بیوتکنولوژی کشاورزی یک حوزه چندوجهی است که از طیف وسیعی از تکنیک‌ها، از جمله روش‌های اصلاح نژاد سنتی و مهندسی ژنتیک مدرن، برای اصلاح ارگانیسم‌ها برای اهداف خاص کشاورزی استفاده می‌کند. این حوزه مزایای بسیاری را برای کشاورزان و مصرف‌کنندگان به ارمغان می‌آورد. با هینا آکادمی همراه باشید تا بیشتر در مورد این شاخه از بیوتکنولوژی صحبت کنیم.

ابزاری مدرن برای بهبود کیفیت و افزایش بهره وری در کشاورزی

یکی از کاربردهای مهم بیوتکنولوژی کشاورزی، توسعه محصولات مقاوم به علف‌کش‌ها است. با مهندسی محصولات برای مقاومت در برابر علف‌کش‌های خاص، کشاورزان می‌توانند کنترل علف‌های هرز را ساده‌تر و کارآمدتر کنند. علاوه بر این، بیوتکنولوژی امکان ایجاد محصولات مقاوم به حشرات را فراهم می‌کند که باعث کاهش وابستگی به آفت‌کش‌های شیمیایی و ترویج کشاورزی پایدار می‌شود. این نوآوری‌ها می‌توانند به رفع نیازهای غذایی جهانی کمک کنند و در عین حال تأثیرات زیست‌محیطی استفاده از آفت کش ها را به حداقل برسانند.

فراتر از بهبود محصولات، بیوتکنولوژی کشاورزی پتانسیل افزایش کیفیت و ایمنی غذا را نیز دارد. محققان در حال بررسی راه‌هایی برای افزایش ارزش غذایی محصولات، کاهش آلرژن‌ها و حذف مواد مضر هستند. گیاهان دستکاری ژنتیکی شده (تراریخته) همچنین می‌توانند در تولید داروهای ارزشمند نقش داشته باشند و جایگزینی پایدارتر و مقرون به صرفه‌تر برای روش‌های تولید سنتی ارائه دهند.

یکی دیگر از کاربردهای امیدوارکننده بیوتکنولوژی، گیاه پالایی (Phytoremediation) است که در آن از گیاهان برای پاکسازی خاک آلوده استفاده می‌شود. با دستکاری ژنتیک گیاهان به منظور جذب و سم‌زدایی آلاینده‌ها، این فناوری می‌تواند به پاکسازی محیط‌های آلوده کمک کند.

علاوه بر این، بیوتکنولوژی می‌تواند به حفظ منابع کمک کند. دانشمندان در حال توسعه محصولات مقاوم‌تری هستند که می‌توانند در شرایط سخت رشد کنند و به آب، کود و آفت‌کش کمتری نیاز دارند. این می‌تواند به کاهش تأثیر زیست‌محیطی کشاورزی و کاهش اثرات تغییرات آب و هوایی کمک کند.

علاوه بر کاربردهای گیاهی، بیوتکنولوژی پیشرفت‌های چشمگیری در حوزه دام داشته است. به عنوان مثال، مهندسی ژنتیک منجر به توسعه واکسن‌های موثرتر برای بیماری‌های دامی شده است که سلامت و بهره‌وری حیوانات را بهبود می‌بخشد.

به طور کلی، بیوتکنولوژی کشاورزی ابزاری قدرتمند برای مقابله با چالش‌های جهانی مانند امنیت غذایی، پایداری محیط زیست و سلامت انسان است. با بهره‌برداری از قدرت مهندسی ژنتیک و سایر تکنیک‌های نوآورانه، دانشمندان و کشاورزان می‌توانند با هم برای ایجاد آینده‌ای پایدارتر و پربارتر در کشاورزی همکاری کنند.

کاربردهای بیوتکنولوژی کشاورزی چیست؟

کاربرد بیوتکنولوژی در کشاورزی منجر به فوایدی برای کشاورزان، تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان شده است. بیوتکنولوژی به کنترل آفات و علف‌های هرز ایمن‌تر و آسان‌تر کمک کرده و در عین حال محصولات کشاورزی را در برابر بیماری‌ها محافظت می‌کند.

