یکی از چالش های جدی پیش روی بشر، جمعیت رو به افزایش جهان و متناسب با آن تقاضا برای تولید غذا است. از طرف دیگر امروزه بشر با استفاده نسبتاً کامل از امکانات موجود، برای افزایش تولیدات کشاورزی با محدودیت منابع روبرو می‌باشد. بنابراین رشد سریع جمعیت و محدودیت منابع، نسل بشر را با خطر گرسنگی و کمبود مواد غذایی مواجه نموده است.
از طرفی، فناوری‌های سنتی و بومی کشاورزی به مرز محدودیتهای خود نزدیک شده اند و انسان نیازمند بکارگیری فناوری‌هایی است که از پتانسیل بیشتری برخوردار باشند. در چنین شرایطی، فناوری‌هایی مورد نیاز هستند که قابلیت تولید گیاهان، دامها و بطور کلی موجوداتی با ویژگی‌های برتر را داشته باشند، گیاهانی با قابلیت تحمل به تنشهای زیستی و غیرزیستی مثل شوری و خشکی تولید کنند، با تولید محصولات محرک رشد عملکرد گیاهان را افزایش دهند، دامها را به شیوهای دقیق و کیفی در مقابل بیماری‌های مهلک ایمن نمایند و در نهایت امنیت غذایی و به تبع آن امنیت اقتصادی و اجتماعی را به ارمغان آورند.
نمونه بارز چنین فناوری‌هایی، “فناوری زیستی (بیوتکنولوژی)” است که قابلیت بهبود ژنتیک گیاهان زراعی و باغی، دام، آبزیان و بطور کلی ارگانیزم‌ها و میکروارگانیزم‌ها را داراست.
تعریف بیوتکنولوژی
بیوتکنولوژی فناوری است که از سیستم‌های بیولوژیکی، موجودات زنده یا بخش‌هایی از آن برای توسعه یا تولید محصولات و فرآورده های خاص استفاده می‌کند و این پتانسیل را دارد که نیازهای تغذیه ای جمعیت در حال توسعه را فراهم کند. طبق نظر باستان شناسان قدمت صنعت بیوتکنولوژی انگلستان به 4000 سال قبل برمی گردد، یعنی اواخر دوره نوسنگی، زمانی که در این کشور از فرآیندهای تخمیری برای تولید آبجو توسط مخمر استفاده می شد. عمل آوری خمیر و پخت نان نمونه هایی از فرآیندهایی هستند که در مفهوم بیوتکنولوژی (استفاده از مخمر که یک موجود زنده است ) برای تولید محصول مورد نظر قرار می گیرند. چنین فرآیندهای سنتی معمولاً ارگانیسم‌های زنده را در شکل طبیعی خود (یا با پرورش بیشتر توسعه می‌دهند) استفاده می‌کنند، در حالی که شکل مدرن‌تر بیوتکنولوژی معمولاً شامل اصلاح پیشرفته‌تر سیستم یا ارگانیسم بیولوژیکی برای دستیابی به اهداف خاص یا تولید یک فرآورده خاص است.
امروزه علم بیوتکنولوژی، بسیاری از رشته های مختلف (مانند ژنتیک، بیوشیمی، زیست شناسی مولکولی و غیره) را پوشش می دهد. فناوری‌ها و محصولات جدید هر ساله در حوزه‌هایی مانند. پزشکی (توسعه داروها و درمان های جدید)، کشاورزی (توسعه گیاهان اصلاح شده ژنتیکی، سوخت های زیستی، تصفیه بیولوژیکی) یا بیوتکنولوژی صنعتی (تولید مواد شیمیایی، کاغذ، منسوجات و مواد غذایی)به جوامع بشری عرضه می شود.
