Bioteknologi sering dianggap identik dengan penelitian biomedis, tetapi ada banyak industri lain yang memanfaatkan metode biotek untuk mempelajari, mengkloning, dan mengubah gen. Kami sudah terbiasa dengan ide enzim dalam kehidupan kita sehari-hari, dan banyak orang yang akrab dengan kontroversi seputar penggunaan Transgenik dalam makanan kita. Industri pertanian adalah pusat dari perdebatan itu, tetapi sejak zaman George Washington Carver, biotek pertanian telah menghasilkan produk baru yang tak terhitung jumlahnya yang memiliki potensi untuk mengubah hidup kita untuk lebih baik.
Vaksin oral telah digunakan selama bertahun-tahun sebagai solusi yang mungkin untuk penyebaran penyakit di negara-negara terbelakang, di mana biayanya mahal untuk vaksinasi luas. Tanaman rekayasa genetika, biasanya buah-buahan atau sayuran, dirancang untuk membawa protein antigenik dari patogen infeksius, yang akan memicu respons kekebalan ketika dicerna.
Contohnya adalah vaksin khusus pasien untuk mengobati kanker. Vaksin anti-limfoma dibuat menggunakan tanaman tembakau yang membawa RNA dari sel B ganas yang dikloning. Protein yang dihasilkan kemudian digunakan untuk memvaksinasi pasien dan meningkatkan sistem kekebalan tubuh mereka terhadap kanker. Vaksin yang dibuat khusus untuk pengobatan kanker telah menunjukkan harapan yang cukup besar dalam studi pendahuluan.
Tumbuhan digunakan untuk memproduksi antibiotik baik untuk manusia maupun hewan. Mengekspresikan protein antibiotik dalam pakan ternak, yang diberikan langsung ke hewan, lebih murah daripada produksi antibiotik tradisional, tetapi praktik ini menimbulkan banyak bioetika masalah karena hasilnya tersebar luas, mungkin penggunaan antibiotik yang tidak perlu yang dapat mendorong pertumbuhan resistensi antibiotik bakteri strain.
Beberapa keuntungan menggunakan tanaman untuk menghasilkan antibiotik bagi manusia adalah berkurangnya biaya karena jumlah produk yang lebih besar yang dapat dihasilkan dari tanaman dibandingkan denganfermentasi unit, kemudahan pemurnian, dan mengurangi risiko kontaminasi dibandingkan dengan menggunakan sel mamalia dan media kultur.
Ada lebih banyak hal untuk bioteknologi pertanian daripada sekadar memerangi penyakit atau meningkatkan kualitas makanan. Ada beberapa aplikasi estetika murni, dan contohnya adalah penggunaan identifikasi gen dan teknik transfer untuk meningkatkan warna, bau, ukuran, dan fitur bunga lainnya.
Demikian juga, biotek telah digunakan untuk melakukan perbaikan pada tanaman hias umum lainnya, khususnya, semak dan pohon. Beberapa dari perubahan ini mirip dengan yang dibuat untuk tanaman, seperti meningkatkan ketahanan dingin dari jenis tanaman tropis sehingga dapat ditanam di kebun utara.
Industri pertanian memainkan peran besar dalam industri biofuel, menyediakan bahan baku untuk fermentasi dan pemurnian bio-minyak, bio-diesel, dan bio-etanol. Rekayasa genetika dan teknik optimasi enzim digunakan untuk mengembangkan bahan baku berkualitas lebih baik untuk konversi yang lebih efisien dan output BTU yang lebih tinggi dari produk bahan bakar yang dihasilkan. Hasil panen tinggi, tanaman padat energi dapat meminimalkan biaya relatif terkait dengan panen dan transportasi (per unit energi yang diperoleh), menghasilkan produk bahan bakar bernilai lebih tinggi.
Meningkatkan sifat-sifat tumbuhan dan hewan melalui metode tradisional seperti penyerbukan silang, pencangkokan, dan perkawinan silang memang memakan waktu. Kemajuan biotek memungkinkan perubahan spesifik dilakukan dengan cepat, pada tingkat molekuler melalui ekspresi berlebih atau penghapusan gen, atau pengenalan gen asing.
Yang terakhir dimungkinkan menggunakan mekanisme kontrol ekspresi gen seperti promotor gen spesifik dan faktor transkripsi. Metode seperti seleksi yang dibantu penanda meningkatkan efisiensi "diarahkan" pengembangbiakan hewan, tanpa kontroversi yang biasanya terkait dengan GMO. Metode kloning gen juga harus membahas spesies perbedaan dalam kode genetik, ada tidaknya intron dan modifikasi pasca-translasi seperti metilasi.
