ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์สมัยใหม่ได้รับการเพาะเลี้ยงจากหญ้า Teosinte ซึ่งเป็นหญ้าโบราณกว่า 6,000 ปีผ่านการเพาะพันธุ์แบบเดิม Nicole Rager Fuller มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ
นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 นักชีววิทยาได้ใช้พันธุวิศวกรรมเพื่อแสดงลักษณะใหม่ในพืชผล ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา พืชผลเหล่านี้ปลูกบนพื้นที่มากกว่าหนึ่งพันล้านเอเคอร์ในสหรัฐอเมริกาและทั่วโลก แม้ว่าเกษตรกรจะยอมรับอย่างรวดเร็ว แต่พืชดัดแปลงพันธุกรรม (GE) ยังคงเป็นที่ถกเถียงในหมู่ผู้บริโภคจำนวนมาก ซึ่งบางครั้งพบว่าเป็นการยากที่จะได้รับข้อมูลที่ถูกต้อง
เมื่อเดือนที่แล้ว US National Academies of Sciences, Engineering and Medicine ได้เผยแพร่ a ทบทวน ข้อมูล 20 ปีเกี่ยวกับพืช GE รายงานส่วนใหญ่ยืนยันการค้นพบจาก รายงานสถาบันการศึกษาแห่งชาติก่อนหน้า และการทบทวนที่จัดทำโดยองค์กรทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญอื่น ๆ ทั่วโลกรวมถึง องค์การอนามัยโลก และ คณะกรรมาธิการยุโรป.
ฉันกำกับ a ห้องปฏิบัติการ ที่ศึกษาเรื่องข้าว ซึ่งเป็นพืชอาหารหลักสำหรับคนครึ่งโลก นักวิจัยในห้องแล็บของฉันกำลังระบุยีนที่ควบคุมความอดทนต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อมและความต้านทานต่อโรค เราใช้พันธุวิศวกรรมและวิธีการทางพันธุกรรมอื่น ๆ เพื่อทำความเข้าใจการทำงานของยีน
ฉันเห็นด้วยอย่างยิ่งกับรายงานของ NAS ว่าพืชผลแต่ละชนิด ไม่ว่าจะเพาะพันธุ์ตามอัตภาพหรือพัฒนาผ่านพันธุวิศวกรรม ควรได้รับการประเมินเป็นรายกรณี พืชผลแต่ละชนิดแตกต่างกัน ลักษณะแต่ละอย่างแตกต่างกัน และความต้องการของเกษตรกรแต่ละคนก็แตกต่างกันด้วย ความก้าวหน้าในการปรับปรุงพืชผลสามารถทำได้โดยใช้ทั้งการผสมพันธุ์แบบเดิมและพันธุวิศวกรรมมากกว่าการใช้วิธีการอย่างใดอย่างหนึ่งเพียงอย่างเดียว
การบรรจบกันระหว่างเทคโนโลยีชีวภาพกับการผสมพันธุ์แบบธรรมดา
