Biotechnologijos naudojimas mūsų aplinkos valymui

Kai kurios sritys, kuriose biotechnologijos pasirodė esančios labai veiksmingos aplinkos valymo srityje, yra šios:

Landfill technologijos:

Kietosios atliekos sudaro vis didesnę miesto visuomenėje susidarančių atliekų dalį. Nors dalis šio kiekio susideda iš stiklo, plastiko ir kitos biologiškai neskaidomos medžiagos, didelė jų dalis yra pagaminta iš skaidžių organinių medžiagų, pavyzdžiui, didelių paukščių ir kiaulių ūkių maisto atliekų.

Didelėse ne urbanizuotose bendruomenėse bendras biologiškai skaidžių atliekų šalinimo metodas yra nebrangios anaerobinės sąvartynų technologijos. Šiame procese kietos atliekos kaupiamos žemose, mažos vertės vietose.

Atliekų nuosėdos kasdien suspaudžiamos ir padengiamos dirvožemio sluoksniu. Šiose sąvartynuose yra daugybė bakterijų, iš kurių kai kurios gali sugadinti įvairių rūšių atliekas. Vienintelis šio proceso trūkumas yra tas, kad šios bakterijos atlieka žymiai ilgesnį laiką, kad degraduotų atliekas.

Tačiau šiuolaikinė biotechnologija leido mokslininkams ištirti turimas bakterijas, kurios yra susijusios su atliekų skaidymu, įskaitant pavojingas medžiagas. Efektyviausios šių bakterijų padermės gali būti klonuojamos ir dauginamos daugeliu atvejų, ir galiausiai jos gali būti dedamos į konkrečias vietas. Tai užtikrina greitą atliekų medžiagos skilimą.

Kompostavimas:

Kompostavimas yra anaerobinis mikrobiologinis procesas, kuris organines atliekas paverčia stabilia humusine humusine medžiaga. Tada šią medžiagą galima saugiai grįžti į natūralią aplinką. Šis metodas iš tikrųjų yra mažas drėgmės, kieto substrato fermentacijos procesas.

Didelio masto operacijose, kuriose daugiausia naudojamos buitinės kietosios atliekos, galutinis produktas dažniausiai naudojamas dirvožemio gerinimui. Specializuotose operacijose, naudojant žaliavas (pvz., Šiaudus, gyvulių mėšlą ir tt), kompostas (galutinis produktas) tampa grybų gamybos pagrindu.

Pagrindinis kompostavimo operacijos tikslas - gauti galutinį kompostą su norima produkto kokybe per ribotą laikotarpį ir ribotame kompostoje. Pagrindinė kompostavimo proceso biologinė reakcija yra sumaišytų organinių substratų oksidacija, kad susidarytų anglies dioksidas, vanduo ir kiti organiniai šalutiniai produktai. Tačiau svarbu užtikrinti, kad kompostavimo įrenginys veiktų aplinkai saugiomis sąlygomis.

Kompostavimas jau seniai pripažįstamas ne tik kaip saugus kietųjų organinių atliekų apdorojimas, bet ir kaip organinių medžiagų perdirbimo būdas. Šis metodas vis labiau vaidins svarbų vaidmenį būsimose atliekų tvarkymo sistemose, nes tai leidžia pakartotinai naudoti organines medžiagas, gautas iš buitinių, žemės ūkio ir maisto pramonės atliekų.

Bioremediacija:

Įvairūs produktai (chemikalai), kuriuos sukuria modemo technologijos, kelia didelę grėsmę natūraliems suskirstymo procesams ir natūraliems ekologinio balanso palaikymo mechanizmams. Daugelis šių teršalų yra sudėtingi, todėl juos sunku išskaidyti. Tokie teršalai gamtinėje aplinkoje kaupiasi nerimą keliančiu greičiu.

Biotechnologijos taikymas padėjo aplinkai valdyti tokius pavojingus teršalus bioremediacija. Šis procesas taip pat vadinamas biologiniu atstatymu arba biologiniu apdorojimu. Bioremediacija apima natūralių mikroorganizmų naudojimą, siekiant paspartinti biologinių medžiagų skaidymą ir įvairių medžiagų skaidymą.

