Biotehnologiile agricole Rom

FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013

Axa prioritară nr. 3 „Creşterea adaptabilităţii lucrătorilor şi a întreprinderilor” Domeniul major de intervenţie 3.2. „Formare şi sprijin pentru întreprinderi şi angajaţi pentru promovarea adaptabilităţii” Titlul proiectului: : „COPMED – COMPETENTE PENTRU PROTECTIA MEDIULUI” Contract nr. POSDRU/81/3.2./S/52242 Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 –„Investeşte în oameni!

Biotehnologiile în agricultură

Definiţie

Într-un sens larg, biotehnologiile desemnează toate tehnicile care folosesc

organismele vii sau substanţe provenite de la aceste organisme în vederea modificării

sau creării unor produse în scopuri practice. Convenţia privind Biodiversitatea

defineşte biotehnologiile astfel: “orice aplicaţii care utilizează sisteme biologice,

organisme vii sau derivate ale acestora în scopul modificării sau creării unor produse

pentru anumite utilizări” (Secretariatul Convenţiei privind Biodiversitatea, 1992).

Definiţia include aplicaţiile medicale şi industriale applications, precum şi multe

instrumente şi tehnici utilizate în mod obişnuit în producţia agricolă şi alimentară.

Protocolul de la Cartagena privind Biodiversitatea defineşte mai precis

“biotehnologiile moderne” ca fiind aplicaţii ale:

Tehnicilor acizilor nucleici in vitro, incluzând aici recombinarea acidului

dezoxiribonucleic (ADN) şi injectarea directă a acidului nucleic în celule

organite, sau

fuziunii celulelor în afara familiei taxonomice, care să depăşească barierele

natural fiziologice de reproducere sau de recombinare şi care nu sunt tehnici

de înmulţire şi de selecţie utilizate în mod tradiţional.

(Secretariatul Convenţiei privind Biodiversitatea, 2000)

Glosarul FAO de biotehnologie defineşte biotehnologiile, în linii mari, ca şi

Secretariatul Convenţiei privind Biodiversitatea şi, în mod specific ca fiind "o serie de

diverse tehnologii moleculare, cum ar fi manipularea genelor şi transferul de gene,

clonarea ADN de plante şi animale” (FAO, 2001a). Tehnicile de recombinare ADN,

cunoscut sub denumirea de inginerie genetică sau (mai familiar, dar mai puţin corect)

modificări genetice, se referă la modificarea configuraţiei genetice a unui organism

folosind transgeneza, în care ADN-ul unui organism sau celulă (transgenă) este

transferat la alta fără să aibă loc reproducerea sexuală. Organismele modificate

genetic sunt modificate prin aplicarea transgenezei sau a tehnologiei recombinării

ADN, transgena fiind încorporată în genomul gazdă sau o genă gazdă fiindu-i

modificată expresia. Termenii “organism modificat genetic”, “organism transgenic” şi

“organism configurat genetic” sunt folosite adesea desemnând acelaşi lucru, cu toate

că nu sunt identici din punct de vedere tehnic. În cuprinsul acestui articol, însă, ei vor

fi folosiţi ca sinonime.

http://www.greenfacts.org/glossary/abc/biotechnology.htm




Biotehnologiile pot fi aplicate tuturor claselor de organisme – de la virusuri şi bacterii

la plante şi animale - şi sunt pe cale să devină o trăsătură importantă a medicinei,

agriculturii şi industriei moderne. Biotehnologiile moderne folosite în agricultură

includ o gamă largă de instrumente angajate de oamenii de ştiinţă în efortul lor de a

înţelege şi manipula transformarea genetică a organismelor, pentru a le putea utiliza în

producţia agricolă şi în procesarea produselor agricole.

Unele aplicaţii ale biotehnologiilor, aşa cum este fermentarea, sunt folosite de milenii.

Altele sunt noi, dar bine asimilate. De exemplu, microorganismele sunt folosite de

decenii pe post de „fabrici vii” în producţia antibioticelor atât de preţioase în salvarea

de vieţi – penicilina, din ciuperca Penicillium, streptomicina, din bacteria

Streptomyces. Detergenţii moderni se bazează pe enzimele produse prin

biotehnologie, producţia de brânză se bazează în mare măsură pe cheag produs prin de

biotehnologie din drojdie, iar insulina umană pentru diabetici este acum produsă tot

prin utilizarea biotehnologiei.

