Uso della biotecnologia per ripulire il nostro ambiente

Alcuni dei settori in cui la biotecnologia si è dimostrata molto efficace nel clean-up ambientale includono:

Tecnologie di discarica:

I rifiuti solidi rappresentano una percentuale crescente dei rifiuti generati dalle società urbane. Mentre una parte di questo volume è costituita da vetro, plastica e altri materiali non biodegradabili, una parte considerevole di questo è costituita da materiale organico solido decomponibile, come i rifiuti alimentari di grandi allevamenti di pollame e suini.

Nelle grandi comunità non urbanizzate, un metodo comune per lo smaltimento di tali rifiuti biodegradabili è la tecnologia Anaerobic Landfill a basso costo. In questo processo, i rifiuti solidi sono depositati in siti a basso valore di basso valore.

Il deposito dei rifiuti viene compresso e coperto da uno strato di terreno ogni giorno. Queste aree di discarica ospitano un'ampia varietà di batteri, alcuni dei quali sono in grado di degradare diversi tipi di rifiuti. L'unica lacuna in questo processo è che questi batteri impiegano molto tempo a degradare i rifiuti.

Tuttavia, la moderna biotecnologia ha permesso agli scienziati di studiare i batteri disponibili, che sono coinvolti nel degrado dei rifiuti - comprese le sostanze pericolose. I ceppi più efficienti di questi batteri possono essere clonati e riprodotti in grandi quantità e infine applicati a siti specifici. Ciò garantisce un rapido degrado del materiale di scarto.

compostaggio:

Il compostaggio è un processo anaerobico guidato dai microbi che converte i rifiuti organici in un humus sanitario stabile come il materiale. Questo materiale può quindi essere tranquillamente restituito all'ambiente naturale. Questo metodo è in realtà un processo di fermentazione del substrato solido a bassa umidità.

Nelle operazioni su larga scala che utilizzano in gran parte rifiuti solidi domestici, il prodotto finale viene principalmente utilizzato per il miglioramento del suolo. Nelle operazioni più specializzate che utilizzano substrati grezzi (come paglia, letame animale ecc.), Il compost (prodotto finale) diventa il substrato per la produzione di funghi.

Lo scopo principale di un'operazione di compostaggio è ottenere il compost finale con la qualità desiderata del prodotto in un periodo di tempo limitato e entro un compost limitato. La reazione biologica di base del processo di compostaggio è l'ossidazione dei substrati organici misti per produrre anidride carbonica, acqua e altri sottoprodotti organici. Tuttavia, è importante garantire che un impianto di compostaggio funzioni in condizioni di sicurezza ambientale.

Il compostaggio è da tempo riconosciuto non solo come mezzo per trattare in sicurezza rifiuti solidi organici, ma anche come tecnica per riciclare la materia organica. Questa tecnica svolgerà sempre più un ruolo significativo nei futuri schemi di gestione dei rifiuti, poiché consente il riutilizzo di materiali organici derivati ​​da rifiuti domestici, agricoli e alimentari.

Biorimedio:

Vari prodotti (prodotti chimici) generati dalle tecnologie moderne stanno ponendo una grande minaccia ai processi naturali di degrado e ai meccanismi naturali di mantenimento dell'equilibrio ecologico. Molti di questi inquinanti sono di natura complessa e sono quindi difficili da abbattere. Tali inquinanti si stanno accumulando nell'ambiente naturale ad un ritmo allarmante.

L'applicazione della biotecnologia ha contribuito alla gestione ambientale di tali contaminanti pericolosi mediante il biorisanamento. Questo processo è indicato anche come bio-restauro o biotrattamento. Il biorisanamento comporta l'uso di microrganismi naturalmente esistenti per accelerare la demolizione di sostanze biologiche e il degrado di vari materiali.

Questo processo aggiunge un notevole impulso al processo di pulizia. Il principio di base del biorisanamento è la decomposizione di contaminanti organici in semplici composti organici come il biossido di carbonio, acqua, sali e altri prodotti innocui.

Il biorisanamento può aiutare a ripulire l'ambiente in due modi:

La promozione della crescita microbica in situ (nel suolo) può essere ottenuta con l'aggiunta di nutrienti. I microbi si acclimatano a questi rifiuti tossici (i cosiddetti nutrienti). Per un periodo di tempo, i microbi consumano questi composti, degradando così questi inquinanti.

Un'altra opzione è quella di ingegnerizzare geneticamente i microrganismi, che possono degradare le molecole di inquinanti organici. Ad esempio, gli ingegneri di biorimediazione di un'organizzazione americana hanno utilizzato la specie "Flavobacterium" per rimuovere il pentaclorofenolo dal terreno contaminato.