Šis procesas žymiai pagreitina valymo procesą. Pagrindinis bioremediacijos principas yra organinių teršalų suskaidymas į paprastus organinius junginius, tokius kaip anglies dioksidas, vanduo, druskos ir kiti nekenksmingi produktai.

Bioremediacija gali padėti išvalyti aplinką dviem būdais:

Mikrobiologinio augimo skatinimą in situ (dirvožemyje) galima pasiekti papildant maistines medžiagas. Mikrobai prisitaiko prie šių toksiškų atliekų (vadinamųjų maistinių medžiagų). Per tam tikrą laiką šie mikroorganizmai sunaudoja šiuos junginius, tokiu būdu mažindami šiuos teršalus.

Kitas variantas yra genetiškai inžineruoti mikroorganizmus, kurie gali degraduoti organines teršalų molekules. Pavyzdžiui, amerikiečių organizacijos bioremediacijos inžinieriai naudojo „Flavobacterium“ rūšis, kad pašalintų pentachlorfenolį nuo užteršto dirvožemio.

Mikrobų naudojimas taip pat pasirodė esąs veiksmingas nuodingose ​​vietose. Amerikos mikrobiologas atrado GS-15 mikrobą, kuris gali valgyti uraną iš branduolinio ginklo gamybos įmonės nuotekų. GS-15 mikroorganizmai uraną vandenyje paverčia netirpiomis dalelėmis, kurios nusodina ir nusėda apačioje.

Vėliau šios dalelės gali būti surinktos ir pašalintos. GS-15 bakterija taip pat tiesiogiai metabolizuoja uraną, taip duoda tiek du kartus daugiau energijos, kaip ir geležies. Šis organizmas turi labai spartų augimo greitį ir gali būti labai naudingas urano kasybos atliekų tvarkymui.

Bioremediacija naudoja biologinius veiksnius, dėl kurių pavojingos atliekos tampa pavojingais ar mažiau pavojingais. Net negyvose biomasėse yra grybų, kurie gali gaudyti metalinius jonus vandeniniuose tirpaluose. Taip yra dėl jų ypatingos ląstelių sienelės sudėties. Daugelis fermentacijos pramonės šakų gamina grybų biomasę nepageidaujamiems šalutiniams produktams, kurie gali būti naudojami šiam tikslui.

Grybų Rhizopus arrhizus biomasė gali sugerti 30-130 mg kadmio / gm sausos biomasės. Grybelis turi ląstelių sienelių kaip aminų, karboksilo ir hidroksilo grupių jonus. 1, 5 kg gliukozės miltelių galima panaudoti metalams atgauti iš 1 tonos vandens, pakrauto su 5 gramais kadmio.

„Algasorb“, produktas, patentuotas „Bio-Recovery Systems Company“, panašiu būdu sugeria sunkiųjų metalų jonus iš nuotekų ar požeminio vandens. Nugaišusių dumblių įdėjimas į silikagelio polimerinę medžiagą gamina Algasorb. Jis apsaugo dumblių ląsteles nuo kitų mikroorganizmų sunaikinimo. „Algasorb“ veikia taip pat, kaip ir komercinės jonų mainų dervos, ir sunkieji metalai gali būti pašalinami prisotinus.

Taršos šaltinio kontrolė yra labai veiksmingas požiūris į švaresnę aplinką. Sunkieji metalai, pavyzdžiui, gyvsidabris, kadmis ir švinas, modemų pramonės nuotekose dažnai yra teršalai. Gyvsidabrio, kaip teršalo, poveikis jau seniai žinomas.

Šiuos metalus gali kaupti kai kurios dumbliai ir bakterijos, todėl jie pašalinami iš aplinkos. Pavyzdžiui, „Pseudomonas aeruginosa“ gali kaupti uraną ir „Thiobacillus“ gali kauptis sidabru. Keletas JAV bendrovių parduoda mikrobų ir fermentų mišinį cheminėms atliekoms valyti, įskaitant naftą, ploviklius, popieriaus gamyklų atliekas ir pesticidus.