Biotehnologiile sunt, de asemenea, utilizate pentru rezolvarea problemelor din toate

domeniile producţiei şi procesării agricole. Aceasta include selecţia plantelor pentru a

ridica şi stabiliza randamentele, pentru a îmbunătăţi rezistenţa la dăunători, boli şi

condiţii atmosferice vitrege (ger, secetă) şi pentru a spori conţinutul nutritiv al

alimentelor. Biotehnologia este utilizată pentru a dezvolta culturi ieftine şi imune la

boli, cum ar fi maniocul, bananele şi cartofii şi generează crearea de noi instrumente

pentru diagnosticarea şi tratarea bolilor plantelor şi animalelor, precum şi pentru

măsurarea şi conservarea resurselor genetice. Biotehnologia este utilizată pentru

accelarea programelor de creştere a plantelor, animalelor şi peştilor şi pentru a extinde

gama de trăsături care pot fi abordate. Hrana pentru animale şi practicile de hrănire

sunt modificate prin biotehnologie pentru a îmbunătăţi nutriţia animalelor şi pentru a

reduce cantitatea de deşeuri de mediu. Biotehnologia este utilizată în diagnosticul

bolilor şi pentru producerea vaccinurilor împotriva bolilor animalelor.

Este clar că biotehnologiile înseamnă mai mult decât ingineria genetică. Într-

adevăr, unele din aspectele controversate ale biotehnologiei agricole sunt, probabil,

cele mai puternice şi mai benefice pentru cei săraci. Genomii, de exemplu,

revoluţionează înţelegerea noastră privind modul în care funcţionează genele,

celulele, organismele şi funcţia ecosistemelor şi deschid noi orizonturi pentru

reproducere asistată şi pentru managementul resurselor genetice. În acelaşi timp,

ingineria genetică este un instrument foarte puternic al cărei rol ar trebui să fie evaluat

cu atenţie. Este important să se înţeleagă modul în care biotehnologia - în special

ingineria genetică - completează şi dezvoltă alte abordări atunci când trebuie luate

decizii sensibile privind utilizarea acesteia.






Mai trebuie subliniat că instrumentele biotehnologiilor sunt, aşa cum le spune numele,

unelte şi nu scopuri în sine. Ca orice unealtă, ele trebuie evaluate în contextul în care

sunt utilizate.

Utilizări actuale ale biotehnologiilor în agricultură

Fermierii şi crescătorii de animale au manipulat genetic plantele şi animalele încă de

acum 10.000 de ani. Fermierii au gestionat procesul de domesticire a animalelor de-a

lungul mileniilor, prin mai multe cicluri de selecţie a celor mai bine adaptaţi indivizi

ai speciilor. Această exploatare a variaţiei naturale petrecute în organismele biologice

ne-a dat culturile, livezile, animalele de fermă şi peştii de crescătorie din ziua de azi,

care adesea diferă radical de strămoşii lor timpurii.

Scopul de crescătorilor moderni de animale este acelaşi cu al fermierilor timpurii - de

a produce culturi agricole sau animale superioare. Reproducerea convenţională, care

aplică principiile genetice clasice bazate pe fenotipul sau caracteristicile fizice ale

organismului în cauză, a cunoscut un mare succes în introducerea trăsăturilor dorite în

soiuri de culturi sau rase de animale de la rude domestice sau sălbatice. Într-o

încrucişare convenţională, prin care fiecare părinte donează descendenţilor jumatate

din trăsăturile genetice, pot fi transmise şi însuşirile nedorite, împreună cu cele de

dorit, urmând ca trăsăturile nedorite să fie ulterior eliminate prin reproduceri

succesive. Cu fiecare generaţie, descendenţii trebuie să fie testaţi pentru verificarea

evoluţiei trăsăturilor. Multe generaţii pot fi necesare înainte de obţinerea combinaţiei

de trăsături dorite este găsit, în special pentru culturi perene, cum ar fi copacii şi unele

specii de animale. Această selecţie pe bază de fenotip este astfel un proces lent,

pretenţios şi costisitor. Biotehnologia poate face metodele convenţionale mai

eficiente.

