Çevremizi Temizlemek İçin Biyoteknolojinin Kullanımı

Biyoteknolojinin çevre temizliğinde çok etkili olduğu alanlardan bazıları şunlardır:

Depolama Teknolojileri:

Katı atıklar, kentsel toplumlar tarafından üretilen atıkların artan bir bölümünü oluşturmaktadır. Bu hacmin bir kısmı cam, plastik ve diğer biyolojik olarak parçalanamayan malzemeden oluşurken, bunun büyük bir kısmı büyük kümes hayvanlarından ve domuz çiftliklerinden elde edilen yiyecek atıkları gibi ayrışabilen katı organik malzemeden yapılır.

Kentleşmemiş büyük topluluklarda, bu tür biyobozunur atığı bertaraf etmenin yaygın bir yöntemi düşük maliyetli Anaerobik Depolama Alanı Teknolojisidir. Bu süreçte, katı atıklar düşük yatar, düşük değerli yerlere bırakılır.

Atık birikintisi her gün sıkıştırılır ve bir toprak tabakası ile kaplanır. Bu çöplük alanları, bazıları farklı atık türlerini parçalayabilen çok çeşitli bakteri barındırmaktadır. Bu süreçteki tek eksiklik, bu bakterilerin atıkları parçalamak için oldukça uzun zaman almasıdır.

Bununla birlikte, modern biyoteknoloji, bilim adamlarının tehlikeli maddelerin de dahil olduğu atıkların parçalanmasında yer alan mevcut bakterileri incelemelerini sağlamıştır. Bu bakterilerin en verimli suşları büyük miktarlarda klonlanabilir ve çoğaltılabilir ve sonunda spesifik bölgelere uygulanabilir. Bu, atık malzemenin hızlı bir şekilde bozunmasını sağlar.

Kompost:

Kompostlama, organik atıkları stabil, hijyenik humus benzeri bir maddeye dönüştüren anaerobik mikrobiyal tahrikli bir işlemdir. Bu malzeme daha sonra güvenli bir şekilde doğal ortama geri döndürülebilir. Bu yöntem aslında düşük nemli, katı bir substrat fermantasyon işlemidir.

Büyük ölçüde evsel katı atıkların kullanıldığı büyük ölçekli operasyonlarda, nihai ürün çoğunlukla toprağı iyileştirmek için kullanılır. Ham substratların (saman, hayvan gübresi vb.) Kullanıldığı daha özel işlemlerde, kompost (nihai ürün) mantar üretimi için substrat haline gelir.

Bir kompostlama işleminin temel amacı, sınırlı bir sürede ve sınırlı bir kompost içinde istenen ürün kalitesinde nihai kompost elde etmektir. Kompostlama işleminin temel biyolojik reaksiyonu, karbon dioksit, su ve diğer organik yan ürünleri üretmek için karışık organik substratların oksidasyonudır. Bununla birlikte, bir kompost tesisinin çevresel olarak güvenli koşullar altında çalışmasını sağlamak önemlidir.

Kompostlama, uzun süre önce yalnızca katı organik atıkların güvenli bir şekilde işlenmesinin bir aracı olarak değil, aynı zamanda organik maddelerin geri dönüşüm tekniği olarak da kabul edilmiştir. Bu teknik, evsel, tarımsal ve gıda endüstrisi atıklarından elde edilen organik malzemelerin yeniden kullanılmasını sağladığı için gelecekteki atık yönetimi programlarında giderek daha önemli bir rol oynayacaktır.

Biyoremediasyon:

Modem teknolojilerinin ürettiği çeşitli ürünler (kimyasallar), doğal bozulma süreçleri ve ekolojik dengeyi sağlamanın doğal mekanizmaları için büyük bir tehdit oluşturuyor. Bu kirleticilerin çoğu doğada karmaşıktır ve bu nedenle parçalanması zordur. Bu tür kirleticiler doğal ortamda endişe verici bir oranda birikir.