تاریخچه توسعه کشاورزی
کشاورزی یا به بطور اختصاصی تر کشت گیاهان، قدیمی ترین شکل بیوتکنولوژی در جهان است .تاریخچه کشاورزی به حداقل 10 هزار سال پیش برمیگردد. در طی این مدت انسان همواره در جستجوی گونه های پرتوان گیاهی بوده ،گونه هایی که کیفیت غذایی بهتری داشته باشند، محصول بیشتری بدهند و یا کاشت و داشت آنها راحت تر باشد. درطی چند هزار سال اول ،توسعه کشاورزی بطور تصادفی بوده است، اما در طی قرن های اخیر گونه های جدید گیاهی از برنامه های تلاقی پیچیده ای حاصل شده اند. با وجود این پیچیده ترین برنامه های تلاقی گیاهان به عامل شانس وابسته است و به ظهور تصادفی ویژگی های والدین در نسل هیبرید به دست آمده بستگی خواهد داشت. بنابراین ایجاد گونه های جدید گیاهان زراعی نیازمند ترکیب دقیق ویژگی های موردنظر خواهد بود که فرآیندی مشکل و زمانبر است.
بیوتکنولوژی گیاهی ابعاد جدیدی در تلاقی گیاهان زراعی پدید آورده است که امکان ایجاد تغییرات مستقیم در ژنوتیپ گیاهان را فراهم آورده است و تا حدودی به عامل شانس در تولید گیاهان هیبرید به روش سنتی فائق آمده است. بطور کلی دو استراتژی عمومی برای این کار استفاده می شود:
افزودن ژن ها
که در آن برای تغییر ویژگی های یک گیاه با استفاده از کلون سازی، یک یا چند ژن جدید به گیاه اضافه می شود. مثال بارز این روش ایجاد گیاهانی است که با تولید آفت کش هایی که توسط ژن کلون شده کد می شوند، در مقابل حمله آفت ها مقاوم می شوند. ذرت یکی از گیاهان زراعی مهندسی شده است که می تواند حشره کش مورد نیاز خود(که یک دلتا -اندوتوکسین است) برای مقابله با آفت اصلی ذرت یعنی حشره ی حفاری کننده اروپایی( Ostrinia nubilialis ) را تولید کند. مثال دیگر گیاهان مهندسی شده مقاوم به علف کش گلی فوزات هستند که به گیاهان Roundup ready معروف هستند که از نظر اقتصادی مهم ترین گیاهان مهندسی شده به حساب می آیند.
یکی دیگر از شاخص ترین محصولات تولیده شده از طریق بیوتکنولوژی ، برنج طلایی یا golden rice است. برنج طلایی یکی از ارقام خاص برنج است که به منظور بیوسنتز بتاکاروتن یا تزریق پیش ماده ویتامین A به بدن تولیدشده است. امروزه کمبود ویتامین A یکی از معضلات اصلی برخی از مناطق جغرافیایی به شمار می‌رود و به همین دلیل می‌توان از طریق یکی از منابع تغذیه ای اصلی، آن را به جامعه هدف تزریق کرد.
حذف ژن ها
که در آن از روش های مهندسی ژنتیک برای غیر فعال کردن یک یا چند ژن گیاه استفاده می شود. مثال بارز این روش گوجه فرنگی های تولید شده ای است که در آن ها ژن تولید کننده آنزیم پلی گالاکتوروناز که عامل نرم شدن تدریجی میوه است غیرفعال شده است و بدین ترتیب زمان رسیدنشان به تاخیر می افتد و بازارپسندی و انبار داری گوجه فرنگی افزایش می یابد. این محصول یکی از اولین مواد غذایی مهندسی شده ای بود که اجازه فروش عمومی پیدا کرد.
با وجود اینکه ایجاد تغییرات در گسترش تجاری مقاومت به علف کش ها و حشرات، آینده خوبی را برای بیوتکنولوژی کشاورزی را به همراه خواهد داشت اما بیوتکنولوژی کشاورزی از تولید محصولات زراعی تا محصولات تجاری با موانع متعددی از محدودیت های علمی و تکنولوژیکی و حتی مشکلات قانونی و مدیریتی و نگرانی های اجتماعی روبرو است.
وجود قوانین محکم در رابطه با استفاده از محصولات تراریخته در بسیاری از کشورها از دیگر مشکلات این علم جدید می باشد. وجود خطرات احتمالی مربوط با ژن های منتقل شده و دست ورزی ژنتیکی محصولات از دیگر مشکلات است. با این حال تا به امروز هیچ گزارشی مبنی بر خطرات و تاثیرات این دست ورزی ها گزارش نشده است ولی نگرانی های متعددی در رابطه با سیستم های کشاورزی وجود دارد.