Ingineria genetică poate fi utilizată pentru a schimba compoziţia genetica a plantelor,

animalelor şi microorganismelor. Numărul genelor izolate disponibile pentru transfer

creşte pe zi ce trece. În prezent, această tehnologie este folosită în primul rând pentru

modificarea recoltelor, dar are şi alte aplicaţii.

Ca şi alte produse, produsele modificate genetic sunt supuse unei perioade de

cercetare şi dezvoltare înainte de a fi gata de lansare comercială. Multe dintre ele nu

apar ca rezultate ale circuitului normal de cercetare şi dezvoltare. Ingineria genetică s-

a dovedit a fi mai dificilă şi mai costisitoare decât partizanii ei timpurii se aşteptau.

Deşi la începutul anilor 1980 biotehnologia a fost privită ca o tehnologie miracol, care

urma să inaugureze o nouă eră de abundenţă agricolă, cu daune minime pentru mediu,

produsele obţinute la început s-au dovedit a fi modeste. Prezentăm, în continuare,

câteva dintre cele mai importante aplicaţii comerciale ale biotehnologiei.



1. Randamentul recoltelor

Folosind tehnicile biotehnologiei moderne, una sau două gene (compania Smartstax

din Monsanto, în colaborare cu Dow AgroSciences, va folosi 8 gene, începând din

2010) pot fi transferate la un soi de plante extrem de dezvoltat pentru a da naştere

unui nou soi, cu un randament crescut. Cu toate acestea, deşi creşterea randamentului

culturilor este aplicaţia cea mai evidentă a biotehnologiei moderne în agricultură, este,

în acelaşi timp, şi cea mai laborioasă. Tehnicile actuale de inginerie genetică

funcţionează cel mai bine pentru efecte care sunt controlate de o singură genă. Multe

dintre caracteristicile genetice asociate cu randamentul recoltelor (de exemplu, sunt

controlate de un număr mare de gene, fiecare dintre acestea având un efect minim

asupra randamentul global. Există, prin urmare, un drum lung de parcurs de cercetarea

ştiinţifică în acest domeniu.

2. Reducerea vulnerabilităţii recoltelor în faţa condiţiilor climatice

Culturile care conţin gene care să le permită rezistenţa la factorii de stres biotici şi

abiotici pot fi dezvoltate. De exemplu, seceta şi salinitatea excesivă a solurilor sunt

doi importanţi factori abiotici în limitarea productivităţii culturilor. Biotehnologia

studiază plante rezistente faţă de condiţiile extreme, în speranţa de a găsi genele care

le permit să facă acest lucru şi de a le transfera în cele din urmă culturilor dorite. Una

dintre cele mai recente evoluţii este identificarea unei gene (At-DBF2) de la o plantă

(Arabidopsis thaliana), folosită adesea pentru cercetări în domeniul fitosanitar.

Această plantă, o buruiană mică, are un ritm înal de creştere şi un cod genetic bine

fixat. Când această genă a fost introdusă în celulele de tomate şi tutun, celulele au fost

capabile de a rezista unor condiţii de stres (cum ar fi salinitate, secetă, frig şi caldură)

mult mai mult decât celulele obişnuite. În cazul în care aceste rezultate preliminare

reuşesc la teste mai ample, atunci genele At-DBF2 pot fi de mare folos pentru culturi

mai rezistente în medii vitrege. Cercetatorii au creat, de asemenea, plante transgenice

de orez, care sunt rezistente la virusul galben marmora (RYMV). In Africa, acest

virus distruge majoritatea culturilor de orez şi sensibilizează plantele supravieţuitoare

la infecţiile cu fungi.

3. Creşterea calităţilor nutriţionale

Proteinele din alimente pot fi modificate pentru a spori calităţile lor nutriţionale.

Proteinele din leguminoase şi cereale pot fi transformate pentru a oferi aminoacizii

necesari oamenilor pentru un regim alimentar echilibrat (de exemplu, crearea soiului

de orez Golden Rice).



