Wpływ biotechnologii w produkcji zwierzęcej

30. Wpływ biotechnologii w produkcji zwierzęcej

  1. Regionalne badania ostatnich wydarzeń w dziedzinie biotechnologii

Biotechnologia poczyniła pewne dramatyczne postępy w ostatnich latach zarówno w produkcji roślinnej jak i zwierzęcej. Są to: przeniesienie specyficznego genu z jednego gatunku do drugiego, aby stworzyć transgeniczne organizmy do produkcji jednolitych genetycznie roślin i zwierząt (klony) oraz utrwalanie różnych rodzajów komórek do wytwarzania korzystnych produktów medycznych, takich jak przeciwciała monoklonalne.

Dzisiaj, biotechnologia ma wiele zastosowań w produkcji zwierzęcej. Jest ona używana do przyspieszania wzrostu zwierząt, zwiększenia zdolności reprodukcyjnej, poprawy zdrowia oraz rozwoju nowych produktów zwierzęcych. W 1999 r. FFTC przeprowadziła badania regionalne sporządzając spis technologii i produktów, które zostały opracowane przy użyciu biotechnologii w produkcji zwierzęcej. Niektóre z nich są obecnie stosowane w gospodarstwach, inne są nadal w fazie opracowywania w stacjach badawczych.

Badania przeprowadzono w pięciu krajach: Japonia, Korea, Filipiny, Tajwan i Tajlandii. Wyniki ankiety zostały opublikowane przez FFTC w 2000 roku. Podsumowanie wyników znajduje się poniżej.

  1. Karmienie, Wzrost i Produkcja Paszy

Biotechnologia może zwiększyć strawność pasz objętościowych niskiej jakości, i genetycznie modyfikować rośliny w celu poprawy ich wartości, a co za tym idzie wartości paszy. Może ona również zwiększać ilość hormonów i innych substancji, które zwiększają rozmiar zwierząt, wydajności i tempo wzrostu.

Syntetyczny hormon BST (somatotropiny bydlęcej) był jednym z pierwszych innowacji dostępnych w handlu. Może zwiększyć produkcję mleka nawet o 10 do 15 procent od krowy. Obecne wysiłki na rzecz rozwoju, patrząc na całą gamę genów, dotyczą głównie tych, które wpływają na wzrost i produkcję zwierząt. Metody genetycznej inżynierii bydła mają na celu zwiększenie ich naturalnej produkcji hormonu, eliminując tym samym potrzebę otrzymywania syntetycznego BST.

  1. Dodatki paszowe

Wysokoproteinowe produkty komórek drożdży są stosowane jako dodatek do pasz dla bydła, świń i drobiu. Produkty te są bardzo smaczne i pożywne, oprócz tego pomagają w tworzeniu zdrowej równowagi bakterii w przewodzie pokarmowym, a także zapobiegają biegunkom.

Bakterie TRANSPHOS są stosowane w Korei w celu zastąpienia kosztownych fosforanów stosowanych jako dodatek do pasz zwierząt z żołądkiem jednokomorowym. Na Filipinach, są produkowane bakteriocyny, które mają właściwości antybakteryjne przeciw Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus i innych drobnoustrojów znajdujących się w paszy dla zwierząt.

L-lizyny są bezpieczną i stabilną formą lizyny, są produkowane w Korei przez fermentację specjalnego szczepu bakterii- surowca melasy. Lizyna jest jednym z najważniejszych aminokwasów. Uzupełnienie lizyny poprawia bilans składników pokarmowych paszy, oraz współczynnik konwersji paszy przez zwierzęta gospodarskie.

  1. Genetyczne ulepszanie roślin pastewnych

Kultury tkanek są wykorzystywane do genetycznego ulepszania odmian roślin pastewnych w Korei, włącznie z lucerną i orchardgrass. System dostawy bombardowania został opracowany w Korei do przenoszenia genów takie jak tolerancja ciepła, tolerancję suszy w uprawach roślin. Produkt DNA sklonowanego z Brassica campestris nadaje tolerancję ciepła do pasz roślin uprawnych, które zazwyczaj nie działają poprawnie w temperaturze powyżej 30oC. Wpłynie to na poprawę wydajności tropikalnych roślin pastewnych, a także pomorze uniknąć depresji plonów roślin pastewnych podczas lata w Korei.

Innym użytecznym genem przenoszonym do roślin pastewnych daje odporność na parakwat. To jest nieselektywny herbicyd, który zabija wszystkie rośliny zielone. Jeśli rośliny pastewne otrzymają odporne geny na parakwat to będzie to prosty i skuteczny sposób zwalczania chwastów na użytkach zielonych.