Selama bertahun-tahun, mikroba Bacillus thuringiensis, yang menghasilkan protein yang beracun bagi serangga, khususnya penggerek jagung Eropa, digunakan untuk membersihkan tanaman. Untuk menghilangkan kebutuhan akan debu, para ilmuwan pertama kali mengembangkan jagung transgenik yang mengekspresikan protein Bt, diikuti oleh kentang Bt dan kapas. Protein Bt tidak beracun bagi manusia, dan tanaman transgenik memudahkan petani untuk menghindari investasi yang mahal. Pada tahun 1999, kontroversi muncul tentang jagung Bt karena sebuah penelitian yang menunjukkan serbuk sari bermigrasi ke milkweed di mana ia membunuh larva raja yang memakannya. Studi selanjutnya menunjukkan risiko terhadap larva sangat kecil dan, dalam beberapa tahun terakhir, kontroversi jagung Bt telah beralih fokus, ke topik resistensi serangga yang muncul.
Jangan bingung dengan tahan hama, tanaman ini toleran membiarkan petani membunuh gulma di sekitarnya tanpa merusak tanaman mereka secara selektif. Contoh paling terkenal dari ini adalah teknologi Roundup-Ready, yang dikembangkan oleh Monsanto. Pertama kali diperkenalkan pada tahun 1998 sebagai kedelai GM, tanaman Roundup-Ready tidak terpengaruh oleh herbisida glifosat, yang dapat diterapkan dalam jumlah berlebihan untuk menghilangkan tanaman lain di lapangan. Manfaatnya adalah penghematan waktu dan biaya yang terkait dengan persiapan lahan konvensional untuk mengurangi gulma atau berbagai aplikasi dari berbagai jenis herbisida untuk menghilangkan spesies gulma tertentu secara selektif. Kelemahan yang mungkin mencakup semua argumen kontroversial terhadap GMO.
Para ilmuwan menciptakan makanan yang diubah secara genetik yang mengandung nutrisi yang dikenal membantu memerangi penyakit atau kekurangan gizi, untuk meningkatkan kesehatan manusia, khususnya di negara-negara terbelakang. Contohnya adalah Beras Emas, yang mengandung beta-karoten, prekursor untuk produksi Vitamin A dalam tubuh kita. Orang yang makan nasi menghasilkan lebih banyak Vitamin A, nutrisi penting yang kurang dalam diet orang miskin di negara-negara Asia. Tiga gen, dua dari bakung dan satu dari bakteri, yang mampu mengkatalisasi empat reaksi biokimia, dikloning menjadi beras untuk membuatnya "keemasan." Nama ini berasal dari warna butiran transgenik karena beta-karoten berlebih, yang memberi wortel jeruk pada mereka. warna.
Kurang dari 20% bumi adalah tanah yang subur tetapi beberapa tanaman telah diubah secara genetis untuk membuatnya lebih toleran terhadap kondisi seperti salinitas, dingin, dan kekeringan. Penemuan gen pada tanaman yang bertanggung jawab atas penyerapan natrium telah menyebabkan pengembangan pukulan knockout tanaman dapat tumbuh di lingkungan garam tinggi. Regulasi transkripsi naik atau turun umumnya merupakan metode yang digunakan untuk mengubah toleransi kekeringan pada tanaman. Jagung dan tanaman rapeseed, mampu tumbuh subur di bawah kondisi kekeringan, berada di tahun keempat mereka uji coba lapangan di California dan Colorado, dan diantisipasi bahwa mereka akan mencapai pasar dalam 4-5 tahun.
Sutra laba-laba adalah serat terluas yang dikenal manusia, lebih kuat dari Kevlar (digunakan untuk membuat rompi anti peluru), dengan kekuatan tarik lebih tinggi dari baja. Pada bulan Agustus 2000, perusahaan Kanada Nexia mengumumkan pengembangan kambing transgenik yang menghasilkan protein sutera laba-laba dalam susu mereka. Sementara ini memecahkan masalah produksi protein secara massal, program itu ditunda ketika para ilmuwan tidak tahu bagaimana cara mengubahnya menjadi serat seperti laba-laba. Pada 2005, kambing dijual untuk siapa saja yang mau mengambilnya. Meskipun tampaknya ide sutra laba-laba telah diletakkan di rak, untuk saat ini, ini adalah teknologi yang pasti akan muncul lagi di masa depan, sekali lagi informasi dikumpulkan tentang bagaimana sutra itu anyaman.