به عنوان مثال، پنبه تراریخته مقاوم به حشرات امکان کاهش قابل توجه استفاده از آفت‌کش‌های پایدار و مصنوعی را فراهم کرده است که ممکن است آب‌های زیرزمینی و محیط زیست را آلوده کنند.

از نظر بهبود کنترل علف‌های هرز، سویا، پنبه و ذرت مقاوم به علف‌کش امکان استفاده از علف‌کش‌های کم‌خطر را فراهم می‌کنند که سریع‌تر در خاک تجزیه می‌شوند و برای حیات وحش و انسان غیر سمی هستند. محصولات مقاوم به علف‌کش به ویژه با سیستم‌های کشاورزی سازگار هستند که به حفظ خاک سطحی از فرسایش کمک می‌کند.

زیست فناوری کشاورزی برای محافظت از محصولات در برابر بیماری‌های ویرانگر نیز استفاده شده است. ویروس رینگ‌اسپات پاپایا تهدیدی برای صنعت پاپایای هاوایی بود تا اینکه پاپایای مقاوم به این بیماری از طریق مهندسی ژنتیک توسعه یافت. این امر صنعت پاپایای ایالات متحده را نجات داد. تحقیقات در مورد سیب‌زمینی، کدو، گوجه‌فرنگی و سایر محصولات به همین روش ادامه دارد تا مقاومت در برابر بیماری‌های ویروسی را فراهم کند که در غیر این صورت کنترل آن‌ها بسیار دشوار است.

• محصولات زیستی می‌توانند با افزایش کیفیت محصول و در برخی موارد افزایش عملکرد، کشاورزی را سودآورتر کنند. استفاده از برخی از این محصولات می‌تواند کار را ساده‌تر کند و ایمنی کشاورزان را بهبود بخشد. این امر به کشاورزان اجازه می‌دهد تا زمان کمتری را صرف مدیریت محصولات خود کنند و زمان بیشتری را به سایر فعالیت‌های سودآور اختصاص دهند.
• محصولات زیستی ممکن است ویژگی‌های کیفی بهبود یافته‌ای داشته باشند؛ افزایش سطح بتاکاروتن در برنج برای کمک به کاهش کمبود ویتامین A و بهبود ترکیبات روغن در کانولا، سویا و ذرت را فراهم کنند. محصولاتی با توانایی رشد در خاک‌های شور یا تحمل بهتر شرایط خشکسالی نیز در بسیار ارزشمند هستند و محصولاتی از این دست وارد بازار شده اند. چنین نوآوری‌هایی ممکن است در سازگاری با تغییرات آب و هوایی یا در برخی موارد کمک به کاهش اثرات آن، اهمیت فزاینده‌ای داشته باشند.

ابزارهای بیوتکنولوژی “درهای قفل شده” را باز کرده اند و همچنین در توسعه انواع بهبود یافته حیوانی و گیاهی، هم آنهایی که به روش‌های متداول تولید می‌شوند و هم آنهایی که از طریق مهندسی ژنتیک تولید می‌شوند، کمک می‌کنند. اگر به دانش مولکولی که این دست موارد را ممکن میسازد علاقه مند هستید پس حتما به دوره های جامع هینا آکادمی سر بزنید.

ملاحظات ایمنی در بیوتکنولوژی کشاورزی چیست؟

برای قرن‌ها، پژوهشگران محصولات جدید توسعه‌یافته از طریق بیوتکنولوژی کشاورزی را ارزیابی کرده‌اند. علاوه بر این تلاش‌ها، محصولات تولید شده از طریق مهندسی ژنتیک برای استفاده تجاری توسط ارگان هایی همچون وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA)، آژانس حفاظت محیط زیست (EPA) و سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) ، را به درستی آزمایش و مطالعه شده‌اند تا اطمینان حاصل شود که هیچ خطری جدی برای مصرف‌کنندگان یا محیط زیست ایجاد نمی‌کنند.