Vėliau augalai taip pat naudojami metalo užkrėstoms vietoms išvalyti. Šie augalai absorbuoja metalus jų vakuume. Šis procesas vadinamas Phytoremediation. Metalus galima regeneruoti deginant augalus. Tai, kad tokie medžiai auginami šalia pramonės įmonių, išleidžiančių sunkiuosius metalus aplinkoje, yra labai veiksmingi.

Biosensoriai:

Biosensoriai yra biofiziniai prietaisai, galintys aptikti ir matuoti konkrečių medžiagų kiekius įvairiose aplinkose. Biosensoriai apima fermentus, antikūnus ir net mikroorganizmus, ir juos galima naudoti klinikiniams, imunologiniams, genetiniams ir kitiems tyrimų tikslams.

Biosensoriniai zondai naudojami aptikti ir stebėti teršalus aplinkoje. Šie biosensoriai gamtoje yra ne destruktyvūs ir gali naudoti visas ląsteles arba specifines molekules, tokias kaip fermentai, kaip biomimetiką aptikimui. Jų kiti privalumai yra greita analizė, specifiškumas ir tikslus atkuriamumas.

Biosensorius gali būti sukurtas susiejant vieną geną su kitu. Pavyzdžiui, gyvsidabrio atsparumo genas (mer) arba tolueno degradacijos (tol) genas gali būti susietas su genais, koduojančiais baltymus, rodančius bioluminescenciją gyvoje bakterinėje ląstelėje.

Biosensoriaus ląstelė, kai naudojama a. ypač užterštoje vietoje, gali signalizuoti skleidžiant šviesą, o tai rodo, kad užterštoje vietoje yra nedidelis neorganinio gyvsidabrio arba tolueno kiekis. Tai galima išmatuoti toliau naudojant šviesolaidinius fluorimetrus.

Biosensoriai taip pat gali būti sukurti naudojant fermentus, nukleino rūgštis, antikūnus arba kitas reporterių molekules, prijungtas prie sintetinių membranų kaip molekulinius detektorius. Tam tikriems aplinkos teršalams būdingi antikūnai gali būti susieti su fluorescencijos pokyčiais, kad padidėtų aptikimo jautrumas.

Indijoje centrinis elektrocheminių tyrimų institutas Karaikudyje sukūrė gliukozės biosensorių, pagrįstą gliukozės oksidazės fermentu. Šis fermentas yra imobilizuotas ant elektrodo paviršiaus, veikiančio kaip katalizatorius gliukozės oksidacijai. Biologinis jutiklis savo ruožtu suteikia pakartotiną elektrinį signalą, kai gliukozės koncentracija yra mažesnė kaip 0, 15 mm (milimolinis), ir veikia keletą savaičių, be jokio akivaizdaus fermento skilimo.

Kitas panašus biosensorių taikymas yra „biologinė stebėsena“, kuri gali būti apibrėžiama kaip toksiškų cheminių medžiagų arba jų metabolitų matavimas ir vertinimas audiniuose, ekskrementuose arba bet kokiame kitame susijusiame derinyje. Tai apima toksiškų cheminių medžiagų įsisavinimą, paskirstymą, biotransformaciją, kaupimąsi ir pašalinimą. Tai padeda sumažinti riziką pramoniniams darbuotojams, dirbantiems su toksiškomis cheminėmis medžiagomis.

Ksenobiotinių junginių biologinis skaidymas:

Ksenobiotikai yra neseniai kilę cheminiai junginiai. Tai yra dažikliai, tirpikliai, nitrotoluenai, benzopirenas, polistirenas, sprogiosios alyvos, pesticidai ir paviršinio aktyvumo medžiagos. Kadangi tai yra nenatūralios medžiagos, aplinkoje esantys mikrobai neturi specifinio jų degradacijos mechanizmo.

