Många ogynnsamma faktorer har en negativ inverkan på skördarna, vilket får dig att undra vad bioteknikens bidrag är för att förbättra effektiviteten i växtodlingen för närvarande? När allt kommer omkring är ömma odlade växter mer benägna att drabbas av:
- gnagare;
- ogräs;
- nematoder;
- skadeinsekter;
- virus;
- bakterie;
- fytopatogena svampar;
- Ogynnsamma väderförhållanden;
- jord erosion.
Bioteknikens betydelse för växtodling
Bioteknik kan inte längre undvaras i modern växtodling på grund av befolkningstillväxten och dess behov. Det finns två huvudområden för användning av bioteknik i växtodling:
- genetisk modifiering genom att introducera gener från främmande organismer, vilket resulterar i genetiskt modifierade objekt (GMO );
- vädja till naturreservat – användningen av extrakt från svampar och växter, högproduktiva mikroorganismer, etc.
Vetenskapen har utvecklat flera läkemedel som kan lösa olika problem som jordbruksproducenter lider av. Beroende på det avsedda syftet kan biologiska produkter klassificeras i:
- växttillväxtregulatorer;
- växtskyddsmedel;
- skördehöjande medel.
Trots aktiv marknadsföring av GMO-produkter har ekonomiskt utvecklade länder ingen brådska att utöka sin konsumtion och föredrar användningen av bioteknik (biologiska exponeringsmetoder) som använder mikroorganismer. Även om många företag använder GMO runt om i världen, inte bara inom växtodling, utan även inom andra verksamhetsområden.
Växtskyddsmetoder
Biotekniska sätt att skydda jordbruksväxter från skadliga faktorer är:
- avelssorter som är resistenta mot negativa faktorer;
- användningen av kemiska bekämpningsmedel (herbicider, pesticider, raticider, insekticider, nematicider, fungicider);
- biologiska skadedjursbekämpningsmetoder baserade på användningen av deras naturliga parasiter och fiender eller giftiga ämnen som släpps ut av levande organismer.
Video om bioteknik i växtodling
Öka växternas produktivitet
Detta är en lika viktig uppgift, inklusive:
- öka kulturens produktivitet;
- öka dess näringsvärde;
- förädlingsvarianter som kan växa i sumpiga eller torra områden, på salthaltiga jordar.
Målet är att öka energieffektiviteten för de processer som äger rum i växtvävnader (absorption av ljusenergi, koldioxid, vatten-saltmetabolism).
De viktigaste utvecklingsriktningarna för bioteknik i växtodling
Traditionell produktion av nya sorter genom förädling med hybridisering, inducerade och spontana mutationer. Förädlingsmetoder baserade på cellulär och genteknik börjar redan introduceras. Till exempel, med hjälp av genteknik, är det meningen att den ska utveckla symbiotiska associationer för växter som gör att de kan fixera kväve. Forskare har redan lyckats isolera och klona de sym-gener som är ansvariga för bildandet av symbiotiska bindningar mellan värdväxten och knölkvävefixeraren. Det vill säga, tack vare genteknikens metoder är det möjligt att lära växter att mätta jorden med kväve.
- Det finns en annan intressant uppgift – att transformera växtprotoplaster med hjälp av DNA.
- Metoder utvecklas för interspecifik överföring av asm-gener som gör växter resistenta mot torka, kyla, värme och salthalt i jorden.
- Arbete pågår med att korrigera de cfx-gener som reglerar växtens absorption av koldioxid, vars syfte är att öka effektiviteten i den biologiska omvandlingen av ljusstrålning.
- Förädling av växter som är resistenta mot herbicider gör att de kan användas för att bekämpa ogräs direkt på fälten där odlade växter växer. Men här är problemet att en överdos av herbicider påverkar hela ekosystemet negativt.
- Det finns ett antal växter som är hårt drabbade av nematoder. Det föreslås att man inför gener i dem som kommer att tvinga växternas rotceller att reproducera nematicider. Men det senare bör inte vara giftigt för nyttig rotmikroflora.
Exempel på verkliga landvinningar inom bioteknik
- Bioteknik i australiensisk växtodling genom odling av cellkloner in vitro har möjliggjort utvecklingen av eukalyptus (röda gummiträd) som kan växa på salthaltig jord. Beräkningen bygger på att rötterna på eukalyptusträd kommer att pumpa ut vatten ur marken och sänka nivån av salt grundvatten. På grund av detta förväntas salthalten i de övre lagren av marken att minska, och regnvattenflöden kommer att behöva tränga undan salt till djupare lager.
- Från en cellklon i Malaysia odlades en oljepalm, som är mer resistent mot fytopatogener och producerar 20-30 % mer olja.
- Cellkloning, cellscreening och efterföljande regenerering av växter från utvalda kloner kommer att vara en viktig teknik för att förbättra trädarter (t.ex. barrträd) som växer på tempererade breddgrader.
- Växter odlade från merisystemvävnader eller celler pryder nu hyllorna i form av jordgubbar, sparris, blomkål och brysselkål, ananas, persikor, bananer, etc.
Forskare hoppas kunna besegra virussjukdomar hos växter med hjälp av kloning. Metoder har utvecklats som gör det möjligt att få växtförnyelsemedel från apikala knoppar. Därefter, bland de regenererade proverna, utförs avlivning – individer erhållna från oinfekterade celler väljs ut. Sådan avlivning kräver tidig upptäckt av sjukdomen, vilket uppnås genom immundiagnostik med användning av DNA/RNA-sonder eller monoklonala antikroppar. För deras implementering behövs renade preparat av själva virusen eller deras viktiga strukturella komponenter.
Cellkloning är en mycket lovande mekanism inte bara för att få nya sorter, utan också för industriell odling av produkter. Om odlingsförhållandena är ordentligt förberedda, till exempel genom att hitta den optimala andelen fytohormoner, kommer isolerade celler under dessa förhållanden att vara mer produktiva än växterna själva. Immobilisering av protoplaster eller växtceller orsakar ofta en ökning av deras förmåga att syntetisera.