Biyoteknolojinin uygulanması, bu tür tehlikeli kirleticilerin çevre düzenlemesinde biyoremediasyon yoluyla yardımcı olmuştur. Bu işlem aynı zamanda biyo-restorasyon veya biyo-arıtma olarak da adlandırılır. Biyoremediasyon, biyolojik maddelerin parçalanmasını ve çeşitli malzemelerin parçalanmasını hızlandırmak için doğal olarak var olan mikroorganizmaların kullanımını içerir.

Bu işlem, temizleme işlemine önemli bir ivme kazandırır. Biyoremediasyonun temel prensibi organik kirleticilerin karbondioksit, su, tuzlar ve diğer zararsız ürünler gibi basit organik bileşiklere ayrılmasıdır.

Biyoremediasyon, çevrenin iki şekilde temizlenmesine yardımcı olabilir:

Yerinde (toprakta) mikrobiyal büyümenin teşviki besinlerin eklenmesi ile sağlanabilir. Mikroplar kendilerini bu toksik atıklara (yani besin olarak adlandırılır) alıştırırlar. Bir süre zarfında, mikroplar bu bileşikleri kullanır, böylece bu kirleticileri azaltır.

Diğer bir seçenek, organik kirletici molekülleri parçalayabilen genetik olarak mikroorganizmaları üretmektir. Örneğin, bir Amerikan kuruluşundan bioremediasyon mühendisleri pentachlorophenol'ü kirlenmiş topraktan çıkarmak için 'Flavobacterium' türlerini kullandılar.

Mikrop kullanımının toksik bölgeleri temizlemede de etkili olduğu kanıtlanmıştır. Bir Amerikalı mikrobiyolog, bir nükleer silah üretim tesisinin atık suyundan uranyum yiyebilen bir GS-15 mikrop keşfetti. GS-15 mikroorganizmaları, sudaki uranyumun, çöken ve dibe çöken çözünmeyen parçacıklara dönüşmesini sağlar.

Bu parçacıklar daha sonra toplanabilir ve bertaraf edilebilir. GS-15 bakteri ayrıca direkt olarak uranyumu metabolize eder, böylece demir varlığında normal olarak üretebileceğinden iki kat daha fazla enerji verir. Bu organizma çok hızlı bir büyüme oranına sahiptir ve uranyum madenciliğinin atık arıtımında son derece faydalı olabilir.

Biyoremediasyon, tehlikeli atıkları tehlikeli olmayan ya da daha az tehlikeli bileşikler haline getiren biyolojik ajanlar kullanır. Ölü biyokütle bile metalik iyonları sulu çözeltilerde tutabilen bazı mantarları barındırır. Bu onların özel hücre duvarı kompozisyonundan kaynaklanmaktadır. Pek çok fermantasyon endüstrisi, istenmeyen yan ürünler için bu amaçla kullanılabilecek mantar biyokütlesi üretir.

Mantar Rhizopus arrhizus'un biyokütlesi, 30-130 mg kadmiyum / gram kuru biyokütleyi emebilir. Mantar, hücre duvarında aminler, karboksil ve hidroksil grupları gibi iyonlara sahiptir. 5 gram kadmiyum yüklü 1 ton sudaki metalleri geri kazanmak için 1.5 kg miselyum tozu kullanılabilir.

Bio-recovery Systems Company tarafından patentli bir ürün olan 'Algasorb', ağır metal iyonlarını atık su veya yeraltı sularından benzer şekilde emer. Ölü alglerin silika jel polimerik malzemesinde yakalanması Algasorb üretir. Algal hücrelerin diğer mikroorganizmalar tarafından tahrip edilmesini önler. Algasorb, ticari iyon değişim reçinesiyle aynı şekilde çalışır ve doygunlukta ağır metaller çıkarılabilir.

Kirliliğin kaynağında kontrol edilmesi, daha temiz bir çevre için son derece etkili bir yaklaşımdır. Civa, kadmiyum ve kurşun gibi ağır metaller modem endüstrisinin atık suyunda kirletici olarak bulunur. Merkürün kirletici olarak etkileri bir süredir bilinmektedir.

Bu metaller bazı algler ve bakteriler tarafından toplanabilir ve böylece ortamdan uzaklaştırılabilir. Örneğin, 'Pseudomonas aeruginosa' uranyum biriktirebilir ve 'Thiobacillus' gümüş biriktirebilir. ABD'deki birçok şirket, yağ, deterjan, kağıt fabrikası atıkları ve böcek ilaçları gibi kimyasal atıkları temizlemek için mikrop ve enzimler karışımı satıyor.

