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35.7: Pflanzenzüchtung und Biotechnologie
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Plant Breeding and Biotechnology
 
PROTOKOLLE

35.7: Plant Breeding and Biotechnology

35.7: Pflanzenzüchtung und Biotechnologie

Crop cultivation has a long history in human civilization, with records showing the cultivation of cereal plants beginning at around 8000 BC. This early plant breeding was developed primarily to provide a steady supply of food.

As humans' understanding of genetics advanced, improved crop varieties could be achieved more quickly. Artificial selection could be more directed, and crop varieties enhanced for favorable traits more quickly to produce better, more robust, or more palatable plants.

However, traditional techniques for breeding plants are slow and do not always produce the desired crop varieties. Later, biotechnological tools made it easier to engineer desired traits into plants that are otherwise difficult to breed using traditional methods. For example, improving nutritional deficiency in plants is difficult via artificial selection, and particularly challenging for vitamin A and iron. Rice, for example, does not contain genes for beta carotene, which is a vitamin A precursor. However, it does contain genes for the compound geranylgeranyl pyrophosphate, which can be sequentially converted to beta carotene using four enzymes. Rice was engineered using genes for two enzymes derived from daffodils, and the remaining two enzymes from the bacteria Erwinia uredovora. The resulting crop is known as golden rice. Because rice is the staple food of more than half of the world, bioengineered crops such as these could potentially play a role in preventing blindness among children caused by vitamin A deficiency, or improving the health of rice-reliant countries.

Many commonly grown crop plants now have some degree of genetic modification introduced using biotechnology. For example, maize, papaya, and many potato varieties have been modified for herbicide, disease, or pest resistance. Genetic modification can even be carried out to reduce allergen production, which is the case in soybeans.

Der Anbau von Kulturpflanzen hat eine lange Geschichte in der menschlichen Zivilisation, mit Aufzeichnungen, die den Anbau von Getreidepflanzen ab etwa 8000 v. Chr. zeigen. Diese frühe Pflanzenzüchtung wurde in erster Linie entwickelt, um eine stetige Versorgung mit Lebensmitteln zu gewährleisten.

Mit dem fortgeschrittenen Verständnis der Genetik des Menschen könnten verbesserte Pflanzensorten schneller erreicht werden. Künstliche Selektion könnte gerichteter sein, und Pflanzensorten für günstige Eigenschaften schneller verbessert, um bessere, robustere oder schmackhaftere Pflanzen zu produzieren.

Herkömmliche Techniken für die Züchtung von Pflanzen sind jedoch langsam und produzieren nicht immer die gewünschten Pflanzensorten. Später erleichterten biotechnologische Werkzeuge die Entwicklung von gewünschten Eigenschaften zu Pflanzen, die sonst mit traditionellen Methoden schwer zu züchten sind. Zum Beispiel ist die Verbesserung der Ernährungsmangel in Pflanzen schwierig durch künstliche Selektion, und besonders herausfordernd für Vitamin A und Eisen. Reis zum Beispiel enthält keine Gene für Beta-Carotin, ein Vitamin-A-Vorläufer. Es enthält jedoch Gene für die Verbindung Geranylgeranylpyrophosphat, die sequenziell in Beta-Carotin mit vier Enzymen umgewandelt werden können. Reis wurde mit Genen für zwei Enzyme aus Narzissen abgeleitet, und die restlichen zwei Enzyme aus den Bakterien Erwinia uredovoraentwickelt. Die resultierende Ernte wird als goldener Reis bezeichnet. Da Reis das Grundnahrungsmittel von mehr als der Hälfte der Welt ist, könnten biotechnologische Kulturen wie diese potenziell eine Rolle bei der Verhinderung von Erblindung bei Kindern spielen, die durch Vitamin-A-Mangel verursacht wird, oder die Gesundheit von Reis abhängigen Ländern verbessern.

Viele häufig angebaute Kulturpflanzen haben heute einen gewissen Grad an genetischer Veränderung, die mit Hilfe der Biotechnologie eingeführt wird. Beispielsweise wurden Mais, Papaya und viele Kartoffelsorten gegen Herbizide, Krankheiten oder Schädlingsresistenz enden. Genetische Veränderungen können sogar durchgeführt werden, um die Allergenproduktion zu reduzieren, was bei Sojabohnen der Fall ist.


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