Jord- och skogsbruk, livsmedel
Idén att börja bruka jorden kan eventuellt ses som mänsklighetens största uppfinning. Genom att människan började livnära sig på jordbruk i stället för på jakt och fiske eller nomadkultur, blev det möjligt att utveckla ett samhälle baserat på arbetsfördelning. Förädling gav grödor med större skördar och mer produktiva husdjursarter. Den tekniska utvecklingen bidrog till allt effektivare förädling. I nuläget har vi kommit så långt att förädlingen kan ske med genetisk precision.
Vid förädling utnyttjas levande organismers breda spektrum av egenskaper genom att arvsmassan styrs i önskad riktning. Under historiens gång har människan gjort avgörande ändringar i många nyttoväxters arvsmassa. Späda gräsarter har förädlats till stråstarka och högavkastande spannmålssorter och den ursprungligen giftiga potatisväxtfamiljen har förädlats till läckra tomatsorter och potatissorter. Husdjurens arvmassa har också ändrats avsevärt med hjälp av förädling. Förädlingen bygger fortfarande på samma princip som för tiotusen år sedan: av den totala uppsättningen observerade genetiska egenskaper väljs och förstärks nyttiga egenskaper.
Biotekniken har fått allt bredare tillämpningar inom växt- och djurförädlingen. Exempelvis olika cellkulturs- och djupfrysningstekniker är nödvändiga vid förökning, korsning och förvaring av förädlingslinjer. De biotekniska framstegen hör till stor del samman med den snabba utvecklingen av genomiken (studiet av arvsmassa). Genomiken har genererat enorma mängder ny kunskap om genernas funktion på olika utvecklingsstadier, i olika delar av organismen och under olikartade förhållanden, vilket möjliggör markörbaserat urval vid förädling parallellt med snabbare och exaktare traditionell förädling, bl.a. med hjälp av genetisk kartläggning.
Genmodifierade växter är bara en av många biotekniska tillämpningar. Hos genetiskt modifierade organismer har arvsmassan förändrats med hjälp av genteknik, antingen genom tillsats av nya gener eller genom ändring av genernas funktion. Vid genetisk modifiering av växter handlar det i dag allt oftare om ändring av växtens egna gener eller genreglering än om inplantering av främmande gener från andra organismer. De flesta genmodifierade växter har framtagits för vetenskapliga ändamål, men det finns också praktiskt utnyttjade tillämpningar. På olika håll i världen odlas redan nu genmodifierade grödor, som på genteknisk väg gjorts mer resistenta mot bekämpningsmedel eller mer motståndskraftiga mot skadeinsekter eller virus.
Klimatförändringen innebär nya utmaningar för växternas härdighet eftersom det blir vanligare att åkermarken lider av torka och saltöverskott, översvämningar och extrema temperaturer. Växters anpassning till nya miljöer och klimatförhållanden kan göras snabbare och effektivare på bioteknisk väg. Det är viktigt att detta sker snabbt och effektivt eftersom världens livsmedelsproduktion måste bli effektivare för att kunna försörja en allt större folkmängd. En snabb förädling skulle dessutom minska behovet att ta jungfrulig mark i anspråk för jordbruksändamål, eftersom härdigare växter skulle ge tillräckligt stora skördar även på sämre mark. Ökad härdighet är ett viktigt argument även vid förädling och odling av bioenergigrödor.
Det beräknas att biotekniska tillämpningar kommer att utnyttjas inom förädlingen av alla viktiga livsmedels-, foder- och fibergrödor år 2015. I framtiden kommer genmodifierade växter inte längre att vara anpassade enbart för jordbruksändamål. De nya generationerna av genmodifierade växter kommer att bestå av en mångfald tillämpningar, där bara en del hänför sig till livsmedelsproduktion. Genmodifierade växter utnyttjas alltmer som så kallade bioreaktorer för odling av eftertraktade molekyler. För närvarande finns det kapacitet för att i laboratorieförhållanden öka halten av bl.a. stärkelse, essentiella fettsyror, vitaminer och enzymer hos flera växtarter, och rent av generera nya föreningar såsom komponenter till biologiskt nedbrytbar plast och vaccin mot bl.a. karies, kolera, diarré och rabies. Utvecklingsländerna skulle ha största nyttan av de sistnämnda tillämpningarna.
Än så länge används biotekniska tillämpningar inom skogsbruket i ännu mindre grad än inom jordbruket. Av våra inhemska trädslag har vegetativ fortplantning av björk och asp lyckats väl, medan stora problem kvarstår när det gäller vegetativ fortplantning av gran och framför allt tall. De problem som upptäckts hos förökningsmetoderna bromsar bl.a. utvecklingen av genmodifierade trädarter. Andra faktorer som försvårar fältförsök med genmodifierade träd är trädens långa kretslopp samt vindpollineringen. För närvarande förekommer det bara två kommersiellt odlade genmodifierade trädarter i världen, virusresistent papaya (USA) och herbicidresistent poppel (Kina). I Europa pågår vissa fältförsök med genetiskt modifierade trädarter. Under den närmaste framtiden kommer gentekniska tillämpningar på inhemska trädslag att utnyttjas främst för genetiskt urval av material för förädlings- och skogsbruksändamål.
Publikationer om ämnet utgivna av Delegationen för bioteknik:
Biotekniken nu och i framtiden (2006)