Son zamanlarda, metal istilasına maruz kalan bölgeleri temizlemek için bitkiler de kullanılıyor. Bu bitkiler metalleri vakum içinde emer. Bu işlem, Fitoremediasyon olarak adlandırılır. Metaller, bitkiler yakılarak geri kazanılabilir. Bu tür ağaçların, çevrede ağır metaller serbest bırakan endüstriyel tesislerin yakınında yetiştirilmesinin son derece etkili olduğu kanıtlanmıştır.

Biyosensörler:

Biyosensörler, çeşitli ortamlardaki belirli maddelerin miktarlarını tespit edip ölçebilen biyofiziksel cihazlardır. Biyosensörler enzimleri, antikorları ve hatta mikroorganizmaları içerir ve bunlar klinik, immünolojik, genetik ve diğer araştırma amaçları için kullanılabilir.

Biyosensör sondaları, çevredeki kirleticileri tespit etmek ve izlemek için kullanılır. Bu biyosensörler doğada tahribatsızdır ve tüm hücreleri veya enzim gibi spesifik molekülleri tespit için biyomimetik olarak kullanabilirler. Diğer avantajları arasında hızlı analiz, özgüllük ve doğru yeniden üretilebilirlik sayılabilir.

Biyosensörler bir geni diğerine bağlayarak oluşturulabilir. Örneğin, cıva direnç geni (mer) veya toluen degradasyonu (tol) geni, canlı bir bakteri hücresinde biyolüminesans gösteren proteinleri kodlayan genlere bağlanabilir.

Biyosensör hücre, a. belirli kirli bölge, ışık yayarak sinyal verebilir - ki bu düşük seviyede inorganik cıva veya tolüenin kirli bölgede bulunduğunu gösterir. Bu, fiber optik florimetreler kullanılarak daha da ölçülebilir.

Biyosensörler ayrıca, enzimlere, nükleik asitlere, antikorlara veya sentetik membranlara moleküler detektörler olarak bağlı diğer raportör moleküller kullanılarak da oluşturulabilir. Belirli bir çevresel kirletici maddeye özgü antikorlar, algılama hassasiyetini arttırmak için floresandaki değişikliklere bağlanabilir.

Hindistan'da, Karaikudi'deki Merkezi Elektrokimyasal Araştırma Enstitüsü, enzim glukoz oksidazına dayanan bir glikoz biyosensörü geliştirmiştir. Bu enzim, glikozun oksidasyonu için bir elektro-katalizör görevi gören bir elektrot yüzeyi üzerinde immobilize edilir. Buna karşılık biyosensör, 0.15 mm (milimolar) kadar düşük glikoz konsantrasyonu için tekrarlanabilir bir elektrik sinyali verir ve enzimin belirgin bir şekilde bozulması olmadan birkaç hafta boyunca çalışır.

Biyosensörlerin benzer bir başka uygulaması, bir doku, dışkı veya başka bir ilgili kombinasyon içindeki toksik kimyasalların veya metabolitlerinin ölçümü ve değerlendirilmesi olarak tanımlanabilen 'Biyo-izleme'dir. Toksik kimyasalların alımını, dağılımını, biyotransformasyonunu, birikmesini ve uzaklaştırılmasını içerir. Bu, doğrudan toksik kimyasallara maruz kalan sanayi çalışanları için risklerin en aza indirilmesine yardımcı olur.

Ksenobiyotik Bileşiklerin Biyodegradasyonu:

Ksenobiyotikler, son zamanlarda ortaya çıkan insan yapımı bileşiklerdir. Bunlar arasında boyarmaddeler, çözücüler, nitrotoluenler, benzopiren, polistiren, patlayıcı yağlar, böcek ilaçları ve yüzey aktif maddeler bulunur. Bunlar doğal olmayan maddeler olduğundan, ortamda bulunan mikropların bozunmaları için özel bir mekanizmaları yoktur.