L'uso di microbi si è anche dimostrato efficace nella pulizia di siti tossici. Un microbiologo americano ha scoperto un microbo GS-15, che può consumare uranio dalle acque reflue di un impianto di produzione di armi nucleari. I microrganismi GS-15 convertono l'uranio in acqua in particelle insolubili che precipitano e si depositano sul fondo.

Queste particelle possono successivamente essere raccolte e smaltite. Il batterio GS-15 inoltre metabolizza direttamente l'uranio, producendo così il doppio dell'energia che genererebbe normalmente in presenza di ferro. Questo organismo ha un tasso di crescita molto veloce e può essere estremamente utile nel trattamento dei rifiuti dell'estrazione dell'uranio.

Il biorisanamento impiega agenti biologici, che rendono pericolosi i rifiuti in composti non pericolosi o meno pericolosi. Anche la biomassa morta ospita alcuni funghi che possono intrappolare ioni metallici in soluzioni acquose. Ciò è dovuto alla loro speciale composizione della parete cellulare. Molte industrie di fermentazione producono biomassa fungina su sottoprodotti indesiderati, che possono essere utilizzati a questo scopo.

La biomassa del fungo Rhizopus arrhizus può assorbire 30-130 mg di cadmio / gm di biomassa secca. Il fungo ha ioni nella sua parete cellulare come ammine, gruppi carbossile e ossidrile. 1, 5 kg di polvere di micelio potrebbero essere utilizzati per recuperare i metalli da 1 tonnellata di acqua caricata con 5 grammi di cadmio.

'Algasorb', un prodotto brevettato dalla Bio-recovery Systems Company, assorbe gli ioni di metalli pesanti dalle acque reflue o sotterranee in modo simile. L'intrappolamento delle alghe morte nel materiale polimerico di gel di silice produce Algasorb. Protegge le cellule algali dall'essere distrutte da altri microrganismi. Algasorb funziona allo stesso modo della resina commerciale a scambio ionico e i metalli pesanti possono essere rimossi in saturazione.

Il controllo dell'inquinamento alla fonte è di per sé un approccio estremamente efficace verso un ambiente più pulito. Metalli pesanti come mercurio, cadmio e piombo sono spesso presenti come inquinanti nelle acque reflue dell'industria moderna. Gli effetti del mercurio come inquinanti sono noti già da un po 'di tempo.

Questi metalli possono essere accumulati da alcune alghe e batteri e quindi rimossi dall'ambiente. Ad esempio, "Pseudomonas aeruginosa" può accumulare uranio e il "Thiobacillus" può accumulare argento. Diverse aziende negli Stati Uniti vendono una miscela di microbi ed enzimi per ripulire i rifiuti chimici inclusi olio, detergenti, rifiuti di cartiera e pesticidi.

Ultimamente, le piante vengono anche utilizzate per ripulire i siti infestati dai metalli. Queste piante assorbono i metalli nei loro vacuoli. Questo processo è indicato come Phytoremediation. I metalli possono essere recuperati bruciando le piante. Questa pratica di coltivare questi alberi vicino agli impianti industriali che rilasciano metalli pesanti nell'ambiente si è dimostrata estremamente efficace.

biosensori:

I biosensori sono dispositivi biofisici in grado di rilevare e misurare le quantità di sostanze specifiche in una varietà di ambienti. I biosensori includono enzimi, anticorpi e persino microrganismi, e questi possono essere usati per scopi clinici, immunologici, genetici e di ricerca.

Le sonde biosensori sono utilizzate per rilevare e monitorare gli inquinanti nell'ambiente. Questi biosensori sono di natura non distruttiva e possono utilizzare cellule intere o molecole specifiche come enzimi come biomimetici per il rilevamento. Gli altri vantaggi includono rapida analisi, specificità e riproducibilità accurata.

I biosensori possono essere creati collegando un gene a un altro. Ad esempio, il gene del merge mercurio (mer) o il gene di toluene degradation (tol) possono essere collegati ai geni che codificano per proteine ​​che mostrano bioluminescenza all'interno di una cellula batterica vivente.

La cella del biosensore, se usata in a. particolare sito inquinato, può segnalare emettendo luce - il che suggerirebbe che bassi livelli di mercurio inorganico o toluene siano presenti nel sito inquinato. Questo può essere ulteriormente misurato utilizzando fluorimetri in fibra ottica.

I biosensori possono anche essere creati utilizzando enzimi, acidi nucleici, anticorpi o altre molecole reporter collegate a membrane sintetiche come rivelatori molecolari. Gli anticorpi specifici per un particolare contaminante ambientale possono essere accoppiati ai cambiamenti di fluorescenza in modo da aumentare la sensibilità del rilevamento.