Vadinasi, jie ilgai trunka ekosistemoje. Ksenobotinių junginių skaidymas priklauso nuo molekulės stabilumo, dydžio ir lakumo bei aplinkos, kurioje yra molekulė (pvz., PH, jautrumas šviesai, atmosferos poveikiui ir pan.). Biotechnologinės priemonės gali būti naudojamos jų molekulinėms savybėms suprasti ir padėti sukurti tinkamus mechanizmus šiems junginiams atakuoti.

Naftos valymo klaidos:

Atsitiktiniai naftos išsiliejimai kelia didelę grėsmę vandenyno aplinkai. Tokie išsiliejimai turi tiesioginį poveikį jūrų organizmams. Siekiant išspręsti šią problemą, mokslininkai dabar sukūrė gyvus organizmus, kad išvalytų naftos išsiliejimus. Dažniausiai vartojami mikroorganizmai yra bakterijos ir grybai.

Dr Anand Chakrabarty, pirmaujantis Indijos kilmės mokslininkas, sėkmingai sukūrė bakterijų formas, kurios gali suskaidyti naftą į atskirus angliavandenilius. Šios bakterijos apima „Pseudomonas aureginos“, kur į Pseudomonas buvo įvestas naftos degradacijos genas.

Kai aliejus buvo visiškai pašalintas iš paviršiaus, šios inžinerijos sukeltos naftos valymo klaidos galiausiai miršta, nes jos nebegali palaikyti jų augimo. Dr Chakrabarty buvo pirmasis mokslininkas, kuris gavo patentą tokiems gyviems organizmams.

Be to, nustatyta, kad Penicillium rūšys pasižymi naftos degraduojančiomis savybėmis, tačiau jos poveikiui reikia daug daugiau laiko nei genetiškai modifikuota bakterija. Daugelis kitų mikroorganizmų, tokių kaip „Alcanivorax“ bakterijos, taip pat gali nuvalyti naftos produktus.

Dizainerio klaidos:

Kiekvienais metais pasaulyje gaminami daugiau nei šimtas tūkstančių (vienas lakas) įvairių cheminių junginių. Nors kai kurios iš šių cheminių medžiagų yra biologiškai skaidomos, kitos, pavyzdžiui, chlorinti junginiai, yra atsparūs mikrobų skaidymui.

Norint išspręsti šiuos polichlorintus bifenilus (PCB), mokslininkai dabar išskyrė keletą PCB skiliančių bakterijų (Pseudomonas pseudoalkali) genų KF 707. Taip pat buvo izoliuota visa grupė genų, vadinamų bph-making fermentais. Šie fermentai yra atsakingi už PCB degradaciją.

Kitos genetiškai modifikuotos bakterijos taip pat mažina skirtingus chlorintų junginių diapazonus. Pavyzdžiui, anaerobinė bakterinė padermė Desulfitlobacterium sp. Y51 deklorinuoja PCE (polichloretileno) iki cw-12-dichloretileno (cDCE), esant koncentracijai nuo 01 iki 160 ppm.

Japonijos mokslininkai sukūrė „DNR maišymo“ technologiją, kuri apima dviejų skirtingų PCB degraduojančių bakterijų DNR maišymą. Tai sukelia chimerinių bph genų susidarymą, kurie gamina fermentus, galinčius mažinti daugelį PCB. Šie genai toliau įvedami į pradinių PCB skiliančių bakterijų chromosomą ir taip gautas hibridinis kamienas yra labai veiksmingas skilimo agentas.

Genai taip pat buvo izoliuoti nuo bakterijų, kurios yra atsparios gyvsidabriui, vadinamiems meriniais genais. Šie genai yra atsakingi už organinių gyvsidabrio junginių visišką skaidymą. Toluolo skilimo bakterijų (pseudomonas putida Fl) bph genai ir geno genai parodė panašias genų organizacijas. Abu šie genai koduoja fermentus, kurie turi šešiasdešimt procentų panašumo. Keisdami fermentų subvienetus galima sukurti hibridinį fermentą. Vienas iš tokių sukurtų hibridinių fermentų yra hibridinė deoksigenazė, kurią sudaro TodCl - Bph A2 - Bph A3 - Bph A4.