Bu nedenle, ekosistemde uzun yıllar devam etme eğilimindedirler. Ksenobiyotik bileşiklerin bozunması, molekülün stabilitesine, büyüklüğüne ve uçuculuğuna ve molekülün bulunduğu ortama (pH, ışığa duyarlılık, ayrışma vb.) Bağlıdır. Biyoteknolojik araçlar moleküler özelliklerini anlamak ve bu bileşiklere saldırmak için uygun mekanizmalar tasarlamaya yardımcı olmak için kullanılabilir.

Yağ Yeme Böcekleri:

Kaza sonucu ortaya çıkan petrol sızıntıları okyanus ortamları için büyük tehlike oluşturur. Bu tür dökülmeler deniz organizmaları üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir. Bu sorunu gidermek için, bilim adamları şimdi petrol sızıntılarını temizlemek için canlı organizmalar geliştirdiler. En yaygın yağ yiyen mikroorganizmalar bakteri ve mantarlardır.

Hindistan kökenli, Hindistan kökenli bir bilim adamı olan Dr. Anand Chakrabarty, yağı bireysel hidrokarbonlara parçalayabilen bakteriyel formlar yarattı. Bu bakteriler arasında Pseudomonas aureginos 'bulunur ve burada Pseudomonas'a yağ bozunması için gen verilir.

Yağ yüzeyden tamamen çıkarıldıktan sonra, bu işlenmiş yağ yiyen böcekler, artık büyümelerini destekleyemedikleri için ölürler. Dr. Chakrabarty, bu canlı organizmalar için patenti alan ilk bilim insanıydı.

Penicillium türlerinin de yağ bozucu özelliklere sahip olduğu bulundu, ancak etkisinin genetik olarak işlenmiş bakteriden çok daha fazla zamana ihtiyacı var. Alcanivorax bakterileri gibi diğer birçok mikroorganizma da petrol ürünlerini bozabilir.

Tasarımcı Hatalar:

Dünyada her yıl yüz binden fazla (bir lakh) farklı kimyasal bileşik üretilmektedir. Bu kimyasalların bazıları biyobozunur olsa da, klorlu bileşikler gibi diğerleri mikrobiyal bozulmaya karşı dirençlidir.

Bu Poliklorlu Bifenillerin (PCB'ler) üstesinden gelmek için, bilim adamları şimdi bir dizi PCB-degrade eden bakteriyel (Pseudomonas pseudoalkali) gen KF 707'yi izole ettiler. Bu enzimler PCB'lerin bozulmasından sorumludur.

Genetiği değiştirilmiş diğer bakteriler de farklı klorlu bileşik aralıklarını bozuyor. Örneğin, bir anaerobik bakteri suşu Desulfitlobacterium sp. Y51 PCE'yi (Poli kloroetilen) 01 - 160 ppm aralığındaki konsantrasyonlarda cw-12-dikloroetilene (cDCE) kadar diklorinatlar.

Japon bilim adamları, iki farklı PCB degrade edici bakteri suşunun DNA'sının karıştırılmasını içeren 'DNA karıştırması' adı verilen bir teknoloji geliştirdiler. Bu, çok çeşitli PCB'leri parçalayabilen enzimler üreten kimerik bph genlerinin oluşumu ile sonuçlanır. Bu genler, orijinal PCB-degrade eden bakterilerin kromozomuna eklenir ve bu şekilde elde edilen melez soy, son derece etkili bir degrade edici bir maddedir.

Genler ayrıca mer gen olarak adlandırılan cıvaya dayanıklı bakterilerden izole edilmiştir. Bu mer genleri organik mercurial bileşiklerin tamamen bozulmasından sorumludur. Toluen parçalayıcı bakteriler için bph genleri ve tod genleri (pseudomonas putida Fl) benzer gen organizasyonlarını göstermiştir. Her iki gen de yüzde altmış benzerlik gösteren enzimleri kodlar. Enzimlerin alt birimleri değiştirilerek bir hibrit enzim oluşturmak mümkündür. Bu tür bir hibrit enzim, TodCl - Bph A2 - Bph A3 - Bph A4'ten oluşan hibrit deoksijenazdır.