  1. Utylizacja odpadów

Bakterie Rhodopseudomonas capsulata, posiadają zdolność do szybkiego wzrostu. Jest on stosowany w zaawansowanej oczyszczalni ścieków w Japonii i Korei. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe są jednym z głównych źródeł nieprzyjemnych zapachów odpadów świń, po zakończeniu leczenia zmniejszył się drastycznie. Pozostałości po obróbce mogą być użyte jako bezpieczny nawóz organiczny.

  1. Rozród Zwierząt

Biotechnologia może znacznie przyspieszyć szybkość powstawania pożądanej cechy (np. lepsze wskaźniki wzrostu lub zwiększenie produkcji mleka). Podczas gdy klasyczna hodowla zwierząt w celu zwiększenia cech porządanych, trwa dekady. Dzięki biotechnologii, organizm może być zmieniony bezpośrednio w bardzo krótkim czasie, pod warunkiem, że geny za to odpowiedzialne zostały odpowiednio zidentyfikowane

Niedawnym przełomem w rozmnażaniu zwierząt jest łączne stosowanie istniejących metod zapłodnienia in vitro i USG przezpochwowe oocytu, pick-up (OPU) technika u bydła. Kiedy jałówki osiągają dojrzałość płciową w wieku 12/11 miesięcy, ich komóreki jajowe mogą być pobierane co tydzień lub nawet dwa razy w tygodniu do produkcji zarodków i przenoszenia zarodków. Istnieje nawet możliwość zastosowania tej technologii do nieletnich. W ten sposób, większa część cieląt płci żeńskiej może być używana do hodowli długo przed tym, zanim osiągną dojrzałość płciową.

  1. Poprawa wskaźnika reprodukcji

W Korei, Japonii i na Tajwanie, zakres implantów hormonalnych i zabiegi są wykorzystywane do zwiększenia produkcji komórek jajowych i zarodków ssaków. Różne techniki chłodzenia i zamrażania zostały opracowane dla zachowania komórek jajowych lub zarodków, w tym ultra-szybkiego zamrażania przez sieci mikroskopu elektronowego.

Transfer zarodka jest wykorzystywany wśród hodowli cennych zwierząt, tak że komórki jajowe i zarodki od zwierząt o wysokiej wartości są przenoszone do macicy matek zastępczych. W Korei i na Tajwanie, PCR (reakcja łańcuchowa polimerazy) został opracowany test w celu ustalenia płci zarodków bydła. Jest to bardzo ważne, szczególnie w połączeniu z transferem zarodków, ponieważ daje kontrolę nad płcią potomstwa. Podobne testy są opracowywane dla innych zwierząt.

  1. Poprawa zwierząt transgenicznych

Na Tajwanie transgeniczne świnie były hodowane z transgenem laktoferyny. Laktoferyna jest to białko mleka, wspomagającej rozwój jelit i zapobiega biegunce. Lochy z tym genem utrzymują wysoki poziom laktoferyny w mleku w całej laktacji. Knury transgeniczne mogą przenosić ten gen na własne potomstwo.

Ustalono również markery genetyczne dla bydła mlecznego w odniesieniu do cech produkcji mleka. Byłoby to bardzo korzystne w ustaleniu najlepszych przodków dla wysoko wydajnych stad krów mlecznych.

  1. Zdrowie Zwierząt

Jedną z istotnych korzyści z biotechnologii w diagnostyce chorób zwierząt jest identyfikowanie przekazywanych genetycznie warunków, które zagrażałyby zdrowiu i wydajności. Biologiczne techniki mogą także pomóc produkować tańsze i bardziej efektywne leki. Przykładami są insuliny, hormon wzrostu i tkankowy aktywator plazminogenu (stosowane w leczeniu chorób serca).

  1. Szczepionki

Szczepionki są wykorzystywane do stymulacji układu odpornościowego zwierząt oraz produkcji przeciwciał, aby zapobiec infekcji. Technologia rekombinowanego DNA dostarcza środki do produkcji dużych ilości tanich szczepionek, a lepsze zrozumienie układu odpornościowego doprowadziło szczepionki do lepszej pracy pobudzania układu odpornościowego. Te produkty inżynierii są bezpieczniejsze od tradycyjnych szczepionek. Podczas gdy konwencjonalne szczepionki czasem powracają do zjadliwej (choroba powodująca) formy, nowe szczepionki mogą być zaprojektowane tak, aby wyeliminować to zagrożenie.