Tai buvo išreikšta E.coli. Pastebėta, kad šis hibridinis deoksigenazė sugebėjo greičiau skaidyti trichloretileno (TCE) pagrindu pagamintus junginius. Bakterijų KF707 chromosomoje sėkmingai buvo įvestas toluolo skaidančių bakterijų todCl genas. Tada ši padermė lėmė veiksmingą TCE gradaciją. Ši KF707 padermė taip pat gali būti auginama toluene arba benzene ir tt

Biomining:

Iš seniausių pasaulio pramonės šakų kasyba yra nerimą keliančių aplinkos taršos šaltinis. Dabar modemo biotechnologija naudojama siekiant pagerinti aplinką, susijusią su kasybos teritorijomis, per įvairius mikroorganizmus. Pavyzdžiui, bakterija Thiobacillus ferooxidans buvo panaudota vario grąžinimui iš kasyklų. Tai padėjo pagerinti atsigavimą.

Ši bakterija natūraliai yra tam tikrose sieros turinčiose medžiagose ir gali būti naudojama neorganiniams junginiams, pvz., Vario sulfidams, oksiduoti. Šis procesas išskiria rūgštinius ir oksiduojančius geležies jonų tirpalus, kurie gali išplauti metalus iš žalios rūdos. Šios bakterijos kramtys rūdą ir išleidžia varį, kuris vėliau gali būti surenkamas. Tokie biologinio perdirbimo metodai sudaro beveik ketvirtadalį viso pasaulio vario gamybos. Bio-perdirbimas taip pat naudojamas metalams, pvz., Auksui, išgauti iš labai žemos kokybės sulfidinių aukso rūdų.

Biotechnologijos taip pat suteikia galimybę pagerinti biologinio kasybos efektyvumą, sukuriant bakterijų padermes, kurios gali atlaikyti aukštus laikinus. Tai padeda šioms bakterijoms išgyventi biologinį perdirbimą, kuris sukelia daug šilumos.

Kita galimybė - genetiškai inžineruoti bakterijų padermes, kurios yra atsparios sunkiesiems metalams, pvz., Gyvsidabriui, kadmiui ir arsenui. Jei genai, apsaugantys šiuos mikrobus nuo sunkiųjų metalų, yra klonuojami ir perkeliami į jautrias padermes, biologinio kasybos efektyvumas gali būti padidintas.

Taršos kontrolė:

Naudojant modemo biotechnologiją, natūraliai atsirandantys biokatalizatoriai gali būti naudojami kenksmingoms cheminėms medžiagoms, kurios patenka į aplinką, detoksikuoti. Tokie biokatalizatoriai padėjo atsikratyti kancerogeninių junginių, pvz., Metileno chlorido, iš pramoninių atliekų.

Šios specialios bakterijos susiduria su atliekomis bioreaktoriuje, kur bakterijos suvartoja kenksmingą cheminę medžiagą ir paverčia jį vandeniu, anglies dioksidu ir druskomis, taip visiškai naikindamos cheminį junginį. Bakterijų rūšis „Geobacter metallireducens“ taip pat naudojama uranui pašalinti iš drenažo vandenų kasybos operacijose ir užterštuose požeminiuose vandenyse.

Įvairių svarbių genų išskyrimas ir vėlesnis apibūdinimas padės vystyti padermes, kurios gali susilpninti daugelį teršalų. Molekulinių manipuliacijų naudojimas taip pat gali padėti pritaikyti bakterijas, kad jas būtų galima panaudoti tam tikriems toksiškiems vaistams pašalinti.

Pramoninių atliekų apdorojimas:

Plaušienos pramonės atliekos: \ t

Popieriaus ir celiuliozės pramonės atliekose yra daug celiuliozės ir lignoceliuliozės, kurios kelia didelių gydymo problemų. Celiuliozė yra labai atspari fermentų skaidymui ir tampa atsparia cheminiam ir fermentiniam išpuoliui, kai jis jungiasi prie lignino. Kadangi lignino ir angliavandenių mediena yra tarpusavyje susijusi, plaušienos delignifikavimą sunku.

