Agricultural biotechnology
زرعی بائیوٹیکنالوجی، جسے ایگری ٹیک بھی کہا جاتا ہے، زرعی سائنس کا ایک شعبہ ہے جس میں سائنسی آلات اور تکنیکوں کا استعمال شامل ہے، جس میں جینیاتی انجینئرنگ، سالماتی مارکر، سالماتی تشخیص، ویکسین، اور ٹشو کلچر شامل ہیں، تاکہ زندہ حیاتیات: پودوں، جانوروں اور مائکروجنزموں میں ترمیم کی جا سکے۔ فصل بائیوٹیکنالوجی زرعی بائیوٹیکنالوجی کا ایک پہلو ہے جس پر حالیہ دنوں میں بہت ترقی ہوئی ہے۔ مطلوبہ خصوصیات کو فصل کی ایک مخصوص نوع سے بالکل مختلف نوع میں برآمد کیا جاتا ہے۔ یہ ٹرانسجین فصلیں ذائقہ، پھولوں کے رنگ، نمو کی شرح، کٹائی کی گئی مصنوعات کے سائز اور بیماریوں اور کیڑوں کے خلاف مزاحمت کے لحاظ سے مطلوبہ خصوصیات رکھتی ہیں۔ تاریخ کسانوں نے مطلوبہ خصلتیں پیدا کرنے کے لیے کئی دہائیوں سے ہزاروں سالوں تک منتخب افزائش نسل کے ذریعے پودوں اور جانوروں میں ہیرا پھیری کی ہے۔ 20 ویں صدی میں، ٹیکنالوجی میں اضافے کے نتیجے میں زرعی بائیوٹیکنالوجی میں اضافہ ہوا جس میں پیداوار میں اضافہ، کیڑوں کے خلاف مزاحمت، خشک سالی کے خلاف مزاحمت، اور جڑی بوٹیوں کے خلاف مزاحمت جیسی خصوصیات کا انتخاب کیا گیا۔ بائیوٹیکنالوجی کے ذریعے پیدا ہونے والی پہلی غذائی مصنوعات 1990 میں فروخت کی گئی تھی، اور 2003 تک، 70 لاکھ کسان بائیوٹیک فصلوں کا استعمال کر رہے تھے۔ ان میں سے 85 فیصد سے زیادہ کسان ترقی پذیر ممالک میں واقع تھے۔ فصل میں ترمیم کی تکنیکیں روایتی افزائش نسل روایتی کراس بریڈنگ کا استعمال صدیوں سے فصل کے معیار اور مقدار کو بہتر بنانے کے لیے کیا جاتا رہا ہے۔ والدین کی مطلوبہ خصلتوں کے ساتھ ایک نئی اور خاص قسم پیدا کرنے کے لیے کراس بریڈنگ ساتھی دو جنسی طور پر ہم آہنگ انواع کا ملاپ کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ہنی کرسپ سیب اپنے والدین کی کراس بریڈنگ کی وجہ سے ایک مخصوص ساخت اور ذائقہ ظاہر کرتا ہے۔ روایتی طریقوں میں، ایک پودے کے جرگ کو دوسرے کے مادہ حصے پر رکھا جاتا ہے، جو ایک ہائبرڈ کی طرف جاتا ہے جس میں دونوں بنیادی پودوں سے جینیاتی معلومات ہوتی ہیں۔ پودوں کی افزائش کرنے والے پودوں کو ان خصلتوں کے ساتھ منتخب کرتے ہیں جن پر وہ منتقل ہونا چاہتے ہیں اور ان پودوں کی افزائش جاری رکھتے ہیں۔ نوٹ کریں کہ کراس بریڈنگ کو صرف اسی یا قریب سے متعلق پرجاتیوں کے اندر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ میوٹیجینیسیس تغیرات کسی بھی جاندار کے ڈی این اے میں تصادفی طور پر ہو سکتے ہیں۔ فصلوں کے اندر تنوع پیدا کرنے کے لیے، سائنس دان پودوں کے اندر تصادفی طور پر تغیرات پیدا کر سکتے ہیں۔ متجینیسیس مطلوبہ خاصیت پر ٹھوکر کھانے کی امید میں بے ترتیب تغیرات کو جنم دینے کے لیے تابکاری کا استعمال کرتا ہے۔ سائنسدان ڈی این اے کے اندر بے ترتیب تغیرات پیدا کرنے کے لیے تغیر پذیر کیمیکلز جیسے ایتھائل میتھانیسلفونٹ، یا تابکاری کا استعمال کر سکتے ہیں۔ جوہری باغات کا استعمال فصلوں کو تبدیل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ ایک تابکار مرکز ایک سرکلر باغ کے وسط میں واقع ہوتا ہے اور ارد گرد کی فصلوں کو خارج کرنے کے لیے زمین سے باہر اٹھایا جاتا ہے، جس سے ایک مخصوص دائرے میں تغیرات پیدا ہوتے ہیں۔ تابکاری کے ذریعے میوٹیجینیسیس وہ عمل تھا جو روبی سرخ انگور پیدا کرنے کے لیے استعمال ہوتا تھا۔ پولی پلائیڈی کو کسی فصل میں کروموسوم کی تعداد میں ترمیم کرنے کے لیے اکسایا جا سکتا ہے تاکہ اس کی زرخیزی یا سائز کو متاثر کیا جا سکے۔ عام طور پر، حیاتیات میں کروموسوم کے دو سیٹ ہوتے ہیں، بصورت دیگر اسے ڈپلوئڈی کہا جاتا ہے۔ تاہم، قدرتی طور پر یا کیمیکل کے استعمال کے ذریعے، کروموسوم کی وہ تعداد تبدیل ہو سکتی ہے، جس کے نتیجے میں فصل کے اندر زرخیزی میں تبدیلی یا سائز میں تبدیلی آتی ہے۔ بغیر بیج والے تربوز اس طریقے سے بنائے جاتے ہیں۔ ایک 4 سیٹ والے کروموسوم تربوز کو 2 سیٹ والے کروموسوم تربوز کے ساتھ پار کیا جاتا ہے تاکہ کروموسوم کے تین سیٹوں کے ساتھ ایک جراثیم سے پاک (بغیر بیج والا) تربوز بنایا جا سکے۔ پروٹوپلاسٹ فیوژن پرجاتیوں کے درمیان خصلتوں کی منتقلی کے لیے خلیوں یا خلیے کے اجزاء کا جوڑ ہے۔ مثال کے طور پر، مرد بانجھ پن کی خاصیت پروٹوپلاسٹ فیوژن کے ذریعے مولی سے سرخ گوبھی میں منتقل ہو جاتی ہے۔ یہ مردانہ بانجھ پن پودوں کے افزائش کرنے والوں کو ہائبرڈ فصلیں بنانے میں مدد کرتا ہے۔ آر این اے مداخلت آر این اے مداخلت (آر این اے آئی آئی) وہ عمل ہے جس میں جینوں کو دبانے کے لیے سیل کے آر این اے سے پروٹین میکانزم کو بند یا بند کر دیا جاتا ہے۔ جینیاتی ترمیم کا یہ طریقہ پروٹین کی ترکیب کو روکنے کے لیے میسنجر آر این اے کے ساتھ مداخلت کرکے کام کرتا ہے، مؤثر طریقے سے جین کو خاموش کر دیتا ہے۔ ٹرانسجینکس میں ڈی این اے کے ایک ٹکڑے کو دوسرے جاندار کے ڈی این اے میں داخل کرنا شامل ہے تاکہ اصل جاندار میں نئے جین متعارف کرائے جا سکیں۔ کسی جاندار کے جینیاتی مواد میں جینوں کا یہ اضافہ مطلوبہ خصلتوں کے ساتھ ایک نئی قسم پیدا کرتا ہے۔ ڈی این اے کو تیار کیا جانا چاہیے اور ٹیسٹ ٹیوب میں پیک کیا جانا چاہیے اور پھر نئے جاندار میں داخل کیا جانا چاہیے۔ نئی جینیاتی معلومات جین گنز/بائیوالسٹکس کے ساتھ داخل کی جا سکتی ہیں۔ جین گن ٹرانسجینک کی ایک مثال اندردخش پپیتا ہے، جس میں ایک ایسے جین کے ساتھ ترمیم کی جاتی ہے جو اسے پپیتا رنگ اسپاٹ وائرس کے خلاف مزاحمت فراہم کرتا ہے۔ جینوم ایڈیٹنگ براہ راست خلیے کے اندر ڈی این اے میں ترمیم کرنے کے لیے ایک انزائم سسٹم کا استعمال ہے۔ جینوم ایڈیٹنگ کا استعمال جڑی بوٹیوں کے خلاف مزاحم کینولا تیار کرنے کے لیے کیا جاتا ہے تاکہ کسانوں کو گھاس پھوس پر قابو پانے میں مدد ملے۔ بہتر غذائی مواد زرعی بائیوٹیکنالوجی کا استعمال بڑھتی ہوئی آبادی کی ضروریات کو پورا کرنے کی کوشش میں مختلف فصلوں کے غذائی مواد کو بہتر بنانے کے لیے کیا گیا ہے۔ جینیاتی انجینئرنگ وٹامن کی زیادہ مقدار والی فصلیں پیدا کر سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، سنہری چاول میں تین جین ہوتے ہیں جو پودوں کو ایسے مرکبات پیدا کرنے کی اجازت دیتے ہیں جو انسانی جسم میں وٹامن اے میں تبدیل ہو جاتے ہیں۔ یہ غذائیت سے بہتر چاول دنیا میں اندھے پن کی سب سے بڑی وجہ وٹامن اے کی کمی سے نمٹنے کے لیے بنایا گیا ہے۔ اسی طرح کیلے 21 پروجیکٹ نے یوگنڈا میں مائکرو نیوٹریئنٹ کی کمی سے نمٹنے کے لیے کیلوں میں غذائیت کو بہتر بنانے کے لیے کام کیا ہے۔ وٹامن اے اور آئرن پر مشتمل کیلوں کو جینیاتی طور پر تبدیل کرکے، کیلے 21 نے افریقہ میں ایک اہم خوراک اور اسٹارچ کے بڑے ذریعہ کے ذریعے مائکرو نیوٹریئنٹ کی کمی کے حل کو فروغ دینے میں مدد کی ہے۔ مزید برآں، فصلوں کو زہریلا کو کم کرنے یا ہٹائے گئے الرجین کے ساتھ اقسام پیدا کرنے کے لیے تیار کیا جا سکتا ہے۔ فصلوں کے لیے دلچسپی کی جینز اور خصلتیں زرعی خصلتیں کیڑے کی مزاحمت کی ایک انتہائی مطلوب خصوصیت کیڑے کی مزاحمت ہے۔ یہ خاصیت کیڑوں کے خلاف فصل کی مزاحمت میں اضافہ کرتی ہے اور زیادہ پیداوار کی اجازت دیتی ہے۔ اس خاصیت کی ایک مثال وہ فصلیں ہیں جو جینیاتی طور پر جراثیم کش پروٹین بنانے کے لیے تیار کی گئی ہیں جو اصل میں (بیسیلس تھورنگینسس) میں دریافت ہوئی تھیں۔ بیسیلس تھورنگینسس ایک جراثیم ہے جو کیڑوں کو دور کرنے والے پروٹین تیار کرتا ہے جو انسانوں کے لیے غیر نقصان دہ ہوتے ہیں۔ اس کیڑے کی مزاحمت کے لیے ذمہ دار جینوں کو الگ کر کے بہت سی فصلوں میں متعارف کرایا گیا ہے۔ بی ٹی مکئی اور کپاس اب عام ہیں، اور بی ٹی کے سلسلے میں چنے، سورج مکھی، سویابین، ٹماٹر، تمباکو، اخروٹ، گنے اور چاول سب کا مطالعہ کیا جا رہا ہے۔ جڑی بوٹیوں کو برداشت کرنے والے گھاس پھوس ہزاروں سالوں سے کسانوں کے لیے ایک مسئلہ ثابت ہوئے ہیں۔ وہ مٹی کے غذائی اجزاء، پانی اور سورج کی روشنی کے لیے مقابلہ کرتے ہیں اور فصلوں کے لیے مہلک ثابت ہوتے ہیں۔ بائیوٹیکنالوجی نے جڑی بوٹیوں کو برداشت کرنے کی شکل میں ایک حل پیش کیا ہے۔ کیمیاوی جڑی بوٹیوں کو براہ راست پودوں پر چھڑکایا جاتا ہے تاکہ گھاس پھوس کو ختم کیا جا سکے اور اس لیے مقابلہ کیا جا سکے، اور جڑی بوٹیوں سے مزاحم فصلوں کو پھلنے پھولنے کا موقع ملتا ہے۔ بیماریوں کے خلاف مزاحمت اکثر فصلیں کیڑوں (جیسے ایفیڈز) کے ذریعے پھیلنے والی بیماری سے متاثر ہوتی ہیں۔ فصلوں کے پودوں میں بیماری پھیلانے پر قابو پانا ناقابل یقین حد تک مشکل ہے اور اس سے پہلے صرف متاثرہ فصل کو مکمل طور پر ہٹا کر اس کا انتظام کیا جاتا تھا۔ زرعی بائیوٹیکنالوجی کا شعبہ جینیاتی طور پر انجینئرنگ وائرس مزاحمت کے ذریعے ایک حل پیش کرتا ہے۔ جی ای بیماری سے مزاحم فصلوں کی ترقی میں اب کاساوا، مکئی اور میٹھا آلو شامل ہیں۔ درجہ حرارت کی رواداری زرعی بائیوٹیکنالوجی انتہائی درجہ حرارت کے حالات میں پودوں کے لیے بھی حل فراہم کر سکتی ہے۔ زیادہ سے زیادہ پیداوار اور فصل کی موت کو روکنے کے لیے، ایسے جین بنائے جا سکتے ہیں جو سردی اور گرمی کی رواداری کو منظم کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، تمباکو کے پودوں کو جینیاتی طور پر گرم اور سرد حالات کے لیے زیادہ روادار ہونے کے لیے تبدیل کیا گیا ہے، جن کے جین اصل میں کیریکا پپیتا میں پائے جاتے ہیں۔ دیگر خصلتوں میں پانی کے استعمال کی کارکردگی، نائٹروجن کے استعمال کی کارکردگی اور نمک کی رواداری شامل ہیں۔ معیار کی خصوصیات معیار کی خصوصیات میں غذائیت یا غذائی قدر میں اضافہ، فوڈ پروسیسنگ اور اسٹوریج میں بہتری، یا فصل کے پودوں میں زہریلے مادوں اور الرجین کا خاتمہ شامل ہیں۔ عام جی ایم او فصلیں فی الحال، ریاستہائے متحدہ میں خریداری اور استعمال کے لیے جینیاتی طور پر تبدیل شدہ فصلوں کی صرف ایک چھوٹی سی تعداد دستیاب ہے۔ یو ایس ڈی اے نے سویابین، مکئی، کینولا، شوگر بیٹ، پپیتا، اسکواش، الفالفا، کپاس، سیب اور آلو کی منظوری دی ہے۔ جی ایم او سیب (آرکٹک سیب) غیر براؤننگ سیب ہوتے ہیں اور اینٹی براؤننگ علاج کی ضرورت کو ختم کرتے ہیں، کھانے کی بربادی کو کم کرتے ہیں، اور ذائقہ نکالتے ہیں۔ ہندوستان میں بی ٹی کپاس کی پیداوار آسمان کو چھو گئی ہے، 2011 میں پہلی بار 1 کروڑ ہیکٹر میں لگائی گئی، جس کے نتیجے میں جراثیم کش ادویات کے استعمال میں 50 فیصد کمی واقع ہوئی ہے۔ 2014 میں ہندوستانی اور چینی کسانوں نے 15 ملین ہیکٹر سے زیادہ بی ٹی کپاس کی کاشت کی۔ حفاظتی جانچ اور حکومتی ضوابط امریکہ میں زرعی بائیوٹیکنالوجی کا ضابطہ تین اہم سرکاری ایجنسیوں کے تحت آتا ہے: محکمہ زراعت (یو ایس ڈی اے)، ماحولیاتی تحفظ ایجنسی (ای پی اے)، اور فوڈ اینڈ ڈرگ ایڈمنسٹریشن (ایف ڈی اے)۔ یو ایس ڈی اے کو کسی بھی نئے جی ایم اوز کی رہائی کی منظوری دینی ہوگی، ای پی اے کیڑے مار دوا کے ضابطے کو کنٹرول کرتا ہے، اور ایف ڈی اے مارکیٹ میں بھیجی گئی کسی خاص فصل کی حفاظت کا جائزہ لیتا ہے۔ اوسطا، جینیاتی طور پر تبدیل شدہ جاندار کو بازار میں آنے میں تقریبا 13 سال اور 130 ملین ڈالر کی تحقیق اور ترقی لگتی ہے۔ ریاستہائے متحدہ میں ریگولیشن کے عمل میں 8 سال تک کا وقت لگتا ہے۔ جی ایم اوز کی حفاظت دنیا بھر میں بحث کا موضوع بن چکی ہے، لیکن ایف ڈی اے کے کام کے علاوہ جی ایم اوز کے استعمال کی حفاظت کی جانچ کے لیے سائنسی مضامین منعقد کیے جا رہے ہیں۔ ایسے ہی ایک مضمون میں یہ نتیجہ اخذ کیا گیا کہ بی ٹی چاول سے ہاضمہ پر منفی اثر نہیں پڑتا اور افقی جین کی منتقلی نہیں ہوتی۔ موموہ جیمز اسامہ (2016)۔ نائیجیریا میں فصل بائیوٹیکنالوجی۔ پوسٹ گریجویٹ ورکشاپ کا طریقہ کار، یونیبین، نائیجیریا 27 اپریل 2016۔ بینن سٹی، نائیجیریا بائیوٹیکنالوجی بائیوٹیکنالوجی لائف سائنسز انڈسٹری