เครื่องมือระดับโมเลกุลใหม่กำลังทำให้ความแตกต่างระหว่างการปรับปรุงทางพันธุกรรมที่เกิดจากการผสมพันธุ์แบบเดิมกับการปรับปรุงพันธุ์ด้วยวิธีทางพันธุกรรมสมัยใหม่ไม่ชัดเจน ตัวอย่างหนึ่งคือการผสมพันธุ์โดยใช้เครื่องหมายช่วย ซึ่งนักพันธุศาสตร์ระบุยีนหรือบริเวณโครโมโซมที่เกี่ยวข้องกับลักษณะที่ต้องการโดยเกษตรกรและ/หรือผู้บริโภค จากนั้นนักวิจัยมองหาเครื่องหมาย (รูปแบบ) เฉพาะใน DNA ของพืชที่เกี่ยวข้องกับยีนเหล่านี้ การใช้เครื่องหมายทางพันธุกรรมเหล่านี้สามารถระบุพืชที่มีลายนิ้วมือทางพันธุกรรมที่ต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพและกำจัดพืชที่มีพันธุกรรมที่ไม่พึงประสงค์
เมื่อสิบปีที่แล้วฉันกับเพื่อนร่วมงานต้องแยกตัวออกจากกัน ยีนที่เรียกว่า Sub1ที่ควบคุมความอดทนต่ออุทกภัย ชาวนาหลายล้านคนในเอเชียใต้และเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ปลูกข้าวในพื้นที่ที่มีน้ำท่วมขัง ดังนั้นคุณลักษณะนี้จึงมีค่าอย่างยิ่ง พันธุ์ข้าวส่วนใหญ่จะตายหลังจากแช่น้ำจนครบสามวัน แต่พืชที่มียีน Sub1 สามารถทนต่อการจมอยู่ใต้น้ำได้สองสัปดาห์ ปีที่แล้ว ชาวนาเกือบห้าล้านคนปลูกข้าวพันธุ์ Sub1 ที่พัฒนาโดยผู้ร่วมงานของฉันที่ สถาบันวิจัยข้าวนานาชาติ โดยใช้เครื่องหมายช่วยผสมพันธุ์
ในอีกตัวอย่างหนึ่ง นักวิจัยระบุตัวแปรทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับการไม่มีเขา (เรียกว่า "โพล") ในโค ซึ่งเป็นลักษณะที่พบได้ทั่วไปในสายพันธุ์เนื้อวัว แต่หาได้ยากในสายพันธุ์โคนม เกษตรกรมักจะตัดโคนมเพื่อปกป้องผู้ดูแลและป้องกันไม่ให้สัตว์ทำอันตรายซึ่งกันและกัน เพราะกระบวนการนี้เจ็บปวดและน่ากลัวสำหรับสัตว์ สัตวแพทย์ผู้เชี่ยวชาญ ได้เรียกร้องให้มีการวิจัยทางเลือกอื่น
ใน ศึกษา ตีพิมพ์เมื่อเดือนที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ใช้การแก้ไขจีโนมและการโคลนการสืบพันธุ์เพื่อผลิตโคนมที่มีการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติสำหรับการขาดเขา แนวทางนี้มีศักยภาพในการปรับปรุงสวัสดิภาพของโคหลายล้านตัวในแต่ละปี
ลดสารเคมีกำจัดแมลงและเพิ่มผลผลิต
ในการประเมินว่าพืชผลของ GE ส่งผลต่อผลิตผลทางการเกษตร สุขภาพของมนุษย์ และสิ่งแวดล้อมอย่างไร การศึกษาของ NAS ได้เน้นไปที่คุณสมบัติสองประการที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อพืช ได้แก่ ความต้านทานต่อแมลงศัตรูพืชและความทนทานต่อสารกำจัดวัชพืช