Bu, E. coli'de ifade edildi. Bu hibrit deoksijenazın Trikloretilen (TCE) bazlı bileşikler için daha hızlı bozunabildiği görülmüştür. Toluen parçalayıcı bakterilerin todCl geni, bakteriyel soy KF707'nin kromozomunda başarıyla dahil edildi. Bu gerginlik daha sonra TCE'nin verimli bir şekilde parçalanmasına neden oldu. Bu KF707 suşu ayrıca toluen veya benzen vb. Üzerinde de büyütülebilir.

Biomining:

Dünyanın en eski endüstrileri arasında madencilik, çevre kirliliğinin endişe verici seviyelerinin kaynağıdır. Modem biyoteknoloji, çeşitli mikroorganizmalar yoluyla madencilik alanlarını çevreleyen çevreyi iyileştirmek için şu anda kullanılıyor. Örneğin, bir bakteri Thiobacillus ferooxidans, bakırın maden atıklarından geri çekilmesi için kullanılmıştır. Bu aynı zamanda iyileşmeyi iyileştirmeye de yardımcı oldu.

Bu bakteri doğal olarak bazı sülfür içerikli materyallerde bulunur ve bakır sülfür mineralleri gibi inorganik bileşiklerin oksitlenmesi için kullanılabilir. Bu işlem, ham cevherden metalleri temizleyebilen ferrik iyonların asit ve oksitleyici çözeltilerini serbest bırakır. Bu bakteri cevheri çiğniyor ve daha sonra toplanabilecek bakır salınımı yapıyor. Bu tür biyo-işleme yöntemleri, dünya genelindeki toplam bakır üretiminin dörtte birini oluşturmaktadır. Biyo-işleme ayrıca çok düşük dereceli sülfidik altın cevherlerinden altın gibi metalleri çıkarmak için kullanılır.

Biyoteknoloji, ayrıca yüksek geçici maddelere dayanabilecek bakteri suşları geliştirerek, biyo-madenciliğin verimliliğini artırmanın yollarını da sunmaktadır. Bu, bu bakteri çok fazla ısı üreten biyo-işleme hayatta kalmak yardımcı olur.

Diğer bir seçenek ise cıva, kadmiyum ve arsenik gibi ağır metallere dirençli bakteri suşlarının genetik olarak üretilmesidir. Bu mikropları ağır metallerden koruyan genler klonlanır ve duyarlı suşlara aktarılırsa, biyo madenciliğin etkinliği manifoldda arttırılabilir.

Kirlilik kontrolü:

Modem biyoteknolojisinin yardımıyla, doğal olarak ortaya çıkan biyokatalizörler, çevreye salınan zararlı kimyasalları dezenfekte etmek için kullanılabilir. Bu tür biyokatalizörler, metilen klorür gibi kanserojen bileşiklerin endüstriyel atıklardan kurtulmasına yardımcı olmuştur.

Bu özel bakteriler bir biyoreaktörde atıklara maruz bırakılır, burada bakteriler zararlı kimyasalları tüketir ve onu su, karbon dioksit ve tuzlara dönüştürür, böylece kimyasal bileşiği tamamen tahrip eder. Bir bakteri türü olan Geobacter metallireducens, madencilik faaliyetlerinde drenaj sularından ve kirli yer altı sularından uranyum çıkarmak için de kullanılır.

Çeşitli önemli genlerin izolasyonu ve ardından karakterizasyonu, çok çeşitli kirletici maddeleri bozabilecek suşların geliştirilmesine yardımcı olacaktır. Moleküler manipülasyonların kullanılması, bakterilerin spesifik toksik maddelerin giderilmesi için onları kullanmaları için uyarlanmasına yardımcı olabilir.

Endüstriyel Atıkların Arıtılması:

Selüloz Sektöründen Alınan Atıklar:

Kağıt ve kağıt hamuru endüstrilerinden elde edilen atıklar, büyük miktarda işleme problemi yaratan yüksek düzeyde selüloz ve lignoselüloz içermektedir. Selüloz, enzim bozulmasına karşı oldukça dirençlidir ve lignine bağlandığında hem kimyasal hem de enzimatik saldırılara karşı dirençli hale gelir. Lignin ve karbonhidratlar odun içinde birbirine bağlandığından, hamuru imha etmek zorlaşır.