Biotechnologia to także do produkcji całkowicie nowych zastosowań dla szczepionek. Są one używane do modulowania hormonów w celu zwiększenia tempa wzrostu, poprawy efektywności wykorzystania paszy, stymulują produkcję mleka, przyczynią się do poprawy jakości mięsa, i podnoszą lub stłumią funkcje rozrodcze.

Na Tajwanie, szczepionki DNA zakodowane docelowego genu jest wykorzystywany do produkcji nowych szczepionek. Badania wykazały, że szczepionki DNA indukowanych przeciwciał konsekwentnie i były odporne na wyzwanie toksyny.

Mają też inne zalety. Oferują one ochronę przed chorobami, których żadna szczepionka nie jest aktualnie dostępna. Ich produkcja nie wymaga niebezpiecznych czynników zakaźnych. Dzięki masowej produkcji, nie będzie trzeba ponosić dużych kosztów wytworzenia. Ponieważ są one stabilne w temperaturze pokojowej, koszty składowania będą niskie.

Koreańscy naukowcy opracowali szczepionkę stworzoną przeciwko Pasterelozie płuc i enzootycznemu zapaleniu płuc u świń. Biologia molekularna została wykorzystana do produkcji szczepionki chroniącej przed gorączką świń. Na Filipinach, została wykorzystana do opracowania lepszej szczepionki chroniącej bydło i bawoły wodne przed krwotoczną posocznicą. Ta choroba jest najczęstszą przyczyną śmierci wśród tych zwierząt. Nowa szczepionka daje lepszą ochronę w bardzo niskich kosztach.

Liczne ulepszone szczepionki dla drobiu zostały również opracowane na Filipinach, by ochronić ptaki przed chorobą Newcastle, cholerą drobiu i katarem zakaźnym.

  1. Diagnoza

W Japonii i na Tajwanie, badanie DNA jest używane do diagnozowania dziedzicznych wad zwierząt. Jedno badanie wskazuje gen, który wywołuje zespół stresu u świń. Świnie z tym genem dają zazwyczaj blade, słabej jakości mięso, przechodzą one stres transportu i uboju. Teraz, świnie z tym genem mogą być zidentyfikowane, mogą zostać wyłączone z programów hodowlanych, więc gen stanie się mniej powszechny.

DNA jest również wykorzystywane w Japonii w celu zdiagnozowania mutacji, która powoduje u bydła Holstein leucoyte. Bydło z tą chorobą cierpi na chorobę dziąseł, utratę zębów i są skarłowaciałe. Zwykle umierają, zanim skończą rok. Ten test pozwoli określić markery i wyeliminować je z hodowli stada. Byki przeznaczone do hodowli mogą być testowane, aby upewnić się, że nie są nosicielami.

  1. Produkty zwierzęce

Biotechnologia może prowadzić do nowych i ulepszonych produktów pochodzenia zwierzęcego. Na przykład, można zmienić skład mleka lub zawartości tłuszczu w mięsie. Przekształcone genetycznie krowy mogą produkować mleko o lepszych właściwościach do użcia w różnych produktach mlecznych. Dodane kazeiny do mleka, na przykład, mogą zwiększyć produkcję sera. Zwiększenie grupy fosforanowej w kazeinie może zwiększyć poziom wapnia. Usunięciu źródła nietolerancji laktozy w mleku może mieć znaczący wpływ na rynek produktów mleczarskich, szczególnie wśród 90% osób z Azji lub Afryki, którzy nie tolerują laktozy.

Niektóre z nowych produktów możliwych dzięki biotechnologii w regionie Azji to:

Wnioski

Nie ma wątpliwości, że biotechnologia może doprowadzić do poprawy wzrostu zwierząt i produkcji, żywienia, rozmnażania, ochrony zdrowia i produktów zwierzęcych. Jest to możliwe, przy jednoczesnym zachowaniu zasobów naturalnych i środowiska naturalnego.

Wkład biotechnologii w przyszłość może być ogromny, ale tylko wtedy, gry naukowcy i instytucje działające w tej dziedzinie będą koncentrować się na potrzebach rolników. Muszą zapewnić ich, że technologia jest rozwijana i rozszerzona w sposób, który przyniesie korzyści zwykłym rolnikom. Postępy w dziedzinie biotechnologii są zależne od wysoko wykwalifikowany personelu i nowoczesny sprzętu. Musimy także zapewnić, że w rozwoju zasobów biologicznych, nie zaniedbuje się rozwoju ludzi. Szczególnie w hodowli zwierząt,za rozwojem technicznym muszą nadążać szkolenia i zachęty dla personelu, który zastosuje te metody w laboratoriach i w terenie.

.


Wyszukiwarka