การศึกษาพบว่าเกษตรกรที่ปลูกพืชผลทางวิศวกรรมเพื่อให้มีลักษณะต้านทานแมลง - ตามยีนจากแบคทีเรีย Bacillus thuringiensisหรือ Bt – โดยทั่วไปพบการสูญเสียน้อยกว่าและฉีดพ่นสารเคมีกำจัดแมลงน้อยกว่าเกษตรกรที่ปลูกพันธุ์ที่ไม่ใช่บีที นอกจากนี้ยังสรุปว่าฟาร์มที่ปลูกพืชบีทีมีความหลากหลายทางชีวภาพของแมลงมากกว่าฟาร์มที่ผู้ปลูกใช้ยาฆ่าแมลงในวงกว้างกับพืชทั่วไป
พืชดัดแปลงพันธุกรรมที่ปลูกในสหรัฐอเมริกาในปัจจุบัน (IR=ทนต่อแมลง, HT=ทนต่อสารกำจัดวัชพืช, DT=ทนต่อภัยแล้ง, VR=ทนต่อไวรัส) ส่วนต่อขยายมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโคโลราโดคณะกรรมการพบว่าพืชที่ต้านทานสารกำจัดวัชพืช (HR) ให้ผลผลิตมากขึ้นเพราะสามารถควบคุมวัชพืชได้ง่ายกว่า ตัวอย่างเช่น เกษตรกรที่ปลูก HR canola เก็บเกี่ยวผลผลิตและผลตอบแทนมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่การยอมรับความหลากหลายของพืชผลนี้
ประโยชน์อีกประการของการปลูกพืช HR คือ การไถพรวน - กระบวนการเปลี่ยนดิน ก่อนปลูก ชาวนาต้องกำจัดวัชพืชในทุ่งก่อน ก่อนการถือกำเนิดของสารกำจัดวัชพืชและพืชผลทางทรัพยากรบุคคล เกษตรกรควบคุมวัชพืชด้วยการไถพรวน อย่างไรก็ตาม การไถพรวนทำให้เกิดการกัดเซาะและการไหลบ่า และต้องใช้พลังงานในการเติมเชื้อเพลิงให้รถแทรกเตอร์ เกษตรกรจำนวนมากชอบการไถพรวนแบบไถพรวนเพราะช่วยส่งเสริมการจัดการที่ยั่งยืน ด้วยพืชผล HR เกษตรกรสามารถควบคุมวัชพืชได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องไถพรวน
คณะกรรมการตั้งข้อสังเกตถึงความเชื่อมโยงที่ชัดเจนระหว่างการปลูกพืช HR กับการปฏิบัติทางการเกษตรแบบลดปริมาณการไถลงในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าการนำพืช HR มาใช้ส่งผลให้เกษตรกรตัดสินใจใช้การไถพรวนเพื่อการอนุรักษ์ หรือเกษตรกรที่ใช้การไถพรวนแบบอนุรักษ์นิยมนำพืชผล HR มาใช้ได้ง่ายขึ้น
ในพื้นที่ที่การปลูกพืช HR นำไปสู่การพึ่งพาสารกำจัดวัชพืชไกลโฟเสตอย่างหนัก วัชพืชบางชนิดพัฒนาความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืช ทำให้เกษตรกรควบคุมวัชพืชโดยใช้สารกำจัดวัชพืชนี้ได้ยาก รายงาน NAS สรุปว่าการใช้พืช Bt และ HR อย่างยั่งยืนจะต้องใช้ กลยุทธ์การจัดการศัตรูพืชแบบบูรณาการ.
รายงานยังกล่าวถึงพืชอาหาร GE อีกเจ็ดชนิดที่ปลูกในปี 2015 รวมถึงแอปเปิ้ล (domestica Malus), คาโนลา (บราสซิกานาปุส), หัวบีทน้ำตาล (เบต้าขิง), มะละกอ (มะละกอ Carica), มันฝรั่ง, สควอช (Cucurbita pepo) และมะเขือยาว (มะเขือม่วง).