محصولات تولید شده از طریق مهندسی ژنتیک تنها محصولاتی هستند که به طور رسمی برای ارزیابی پتانسیل انتقال صفات جدید به خویشاوندان وحشی بررسی می‌شوند. در جایی که محصولات زیستی در مجاورت گیاهان دیگر کشت می‌شوند، پتانسیل تبادل صفات بین دو گیاه از طریق گرده قبل از انتشار باید ارزیابی شود. گیاهان زراعی از همه نوع می‌توانند صفات خود را با خویشاوندان وحشی نزدیک خود (که ممکن است علف‌های هرز یا گل‌های وحشی باشند) تبادل کنند. در مورد محصولات بیوتکنولوژی، EPA و USDA  احتمال این انتقال ناخواسته صفات و همچنین  عواقب مضر بالقوه کاشت این محصولات را ارزیابی می کنند.

دیگر خطرات بالقوه در نظر گرفته شده در ارزیابی ارگانیسم‌های مهندسی ژنتیک شامل اثرات زیست محیطی بر پرندگان، پستانداران، حشرات، کرم‌ها و سایر موجودات، به ویژه در مورد صفات مقاومت به حشرات یا بیماری‌ها است. به همین دلیل است که خدمات بازرسی سلامت حیوانات و گیاهان USDA (APHIS) و EPA اثرات زیست محیطی چنین محصولات زراعی مشتق از بیوتکنولوژی را قبل از تأیید آزمایش میدانی و انتشار تجاری بررسی می‌کنند. آزمایش بر روی بسیاری از انواع موجودات مانند زنبور عسل، سایر حشرات مفید، کرم خاکی و ماهی انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ عواقب ناخواسته‌ای با این محصولات مرتبط نیست.

با توجه به ایمنی غذا، هنگامی که صفات جدید معرفی شده به گیاهان مشتق از بیوتکنولوژی توسط EPA و FDA بررسی می‌شوند، پروتئین‌های تولید شده توسط این صفات از نظر سمیت بالقوه و پتانسیل ایجاد واکنش آلرژیک مورد مطالعه قرار می‌گیرند. آزمایش‌هایی که برای بررسی پایداری حرارتی و گوارشی این پروتئین‌ها و همچنین شباهت آن‌ها به پروتئین‌های آلرژی‌زا شناخته شده طراحی شده‌اند، قبل از ورود به عرضه غذا یا خوراک تکمیل می‌شوند.

میزان استفاده از محصولات کشاورزی حاصل از بیوتکنولوژی چقدر است؟

ایالات متحده یکی از پیشگامان استفاده از محصولات کشاورزی حاصل از بیوتکنولوژی است. بر اساس آمار سرویس ملی آمار کشاورزی (NASS) وابسته به وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA)، کاشت محصولات بیوتکنولوژی در سال ۲۰۲۴به عنوان درصد کل کاشت محصولات در ایالات متحده،  حدود ۸۸ درصد برای ذرت، ۹۴ درصد برای پنبه و ۹۳ درصد برای سویا بوده است. NASS هر ساله در ماه ژوئن یک نظرسنجی کشاورزی در سراسر ایالت‌ها انجام می‌دهد. گزارش منتشر شده از این نظرسنجی، بخشی را به طور خاص به محصولات اصلی کشت‌شده با استفاده از بیوتکنولوژی اختصاص می‌دهد.

زیست فناوری کشاورزی در ایران

پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی در سال ۱۳۷۹ با هدف توسعه و استفاده از فناوری های نوین کشاورزی در جهت حل مشکلات بخش کشاورزی، تأمین امنیت غذایی کشور، ارتقاء سطح سلامت غذایی جامعه، حفاظت از منابع پایه و بسترهای زیست محیطی در راستای توسعه پایدار، تولید علم و ثروت و کمک به ایجاد اشتغال مواد و خوداتکایی در محصولات کشاورزی تأسیس شده است. این پژوهشگاه با دارا بودن نیروی انسانی متخصص و متعهد و تجهیزات پیشرفته توانسته است در مدت کوتاه فعالیت خود به دستاوردهای بسیار با ارزشی در زمینه‌های مختلف بیوتکنولوژی کشاورزی دست یابد، به نحوی که در حال حاضر به عنوان یکی از پیشتازترین و معتبرترین مراکز پژوهشی بیوتکنولوژی در کشور و منطقه شناخته می‌شود.

در صورتی که علاقه مند به فعالیت در مجموعه گرایش های بیوتکنولوژی کشاورزی و رشته های مرتبط به آن هستید میتوانید در مقطع کارشناسی ارشد این رشته اقدام به ادامه تحصیل نمایید.