4. Îmbunătăţirea gustului, texturii şi aspectului alimentelor

Biotehnologiile moderne pot fi folosite pentru a încetini procesul de deteriorare a

plantelor, permiţând ca fructele să se poată coace un timp mai îndelungat pe plantă şi

apoi să fie transportate la consumator într-o perioadă de valabilitate rezonabilă. Acest

lucru modifică gustul, textura şi aspectul fructelor. Mai important este că reducerea

alterării fructelor poate oferi accesul pe piaţă pentru fermierii din ţările în curs de

dezvoltare. Cu toate acestea, există uneori o lipsă de înţelegere de către cercetătorii

din ţările dezvoltate a nevoilor reale ale beneficiarilor potenţiali din ţările în curs de

dezvoltare. De exemplu, modificarea genetică la soia pentru creşterea rezistenţei la

alterare le face mai puţin potrivite pentru producerea prin fermentaţie de tempeh, care

este o sursă importantă de proteine. Soia modificată are o textură cu cocoloaşe, un

gust mai puţin plăcut şi e mai dificil de gătit. Primul produs alimentar modificat

genetic a fost o roşie, căreia i-a fost întârziată perioada de maturare. Cercetătorii din

Indonezia, Malaezia, Thailanda, Filipine şi Vietnam lucrează în prezent pentru

întârzierea maturării la papaya. În producţia de brânză, enzimele produse de micro-

organisme oferă o alternativă la cheag - un coagulant al brânzei - şi o alternativă de

aprovizionare pentru producatorii de brânză. Acest lucru elimină, de asemenea, şi

eventualele îngrijorări ale publicului legate de alimentele derivate de origine animală,

deşi nu există în prezent planuri de a dezvolta lapte sintetic. Enzimele oferă o

alternativă naturală prietenoasă la cheagul animal, fiind mai puţin costisitoare şi

oferind, în acelaşi timp, o calitate comparabilă. Aproximativ 85 milioane de tone de

făină de grâu sunt folosite în fiecare an pentru a coace pâine. Prin adăugarea în făină a

unei enzime, numite amilază, pâinea rămâne proaspătă mai mult timp. Presupunând că

o proporţie de 10-15% din pâine este aruncată (fiind veche), dacă s-ar putea obţine

măcar încă 5-7 zile în care pâinea ar rămâne proaspătă, atunci s-ar putea economisi

aproximativ 2 milioane de tone de făină pe an.

5. Reducerea dependenţei faţă de îngrăşăminte, pesticide şi alte substanţe chimice

Cele mai multe dintre aplicaţiile comerciale actuale aale biotehnologiei moderne în

agricultură sunt axate pe reducerea dependenţei fermierilor de substanţele chimice. De

exemplu, Bacillus thuringiensis (Bt) este o bacterie care trăieşte în sol şi care produce

o proteina cu calităţi insecticide. Din aceste bacterii, prin fermentaţie se obţine, în

mod tradiţional, un spray insecticid. În această formă, toxina Bt apare ca o protoxină

inactivă, care se activeayă când este digerată de o insectă. Există mai multe toxine Bt

şi fiecare este adecvată unei anumite insecte. Plantele de cultură au fost astfel

modificate încât să conţină genele pentru toxina Bt, pe care le produc în forma sa

activă. Atunci când o insectă sensibilă ingerează soiul respectiv de cultură, toxina Bt



se prinde de peretele intestinal şi îi face imposibilă hrănirea, determinând moartea

insectei. Porumbul care conţine proteina Bt este acum disponibil în comerţ în câteva

ţări, permiţând controlul unui dăunător (sfredelitorul porumbului - o insectă

lepidopteră), care, în alte condiţii nu poate fi eliminat decât prin pulverizare (un

proces mult mai laborios). Culturile au fost, de asemenea, modificate genetic pentru a

dobândi toleranţă la erbicide cu spectru larg. Lipsa erbicidelor cu spectru larg şi care

nu prejudiciayă cultura a constituit un impediment permanent în eliminarea

buruienilor. Pentru a controla o gamă largă de specii de buruieni, au fost utilizate în

mod curent multiple aplicaţii ale diverselor erbicide, în detrimentul culturilor

agronomice. Managementul buruienilor s-a bazat mai mult pe metode de prevenire a

apariţiei acestora, prin pulverizarea de erbicide, eliminarea celor existente făcându-se

prin cultivarea mecanică şi plivitul manual, şi nu prin aplicaţii erbicid. Introducerea de

culturi tolerante la erbicide are potenţialul de a reduce numărul ingredienţilor activi

folosiţi, reducând astfel numărul de pulverizări de erbicid aplicate în timpul unui

sezon, prejudiciind mai puţin culturile, ceea ce înseamnă un randament crescut. Au