Mokslininkai šiuo metu sukūrė fermentinį celiuliozės balinimą, kuris apsaugo nuo balinimo atliekų susidarymo pašalinant arba mažinant chloro vartojimą. Taip pat sumažėja vandens kiekis plaušienos ir balinimo metu. Šis procesas apima ksilaną gaminančio organizmo Bacillus stearthermophilus, kuris yra išskirtas iš dirvožemio, naudojimą.

Mikroorganizmai paprastai gamina ksilanazes kartu su kitais polimerais, tokiais kaip celiulazė ir hemiceliuliozė. Šiuo metu rekombinantinė DNR technologija naudojama tik ksilazės genams ekspresuoti ne celiulioziniuose šeimininkuose. Pirmoji celiulazės neturinti ksilazė buvo pranešta iš aktinomiceto Chainia iš Rajasthan dykumų.

Po to buvo pranešta apie įvairias kitas ksilanazes. Ksilanazės yra plačiai naudojamos dėl aukšto temperatūros stabilumo ir didelio šarminio optimalumo. Ši savybė padeda glaudžiai susieti su pagrindu. Apie Bacillus stearthermophilus, kuris yra aktyvus pH 9 ir 65 ° C temperatūroje, pranešta apie šarminę ksilanazę. Tai buvo patikrinta, ar medienos plaušienos balinimas yra daug žadantis.

Kita medienos masės gamybos atliekos yra sulfitinių atliekų skystis, kuriame yra ligno sulfato (60%), cukraus (36%) ir kitų organinių junginių mišinio. Tai gali būti gydoma mielėmis (Candida albicans), kurios perneša cukrų, gamindamos beveik vieną toną mielių už kiekvieną dviejų tonų cukraus.

Pieno pramonės atliekos:

Išrūgų skystis yra svarbus šalutinis produktas sūrio gamyboje. Išrūgos paliekamos po varškės atskyrimo, o už kiekvieną kilogramą pagaminto sūrio susidaro net devyni litrai šio skysčio (išrūgų).

Nors išrūgų sudėtyje yra potencialiai vertingų maistinių medžiagų, jos vartojimas apsiriboja gyvūnų pašarais ir kai kuriais perdirbtais maisto produktais, pvz. Pasaulio išrūgų produkcija artėja prie penkių milijonų tonų per metus, todėl pieno pramonei kyla milžiniškų atliekų šalinimo problemų.

Kai išleidimas į komunalines nuotekų sistemas sukeltų didelį biologinį deguonies poreikį (BOD). Šio skysčio laktozės kiekis yra iki 4–5%, o tai yra nepakankamai metabolizuojama daugelyje komerciniame fermentacijoje naudojamų organizmų. Dar blogiau, išrūgų skiedžiamas (92% vandens), o tai reiškia didelius surinkimo kaštus.

Išrūgų šalinimas dabar tvarkomas įvairiais biotechnologiniais metodais. Jie apima:

1. Išrūgų gydymas tinkamomis mikrobų ir maistinių medžiagų padermėmis, \ t

2. Tiesioginis laktozės fermentavimas etanoliu, \ t

3. Naudojant mieles, pvz., „Kluyvewmyces fraglis“ ir „Candida intermedi“,

4. Laktozės hidrolizė į gliukozę ir galaktozę. (Fermentacijos rezultatas - saldus sirupas, naudojamas maisto pramonėje).

Dažų pramonės atliekos :

Tekstilės ir dažų pramonė gamina daugybę dažiklių ir pigmentų, kurie išleidžiami į aplinką nuotekų srautuose. Nors dauguma dažiklių nėra toksiški arba kancerogeniniai žuvims ar žinduoliams, kai kurie iš jų kelia rimtą pavojų.