Araştırmacılar, klor tüketimini ortadan kaldırarak veya azaltarak ağartıcı atık oluşumunu önleyen enzimatik kağıt hamuru ağartma maddesi geliştirdiler. Ayrıca kağıt hamuru ve ağartma işlemlerinde suyu azaltır. Bu işlem, topraktan izole edilen bir ksilanaz üreten organizmanın Bacillus stearthermophilus kullanımını içerir.

Mikroorganizmalar genellikle selülaz ve hemiselüloz gibi diğer polimerlerle birlikte ksilanazlar üretir. Rekombinant DNA teknolojisi, şimdi selülolitik olmayan konaklarda sadece ksilanaz genlerini eksprese etmek için kullanılmaktadır. İlk selülaz içermeyen ksilanaz, Rajasthan'ın çöllerinden actinomycete Chainia'dan rapor edildi.

Daha sonra çeşitli başka ksilanazlar bildirildi. Ksilanazlar, yüksek sıcaklık kararlılığı ve yüksek alkali optimum nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu özellik, alt tabakaya sıkı bir şekilde bağlanmasında yardımcı olur. Alkali ksilanaz, pH 9 ve 65 ° C'de aktif olan Bacillus stearthermophilus'ten rapor edilmiştir. Bu, ahşap hamurunun umut verici sonuçlarla ağartılması için test edilmiştir.

Odun hamuru işleminden elde edilen bir başka atık, ligno-sülfat (% 60), şeker (% 36) ve diğer organik bileşiklerin bir karışımını içeren sülfit atık likörüdür. Bu, likörü her iki ton şeker için yaklaşık bir ton maya üreten şekeri mayalayan maya (Candida albicans) ile işlemden geçirilebilir.

Süt Endüstrisi Atıkları:

Peynir altı suyu sıvısı, peynir üretiminde önemli bir yan üründür. Peyniraltı suyu ayrıldıktan sonra peynir altı suyu bırakılır ve üretilen her bir kg peynir için, bu sıvının dokuz litresi (peynir altı suyu) üretilir.

Peynir altı suyu potansiyel olarak değerli besinler içermekle birlikte, kullanımı hayvan yemi ve dondurma gibi bazı işlenmiş yiyeceklerle sınırlıdır. Dünyada yılda beş milyon tona yaklaşan peynir altı suyu üretimi ile birlikte, büyük atık imha sorunları süt endüstrisine zarar vermeye başlıyor.

Belediye kanalizasyon sistemine deşarj yapıldığında büyük biyolojik oksijen talebi (BOD) ortaya çıkar. Bu sıvı, ticari fermantasyonda kullanılan organizmaların çoğu tarafından zayıf bir şekilde metabolize olan, % 4-5 kadar bir laktoz içeriğine sahiptir. Maddelerin daha da kötüleşmesi için, peynir altı suyu seyreltilir (% 92 su) ve yüksek toplama maliyetleri içerir.

Peynir altı suyu imhası şimdi çeşitli biyoteknolojik yaklaşımlarla gerçekleştirilmektedir. Bunlar şunları içerir:

1. Peynir altı suyunu uygun mikrop ve besin suşları ile tedavi etmek,

2. Laktozun etanole doğrudan fermantasyonu,

3. 'Kluyvewmyces fraglis' ve 'Candida intermedi' gibi mayaları kullanmak,

4. Laktozun glikoza ve galaktoza hidrolizi. (Fermantasyon, gıda endüstrisinde kullanılan tatlı şurupla sonuçlanır).

Boya Endüstrisi Atıkları :

Tekstil ve boyarmadde endüstrisi, atık su akışlarında çevreye salınan bir dizi boya ve pigment üretmektedir. Boyaların çoğu, balıklara veya memelilere karşı toksik veya kanserojen olmamasına rağmen, bazıları ciddi tehlike oluşturur.

Renkli atık suların arıtılmasında kullanılan kimyasal yöntemlerin başarılı olduğu kanıtlanmış, boyaların ve pigmentlerin mikrobik uzaklaştırılması hala çok sınırlıdır. Mikroorganizmaların, boyaları sadece normalde farklı akışlarda bulunandan çok daha yüksek konsantrasyonlara adaptasyondan sonra bozduğu tespit edilmiştir.