fost dezvoltate culturi transgenice care exprimă toleranţă la glifosat, glufosinat şi

bromoxinil. Aceste erbicide pot fi acum pulverizate pe culturile transgenice, fără a

deteriora culturile în timp ce elimină buruienile vecine. Din 1996 până în 2001, cea

mai importantă calitate introdusă la culturile transgenice disponibile în comerţ a fost

toleranţa la erbicide, urmată de rezistenţa la insecte. În 2001, toleranţa la erbicide

introdusă în culturile de soia, porumb si bumbac a reprezentat 77% din suprafaţa

totală de 626 mii km pătraţi ocupată cu culturi transgenice; proteina Bt a fost

introdusă în culturi plantate pe 15% din aceeaşi suprafaţă, în timp ce "genele aranjate"

atât pentru toleranţă la erbicide cât şi pentru şi rezistenţă la insecte (la culturile de

bumbac şi porumb) a reprezentat de 8%.

6. Producerea de substanţe noi în plantele de cultură

Biotehnologia are însă şi alte utilizări decât cele alimentare. De exemplu, substanţele

oleaginoase pot fi modificate pentru a produce acizi graşi pentru detergenţi,

înlocuitori de carburanţi şi produse petrochimice. Cartofii, roşiile, tutunul, orezul,

salata verde şi alte plante au fost modificate genetic pentru a produce insulină şi

anumite vaccinuri. În cazul în care studiile clinice viitoare o vor dovedi, avantajele

vaccinurilor comestibile ar fi enorme, în special pentru ţările în curs de dezvoltare.

Plantele transgenice pot fi cultivate la faţa locului, cu costuri mici. Vaccinurile

produse acasă ar putea evita, de asemenea, problemele de logistică şi de cost generate

de transportul preparatelor convenţionale pe distanţe lungi şi păstrarea lor la rece în

perioada de tranzit. Şi, întrucât sunt comestibile, acestea nu vor necesita seringi, care

sunt nu numai o cheltuială suplimentară în aplicarea vaccinului tradiţional, ci şi o

sursă potenţială de infecţii prin contaminare. În cazul insulinei produse de plantele



transgenice, este un lucru recunoscut că sistemul gastro-intestinal descompune

proteinele, făcând imposibilă în prezent administrarea sa ca proteină comestibilă. Cu

toate acestea, ar putea fi produsă la costuri semnificativ mai mici decât insulina

produsă în bioreactoare. De exemplu, compania SemBioSys Genetica din Calgary,

Canada, a raportat că insulina pe care o va produce pe bază de şofran va reduce

costurile unitare cu peste 25% şi aproximează o reducere a costurilor de capital

asociate cu construirea unei facilităţi de producţie de insulină de peste 100 milioane

dolari.

La final, o notă critică

Există şi cealaltă faţetă a problemei biotehnologiei agricole. Utilizarea extensivă a

erbicidelor a crescut şi rezistenţa buruienilor la erbicide, ducând la apariţia aşa-

numitelor "super buruieni". Pe de altă parte, au apărut reziduuri pe şi în culturile

alimentare şi au fost contaminate genetic şi culturile nemodificate genetic. În ultimii

ani, s-au dezvoltat investiţiile private în cercetarea şi dezvoltarea agricolă, în special

în ţările în care există un cadru legislativ eficient şi transparent şi în care, de

asemenea, există o infrastructură de cercetare comparativă şi resurse umane calificate.

Este foarte important de menţionat că o dezvoltare inadecvată din punct de vedere

social, economic şi tehnologic a unei ţări poate duce la insecuritate alimentară. Noile

biotehnologii oferă o serie de oportunităţi pentru diversificarea produselor pe bază de

biodiversitate. Este necesar să se aibă în vedere nu numai contextul local socio-

economic, dar şi: nivelul de export / import de produse agricole şi de produse derivate

biodiversificate; importanţa industriei agricole mici, mijlocii şi mari în economie;

capacităţile tehnologice şi de cercetare ale ţării respective; existenţa unui cadru juridic

care stimulează conservarea şi utilizarea biodiversităţii. Trebuie avută în vedere, de

asemenea, existenţa fermierilor cu resurse limitate, pentru a asigura şi accesul

acestora la beneficiile biotehnologiilor moderne.

Biotehnologiile agricole Rom

Documents

Transcript of Biotehnologiile agricole Rom