มะละกอเป็นตัวอย่างที่สำคัญอย่างยิ่ง ในปี 1950 ไวรัส papaya Ringspot ได้กำจัดการผลิตมะละกอเกือบทั้งหมดบนเกาะ Oahu ของฮาวาย เมื่อไวรัสแพร่กระจายไปยังเกาะอื่นๆ เกษตรกรจำนวนมากกลัวว่ามันจะทำลายพืชผลมะละกอฮาวาย
ในปี พ.ศ. 1998 นักพยาธิวิทยาพืชชาวฮาวาย เดนนิส กอนซาลเวส ใช้พันธุวิศวกรรมเพื่อประกบ DNA ไวรัสจุดวงแหวนขนาดเล็กลงในจีโนมมะละกอ ต้นมะละกอที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมแล้วมีภูมิต้านทานต่อการติดเชื้อและให้ผลมากกว่าพืชที่ติดเชื้อ 10-20 เท่า งานบุกเบิกของเดนนิส ช่วยชีวิตอุตสาหกรรมมะละกอ. ยี่สิบปีต่อมา นี่ยังคงเป็น วิธีเดียวเท่านั้น เพื่อควบคุมไวรัสมะละกอ ringpot วันนี้ ทั้งๆ ที่ การประท้วงของผู้บริโภคบางคนร้อยละ 80 ของพืชมะละกอฮาวายถูกดัดแปลงพันธุกรรม
นักวิทยาศาสตร์ยังได้ใช้พันธุวิศวกรรมเพื่อต่อสู้กับศัตรูพืชที่เรียกว่าผลไม้และหนอนเจาะหน่อ ซึ่งกินมะเขือยาวในเอเชีย เกษตรกรในบังคลาเทศมักฉีดพ่นยาฆ่าแมลงทุกๆ 2-3 วัน และบางครั้งให้บ่อยถึงวันละสองครั้งเพื่อควบคุม องค์การอนามัยโลก ประมาณการ ว่ามีพิษจากยาฆ่าแมลงประมาณสามล้านเคสและมีผู้เสียชีวิตมากกว่า 250,000 รายทั่วโลกทุกปี
เพื่อลดการพ่นสารเคมีบนมะเขือยาว นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์และในบังคลาเทศได้ออกแบบบีทีให้เป็นจีโนมของมะเขือยาว Bt Brinjal (มะเขือยาว) เปิดตัวในบังคลาเทศในปี 2013 ปีที่แล้ว 108 ชาวนาบังคลาเทศปลูกมัน และสามารถลดปริมาณการฉีดพ่นยาฆ่าแมลงได้อย่างมาก
เลี้ยงโลกในลักษณะที่อิงตามระบบนิเวศ
พืชผลที่ได้รับการปรับปรุงทางพันธุกรรมเป็นประโยชน์ต่อเกษตรกรจำนวนมาก แต่เป็นที่ชัดเจนว่าการปรับปรุงทางพันธุกรรมเพียงอย่างเดียวไม่สามารถจัดการกับความท้าทายที่ซับซ้อนมากมายที่เกษตรกรต้องเผชิญ แนวทางการทำฟาร์มเชิงนิเวศน์ เช่นเดียวกับโครงสร้างพื้นฐานและนโยบายที่เหมาะสมก็มีความจำเป็นเช่นกัน
แทนที่จะต้องกังวลเกี่ยวกับยีนในอาหารของเรา เราต้องมุ่งเน้นไปที่วิธีที่จะช่วยให้ครอบครัว เกษตรกร และชุมชนในชนบทเจริญเติบโต เราต้องแน่ใจว่าทุกคนสามารถซื้ออาหารได้ และเราต้องลดความเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุด ฉันหวังว่ารายงานของ NAS จะช่วยขับเคลื่อนการอภิปรายนอกเหนือจากข้อโต้แย้งเกี่ยวกับข้อดี/ข้อเสียเกี่ยวกับพืช GE และมุ่งความสนใจไปที่การใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสมทุกอย่างเพื่อเลี้ยงดูโลกในลักษณะที่อิงตามระบบนิเวศ
เกี่ยวกับผู้เขียน
พาเมลา โรนัลด์ ศาสตราจารย์ด้านโรคพืช มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส ห้องปฏิบัติการของเธอศึกษาพื้นฐานทางพันธุกรรมของความต้านทานต่อโรคและความทนทานต่อความเครียดในข้าว ร่วมกับผู้ร่วมมือของเธอ เธอได้ออกแบบข้าวให้มีความทนทานต่อโรคและทนต่อน้ำท่วม ซึ่งคุกคามพืชข้าวในเอเชียและแอฟริกาอย่างร้ายแรง
บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.
หนังสือที่เกี่ยวข้อง
at ตลาดภายในและอเมซอน