Biyo-yıkama:

Zararlı toksik ve kokulu gazların tahliyesi ciddi bir çevre sorunudur. Azaltılmış kükürt bileşikleri (tiyosülfat, hidrojen sülfit), fotografik ve kağıt hamuru endüstrilerinde, petrol rafinasyonunda ve doğal gazların saflaştırılmasında çeşitli endüstriyel işlemlerden üretilir. Bu bileşikler, yüksek organik içeriğe sahip hayvan atıklarının anaerobik sindiriminin yan ürünleridir. Çoğu inorganik indirgenmiş kükürt bileşiği aerobik veya anaerobik olarak kullanılabilir.

Tarım ilacı:

Ticari olarak kullanılan çoğu kimyasal böcek ilacı ve gübresi, belirli bir eşik seviyesinin ötesinde tehlikeli olduğunu göstermiştir. Bu kimyasallar, mikroorganizmalar veya ultraviyole ışık tarafından parçalandığında, çevrede kirletici maddeler bırakır. Biyoteknolojik araçlar bu gibi durumlarda yardımcı olabilir.

Yabancı Ot Kontrolü:

Hedefe seçici ve hedef olmayan organizmalar için zararsız olacak yeni herbisitler geliştirilmiştir. Genetiği değiştirilmiş herbisite dayanıklı bitkiler, çevre dostu herbisitlerin kullanımına yardımcı olacak birkaç üründe de geliştirilmiştir. Genetiği değiştirilmiş böcek dirençli bitkiler de bazı mahsul türlerinde başarılı bir şekilde geliştirilmiştir, bu nedenle gelecekte böcek ilacı kullanımının kısıtlı olarak kullanıldığını göstermektedir.

Haşere Kontrolü ve Biyo-Pestisit:

Bakteriyel pestisitler şimdi bakteriyel gen (Bacillus thrungiensis) Bt'nin bitkilere aktarılmasıyla sentezlenmektedir. Bu gen, böceklerin beslenmesiyle alındığında, böceğin sindirim kanalının (orta bağırsak) çözünmesine neden olan ve protoksinler serbest bırakan bir proteini kodlar. Bu, dengede bozulmalara yol açar ve nihayetinde böceği öldürür.

Bu 'biyolojik pestisitler', Bt genini bir toprak bakterisine (Pesudomonas türleri) aktararak böcek zararlılarını (top solucanı ve tomurcuk kurdu) hedef almak için geliştirilmektedir. Birçok Amerikan firması biyolojik pestisitlerin geliştirilmesi ve pazarlanmasında yer almaktadır ve ekimden önce tohum kaplamak için genetik olarak tasarlanmış canlı bakteriler ortaya çıkarmıştır. Mikojen, rekombinant bakterileri öldürür ve bunları bitki bitkilerinin yapraklarına uygular. Her iki yaklaşım da, toksinleri, bitkilere uygulandığında mikroorganizmalar ve ultraviyole ışığından kaynaklanan bozulmalardan korur.

Viral Pestisitler:

Viral pestisitler çevresel olarak güvenlidir ve daha düşük toksisite riski taşır. Bu pestisitler, başka türlü kimyasal pestisitlere dirençli hale gelen haşere suşlarına karşı da kullanılabilir. Güvenli ve etkili pestisitler olarak bir dizi entomopatojenik virüs (virüs bulaştıran böcekler) kullanılmıştır. Bu virüsler, belirli zararlı böcek türlerini öldürür ve faydalı böcek tozlayıcıları, faydalı ürün, parazitler veya avcıları üreten böcekler üzerinde olumsuz etkileri yoktur. Uzun ölçekli püskürtme işlemlerinde bile güvenlidirler.

Denuded Alanların Restorasyonu:

Artan insan etkinliği, Dünya'nın iyi dengelenmiş ekosisteminde hasara neden oldu. Dünyadaki toplam arazi alanının yarısından fazlası tuzluluk, asitlik ve metal toksisite sorunları nedeniyle tehdit altındadır. Bozulmuş ekosistemi restore etmek için biyoteknolojik araçlar kullanılmaktadır. Bitki biyoteknolojisine dayanan yöntemlerden bazıları, yeniden çoğaltma ve mikrop yayılma ve mikoriza kullanımını içeren yeniden ağaçlandırmayı içerir.