Cheminiai metodai spalvotųjų nuotekų valymui buvo sėkmingi, o dažų ir pigmentų mikrobinis pašalinimas vis dar yra labai ribotas. Nustatyta, kad mikroorganizmai degraduoja dažiklius tik po to, kai jie prisitaiko prie koncentracijų, kurios yra daug didesnės nei paprastai randamos įvairiuose srautuose.

Biologinis šveitimas:

Kenksmingų nuodingų ir kvapiųjų dujų išmetimas yra rimta aplinkosaugos problema. Sumažinti sieros junginiai (tiosulfatas, vandenilio sulfidas) gaunami iš įvairių pramonės procesų fotografijos ir celiuliozės pramonėje, naftos perdirbimo ir gamtinių dujų valymo. Šie junginiai yra šalutiniai gyvūninių atliekų, turinčių didelį organinių medžiagų kiekį, anaerobinio virškinimo produktai. Dauguma neorganinių redukuotų sieros junginių gali būti naudojami aerobiškai arba anaerobiškai.

Pesticidai:

Dauguma komerciniu mastu naudojamų cheminių pesticidų ir trąšų yra pavojingos už tam tikrą ribą. Šios cheminės medžiagos, skaidomos mikroorganizmų ar ultravioletinės šviesos, išskiria teršalus aplinkoje. Tokiomis situacijomis gali padėti biotechnologinės priemonės.

Piktžolių kontrolė:

Buvo sukurti nauji herbicidai, kurie bus selektyvūs tikslui ir nekenksmingi netiksliniams organizmams. Genetiškai modifikuoti herbicidams atsparūs augalai taip pat buvo sukurti daugelyje kultūrų, kurie padėtų naudoti aplinkai nekenksmingus herbicidus. Genetiškai modifikuoti vabzdžių atsparūs augalai taip pat sėkmingai vystomi tam tikrose augalų rūšyse, o tai rodo, kad ateityje pesticidai bus naudojami ribotai.

Kenkėjų kontrolė ir biologinis pesticidas:

Šiuo metu sintezuojami bakteriniai pesticidai, perkeliant bakterinius genus (Bacillus thrungiensis) Bt į augalus. Šis genas koduoja baltymą, kuris, užsikrėtęs vabzdžiais, sukelia vabzdžių virškinimo trakto (vidurio žarnos) tirpinimą ir atpalaiduoja protoksinus. Tai sukelia pusiausvyros sutrikimus ir galiausiai nužudo vabzdžius.

Šie „biologiniai pesticidai“ kuriami siekiant nukreipti vabzdžių kenkėjus (rutulio kirminą ir pumpurą), perkeliant Bt geną į dirvožemio bakteriją (Pesudomonas rūšis). Keletas amerikiečių kompanijų dalyvauja biologinių pesticidų kūrime ir rinkodaros procese, ir prieš pasodinimą sėklų padengimui yra sukurtos genetiškai modifikuotos gyvos bakterijos. Mycogen žudo rekombinantines bakterijas ir jas naudoja pasėlių augalų lapams. Abu šie metodai apsaugo toksiną nuo mikroorganizmų skilimo ir ultravioletinės šviesos, kai jie naudojami augalams.

Virusiniai pesticidai:

Virusiniai pesticidai yra saugūs aplinkai ir kelia mažesnį toksiškumo pavojų. Šie pesticidai taip pat gali būti naudojami prieš kenkėjų padermes, kurios kitaip tapo atsparios cheminiams pesticidams. Kaip saugūs ir veiksmingi pesticidai buvo naudojami keli entomopatogeniniai virusai (virusai užkrėsti vabzdžiai). Šie virusai naikina specifines kenkėjų rūšis ir neturi neigiamo poveikio naudingiems vabzdžių apdulkintojams, vabzdžiams, kurie duoda naudingų produktų, parazitų ar plėšrūnų. Jie yra saugūs net ir ilgalaikes purškimo operacijas.

