최근 생물학에서의 기술 혁신의 가속화는 농업 문제를 해결하기 위해 점점 더 구현되고 있는 통찰력을 제공했다. 이러한 생명공학적인 발전은 식량 안보에서 환경 변화에 이르기까지 현대와 미래의 문제를 해결하기 위한 핵심 접근 방식을 제공한다.
농업 분야의 생명공학
생명공학은 인간의 삶의 다양한 측면에 사용되는 제품을 생산하고 제조하기 위해 생물학적 과정을 적용하는 학문으로 정의될 수 있다. 현대 생명공학은 전형적으로 DNA 복제, 파괴, 결찰 및 수리의 자연적인 과정을 고려한다. 이것들은 세포생물학의 역학뿐만 아니라 유전 과정과 의학, 식물, 식품 과학을 포함한 학문과 농업 관행에 어떻게 적용될 수 있는지에 대한 더 나은 이해를 제공했다. 농업에서 현대 생명공학의 주요 목표는 생산물의 품질, 양, 영양, 맛, 유통기한을 개선하여 궁극적으로 이해 관계자가 에너지 비용을 절감하여 더 큰 수확량을 얻을 수 있도록 하는 것이다. 여기에는 발효를 포함한 고대부터 시작된 농업 과정과 이종 교배를 통해 질병에 강한 식물 품종을 개발하는 최근의 사례가 포함된다. 생명공학적인 발전을 통해 농업 관행을 개선하기 위해, 현대의 방법에는 외래 DNA 가닥을 숙주 게놈에 삽입하여 작물 수확량을 높이는 유전자 변형 기술이 포함된다. 2004년에만 거의 8천만 헥타르의 땅이 미국, 남미, 중국, 캐나다, 남아프리카 공화국을 포함한 국가에서 유전자 변형 작물을 생산했다. 유전자 변형 작물에서 농작물 수확량을 개선하기 위해 가장 많이 찾는 목표 특성은 제초제 내성, 바이러스 및 곤충 보호, 자연 스트레스 요인에 대한 내성입니다.
'바이오텍 크롭의 세계 상업화 현황' 보고서에서 민간 바이오 기업이 현재 사용 중인 트랜스 제닉 종자 대부분을 생산·판매한 것으로 나타났다. 특히 보고서는 형질전환 작물 사용의 급속한 증가를 강조하여 최근 수십 년 동안 형질전환 작물의 전 세계 면적이 1996년에 100만 헥타르를 넘어섰고, 이후 4년 동안 4천만 헥타르 이상으로 증가했으며, 2005년에는 9천만 헥타르에 도달했음을 보여주고 있다. 이러한 광범위한 사용은 기업의 참여와 생명공학 진보의 빠른 구현을 보여준다.
농업 실무에서 생명공학의 새로운 응용
2006년에 출판된 포괄적인 리뷰에서 로버트 허트는 농업 생명 공학의 상업적 응용, 연구 상태, 그리고 지금까지의 응용 프로그램의 경제적, 환경적 영향을 요약한다. 그는 먼저 현대 생명 공학에서 가장 일반적으로 사용되는 6가지 관행을 특히 유전 공학을 중심으로 제시한다. 구체적으로 저자는 조직 배양 조작(유전자 변형 생물 강화), 배아 '구조'(번식이 불가능할 식물 품종의 교배 촉진), 체세포 교배(세포 벽을 제거해 DNA 혼합 유도), 마커 지원 유전자 분석(fu 식별)의 현재와 미래의 용도를 논한다. 결합 유전자, QTL 및 기타 마커, 유전에서의 마커 지원 선택(식별된 마커를 따름) 및 게놈 분석(전체 게놈 순서 분석) 비록 이러한 방법들이 주로 식물 연구에 사용되지만, 동물 생명공학은 Faber와 동료들에 의해 다른 연구에서 논의되었다. 이 연구는 동물생명공학 분야가 어떻게 두 파벌로 나뉘었는지에 대해 논의했는데, 그것은 고기나 우유를 위한 동물의 생산과 그들의 혈액이나 우유에서 생물학적으로 유용한 단백질을 생산하는 동물의 창조이다. 비록 인공 수정과 같은 기술은 DNA의 발견보다 오래전에 발견되었고 심지어 배아 전이 기술도 한 세기 전에 개발되었지만, 이러한 방법들은 동물 사육에서 상업적인 용도로 유전 공학자를 사용하는 것을 목표로 계속해서 개선되고 있다.
농업에서 생명공학이 직면하고 있는 현재와 미래의 문제들
식품과학의 생명공학 혁신을 고려한 연구에서 방글라데시 과학자들은 농업에서 현대 식품생명공학이 가진 방법과 성공 그리고 식품산업의 윤리적 원리를 제시했다. 그 보고서는 지금까지 유전자 변형 식품이 불확실성으로 인해 야기된 오랜 윤리적 논쟁에 의해 어떻게 제한되는지 논의했습니다. 한편, 기업들은 유전자 변형 부산물의 표시 요건을 갖추지 못한 채 식품을 구매하고 판매하며 소비자의 자율성에 어긋나고 있다. 이것은 영양 및 영양학 아카데미가 설립한 4대 윤리적 기둥 중 하나로, 소비자가 무엇을 구매하고 있는지, 무엇을 포함하고 있는지 알 수 있는 권리를 부여한다. 기업은 또한 정의(혜택과 자원의 공평 분배), 비악의(타인에게 해를 끼치는 것에 대한 의무), 이익(생산과 소비에서 위험과 이익의 균형)을 포함한 나머지 3가지 원칙을 확실히 할 필요가 있으며, 많은 기업이 제한적인 기여를 하고 있다. 로버트 허트의 검토는 이러한 생명공학의 미래 생산, 소비 및 발전을 저해할 수 있는 농부들과 대중들에게 유전자 변형의 주요 결과에 대해 논의하는 것으로 마무리된다. 이러한 한계에는 한정된 국가에서 농업 바이오 기술의 광범위한 상업적 적용, 바이오 기술 연구에 대한 대규모 민간 부문 투자, 환경 영향에 대한 지속적인 논란, 규제의 확산, 대중의 반응의 광범위한 변화, 그리고 상대적으로 적은 기여가 포함된다. 저개발국들의 식량 생산 소득을 증가시키기 위한 기술. 이러한 단점에도 불구하고, 국제 컨소시엄은 유전자 변형 작물을 개발하기 위해 효과적인 전략을 점진적으로 시행하고 있으며, 생물공학적인 접근 방식을 현재의 농업 관행에 서서히 통합하고 있다. 궁극적으로, 농업에서 생명공학의 기여는 새로운 문제를 해결하는 것을 돕고 적절한 식량 안보를 유지하는 것을 목표로 하여 인구의 삶을 개선하는 데 남아 있다.
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