மற்றும் பழுப்பு நிற எதிர்ப்பு சிகிச்சைகளின் தேவையை நீக்குகின்றன, உணவு கழிவுகளைக் குறைக்கின்றன, மேலும் சுவையை வெளிப்படுத்துகின்றன. 2011 ஆம் ஆண்டில் முதல் முறையாக 10 மில்லியன் ஹெக்டேர் பரப்பளவில் நடப்பட்ட பி. டி பருத்தி உற்பத்தியில், இந்தியாவில் பூச்சிக்கொல்லி பயன்பாடு 50 சதவீதம் குறைந்துள்ளது. 2014 ஆம் ஆண்டில், இந்திய மற்றும் சீன விவசாயிகள் 15 மில்லியன் ஹெக்டேருக்கு மேல் பி. டி பருத்தியை நட்டனர். பாதுகாப்பு சோதனை மற்றும் அரசாங்க ஒழுங்குமுறைகள் அமெரிக்காவில் விவசாய உயிரி தொழில்நுட்ப ஒழுங்குமுறை மூன்று முக்கிய அரசாங்க முகமைகளின் கீழ் வருகிறதுஃ விவசாயத் துறை (யு. எஸ். டி. ஏ), சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு நிறுவனம் (ஈ. பி. ஏ) மற்றும் உணவு மற்றும் மருந்து நிர்வாகம் (எஃப். எந்தவொரு புதிய GMO களின் வெளியீட்டிற்கும் USDA ஒப்புதல் அளிக்க வேண்டும், பூச்சிக்கொல்லியின் ஒழுங்குமுறையை EPA கட்டுப்படுத்துகிறது, மேலும் சந்தைக்கு அனுப்பப்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட பயிரின் பாதுகாப்பை FDA மதிப்பீடு செய்கிறது. சராசரியாக, ஒரு மரபணு மாற்றப்பட்ட உயிரினம் சந்தைக்கு வர கிட்டத்தட்ட 13 ஆண்டுகள் மற்றும் 130 மில்லியன் டாலர் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு தேவைப்படுகிறது. அமெரிக்காவில் இந்த ஒழுங்குமுறை செயல்முறை 8 ஆண்டுகள் வரை எடுக்கும். GMO களின் பாதுகாப்பு உலகளவில் விவாதத்தின் ஒரு தலைப்பாக மாறியுள்ளது, ஆனால் எஃப். டி. ஏ-வின் பணிக்கு கூடுதலாக GMO களை உட்கொள்வதன் பாதுகாப்பை சோதிக்க அறிவியல் கட்டுரைகள் நடத்தப்படுகின்றன. அத்தகைய ஒரு கட்டுரையில், பி. டி அரிசி செரிமானத்தை மோசமாக பாதிக்கவில்லை என்றும் கிடைமட்ட மரபணு பரிமாற்றத்தைத் தூண்டவில்லை என்றும் முடிவு செய்யப்பட்டது. குறிப்புகள் மோமோ ஜேம்ஸ் ஒசாமேடே (2016). நைஜீரியாவில் பயிர் உயிரி தொழில்நுட்பம். முதுகலை பட்டறைக்கான நடைமுறை, யுனிபன், நைஜீரியா 27 ஏப்ரல் 2016. பெனின் நகரம், நைஜீரியா பயோடெக்னாலஜி பயோடெக்னாலஜி வாழ்க்கை அறிவியல் தொழில்