Didenuotų teritorijų atkūrimas:

Didėjanti žmogaus veikla sukėlė sumaištį žemės kitaip gerai subalansuotoje ekosistemoje. Dabar daugiau kaip pusę viso pasaulio žemės ploto kelia grėsmė druskingumo, rūgštingumo ir metalo toksiškumo problemoms. Biotechnologinės priemonės naudojamos nykstančios ekosistemos atkūrimui. Kai kurie metodai, pagrįsti augalų biotechnologijomis, apima miškų atkūrimą, apimantį mikropavidalinimą ir mikorizos naudojimą.

Dėl mikropavidalinimo auga augalų danga, o tai savo ruožtu padeda užkirsti kelią erozijai ir suteikia klimatinį stabilumą. Specialios augalų rūšys buvo pasodintos vietovėse, kurios yra labiau linkusios į denudaciją.

Pavyzdžiui, įvairios augalų rūšys „Casuraina“ buvo pasodintos azoto nepakankamose dirvose, kurios padidins dirvožemio derlingumą ir padidins malkų gamybą. Tokiose vietovėse taip pat gali būti sodinamos kai kurios augalų rūšys, kurios gali augti aukštoje druskos dirvožemyje. Šios rūšys yra „Prosopis spiagera“, „Butea monosperma“ ir „Terminalia bellerica“.

Biologinė įvairovė ir išsaugojimas:

Žmogaus aktyvumas taip pat pasirodė esąs pražūtingas rūšių įvairovei, o žmogaus sukeltas rūšių išnykimas išaugo eksponentiškai. Poreikis išplėsti gyventojų skaičių ir nevienodą turto pasiskirstymą visada lėmė netvarų ir išnaudojamą esamų išteklių naudojimą. Vienas iš pagrindinių problemų šiandien yra mūsų esamos floros ir faunos (augalų, gyvūnų ir mikrobų) išsaugojimas.

Biotechnologijos taikymas atvėrė naujus ir patobulintus augalų ir gyvūnų genetinių išteklių išsaugojimo metodus ir pagreitino gemalo plazmos surinkimo vertinimą tam tikroms savybėms. Plati genetinė bazė, kuri yra svarbi biologinės įvairovės dalis, yra svarbi biotechnologijų ateičiai ir tvariam biologinių išteklių naudojimui. Naujos technologijos gali padidinti pasaulio biologinės įvairovės vertę, jei jos leidžia geriau naudoti laukinių ir naminių rūšių genetinę įvairovę.

Augalų audinių kultūra buvo laikoma pagrindine technologija daugelio pasirinktų veislių augalų gamybos pajėgumų didinimui, siekiant pagerinti ir padidinti jų gamybą ir užkirsti kelią jų išnykimui.

Tačiau būdingas augalų rūšių pobūdis yra toks, kad dauguma pasėlių genetinių išteklių yra išsaugoti ex situ (už natūralių buveinių ribų). Yra labai mažai ex situ išsaugojimo būdų, kurie gali atskirti konservuojamo augalo dalį (visą organą, sėklas, audinius ar genetinę medžiagą). Tačiau naujesni biotechnologiniai prietaisai gali padėti išsaugoti sėklas kaip tinkamiausią ex situ išsaugojimo būdą. Čia reikia įveikti ramybės problemą.

Kitas sėkmingas būdas išsaugoti biologinę įvairovę yra gemalo plazmos išsaugojimas krioprezervacijoje (audinio užšaldymas skystame azotu -196 ° C temperatūroje). Pagrindinis principas yra, kad metabolinis aktyvumas būtų visiškai sustabdytas, išlaikant audinį gyvą (pasyvia forma).

Taigi biotechnologinės priemonės padėjo atkurti ir išsaugoti mūsų biologinę įvairovę įvairiais būdais. Šios priemonės neabejotinai bus pagrindinis atsakas į vis didėjančią išeikvojančios aplinkos problemą.

Bio trąšos:

Jie taip pat buvo naudojami mažinant trąšų sąnaudas ir mažinant cheminių trąšų keliamą pavojų aplinkai. Neseniai jūriniai augalai (jūros dumbliai) buvo naudojami kaip biologinės trąšos. Jie pasirodė esą labai skatinami ir taip sumažino cheminių trąšų naudojimo naštą.