Mikro yayılma, bitki örtüsünün artmasına neden olmuş ve bu da erozyonu önlemede yardımcı olur ve aynı zamanda iklimsel stabilite sağlar. Belirli bitki türleri, denudatasyona daha yatkın olan bölgelerde ekilmiştir.

Örneğin, Casuraina bitkisinin farklı türleri, toprak verimliliğini artıracak ve yakacak odun üretimini artıracak azot eksikliği bulunan topraklara ekilmiştir. Tuzlu topraklarda yetişebilen bazı bitki türleri de bu tür alanlarda ekilebilir. Bu türler Prosopis spiagera, Butea monosperma ve Terminalia bellerica'dır.

Biyoçeşitlilik ve Korunması:

İnsan etkinliği de türlerin çeşitliliği için yıkıcı oldu ve türlerin insan kaynaklı tükenmesi üssel oranlarda artıyor. Eşitsiz bir servet dağılımıyla nüfusu genişletme ihtiyacı kaçınılmaz olarak mevcut kaynakların sürdürülemez ve sömürücü kullanımıyla sonuçlandı. Günümüzdeki en büyük endişelerden biri, mevcut bitki ve hayvanlarımızın (bitkiler, hayvanlar ve mikroplar) korunmasıdır.

Biyoteknolojik uygulamalar, bitki ve hayvan genetik kaynaklarını korumak için yeni ve geliştirilmiş yöntemler başlatmış ve belirli özellikler için mikrop plazması tahlili değerlendirmesini hızlandırmıştır. Biyoçeşitliliğin önemli bir unsuru olan geniş bir genetik tabanın bakımı, biyoteknolojinin geleceği ve biyolojik kaynakların sürdürülebilir kullanımı için çok önemlidir. Yeni teknolojiler, hem vahşi hem de evcil türlerin genetik çeşitliliğinin daha fazla kullanılmasına izin verirse, dünya biyolojik çeşitliliğinin değerini artırabilir.

Bitki doku kültürü, üretimini geliştirmek ve arttırmak ve neslinin tükenmesini önlemek amacıyla, seçilen çeşitlerin birçok bitkisinin üretim kapasitesini artırmak için kilit bir teknoloji olarak kabul edilmiştir.

Bununla birlikte, bitki türlerinin doğası gereği, mahsul genetik kaynaklarının çoğunun yerinde (doğal yaşam alanının dışında) korunacağı şekildedir. Korunacak bitkinin (bütün organ, tohumlar, dokular veya genetik materyal) bir kısmını ayırt edebilen çok az sayıda ex situ koruma yöntemi vardır. Ancak, yeni biyoteknolojik cihazlar, tohumları, ex situ korumanın tercih edilen yöntemi olarak korumaya yardımcı olabilir. Burada uyuşukluk sorununun üstesinden gelmek gerekiyor.

Biyoçeşitliliği korumanın bir başka başarılı yöntemi de, germ plazmasının kriyoprezervasyonla korunmasıdır (dokuyu sıvı azot içinde -196 ° C'de dondurmak). Buradaki temel prensip, dokuyu canlı tutarken (pasif bir şekilde) metabolik aktiviteyi tamamen durdurabilmektir.

Biyoteknolojik araçlar, biyolojik çeşitliliğimizi çok boyutlu şekillerde restore etmenin ve korumanın bir yolunu açtı. Bu araçlar kesinlikle tükenmekte olan bir çevrenin büyüyen mücadelesine nihai cevap olacaktır.

Biyo-gübre:

Bunlar, gübre uygulamalarının maliyetini düşürmek ve kimyasal gübre kaynaklı çevresel tehlikeleri azaltmak için de kullanılmıştır. Son zamanlarda deniz bitkileri (deniz yosunları) biyo gübre olarak kullanılmaktadır. Çok cesaretlendirici olduklarını ve böylece kimyasal gübre kullanma yükünü azalttıklarını kanıtladılar.