In India, l'Istituto centrale di ricerca elettrochimica di Karaikudi ha sviluppato un biosensore del glucosio basato sull'enzima glucosio ossidasi. Questo enzima è immobilizzato su una superficie dell'elettrodo che agisce come un elettro-catalizzatore per l'ossidazione del glucosio. Il biosensore a sua volta fornisce un segnale elettrico riproducibile per la concentrazione di glucosio a partire da 0, 15 mm (milimolare) e funziona per diverse settimane senza apparente degradazione dell'enzima.

Un'altra applicazione simile dei biosensori è il "Bio-monitoraggio", che può essere definito come la misurazione e la valutazione di sostanze chimiche tossiche o dei loro metaboliti in un tessuto, in uno escrezione o in qualsiasi altra combinazione correlata. Coinvolge l'assorbimento, la distribuzione, la biotrasformazione, l'accumulo e la rimozione di sostanze chimiche tossiche. Questo aiuta a minimizzare il rischio per i lavoratori industriali che sono direttamente esposti a sostanze chimiche tossiche.

Biodegradazione di composti xenobiotici:

Gli xenobiotici sono composti artificiali di origine recente. Questi includono coloranti, solventi, nitrotolueni, benzopirene, polistirene, oli esplosivi, pesticidi e tensioattivi. Trattandosi di sostanze non naturali, i microbi presenti nell'ambiente non hanno un meccanismo specifico per la loro degradazione.

Quindi, tendono a persistere nell'ecosistema per molti anni. La degradazione dei composti xenobiotici dipende dalla stabilità, dalle dimensioni e dalla volatilità della molecola e dall'ambiente in cui la molecola esiste (come pH, suscettibilità alla luce, agenti atmosferici, ecc.). Gli strumenti biotecnologici possono essere utilizzati per comprendere le loro proprietà molecolari e aiutare a progettare meccanismi adeguati per attaccare questi composti.

Insetti mangia olio:

Le fuoriuscite accidentali di petrolio rappresentano una grande minaccia per gli ambienti oceanici. Tali fuoriuscite hanno un impatto diretto sugli organismi marini. Per contrastare questo problema, gli scienziati hanno ora sviluppato organismi viventi per ripulire le fuoriuscite di petrolio. I microrganismi più comuni che mangiano olio sono batteri e funghi.

Il dott. Anand Chakrabarty, uno scienziato di origini indiane leader negli Stati Uniti, ha creato con successo forme batteriche che possono degradare l'olio in singoli idrocarburi. Questi batteri includono Pseudomonas aureginos ", dove un gene per la degradazione dell'olio è stato introdotto negli Pseudomonas.

Una volta che l'olio è stato completamente rimosso dalla superficie, questi insetti geneticamente modificati alla fine moriranno, poiché non possono più sostenere la loro crescita. Il dott. Chakrabarty è stato il primo scienziato a ottenere un brevetto per tali organismi vivi.

È stato anche scoperto che le specie di penicillium possiedono caratteristiche di degradazione dell'olio, ma il suo effetto ha bisogno di molto più tempo del batterio geneticamente modificato. Molti altri microrganismi come i batteri di Alcanivorax sono anche in grado di degradare i prodotti petroliferi.

Bug di Designer:

Più di centinaia di migliaia di composti chimici diversi vengono prodotti nel mondo ogni anno. Mentre alcuni di questi prodotti chimici sono biodegradabili, altri come i composti clorurati sono resistenti alla degradazione microbica.

Per contrastare questi policlorobifenili (PCB), gli scienziati hanno ora isolato un certo numero di geni batterici degradanti PCB (Pseudomonas pseudoalcali) KF 707. È stata anche isolata un'intera classe di geni, denominati enzimi per la creazione di bph. Questi enzimi sono responsabili della degradazione dei PCB.

Altri batteri geneticamente modificati stanno anche degradando diverse gamme di composti clorurati. Ad esempio, un ceppo batterico anaerobico Desulfitlobacterium sp. Y51 declorizza PCE (poli cloruroetilene) a cw-12-dicloroetilene (cDCE), a concentrazioni che vanno da 01 a 160 ppm.

Gli scienziati giapponesi hanno inventato una tecnologia chiamata "DNA shuffling", che consiste nel mescolare il DNA di due diversi ceppi di batteri degradanti PCB. Ciò si traduce nella formazione di geni chimici della bph, che producono enzimi in grado di degradare una vasta gamma di PCB. Questi geni sono ulteriormente introdotti nel cromosoma dei batteri degradanti originari del PCB e il ceppo ibrido così ottenuto è un agente degradante estremamente efficace.

I geni sono stati isolati anche da batteri resistenti al mercurio chiamati mer geni. Questi geni mer sono responsabili della degradazione totale dei composti organici del mercurio. I geni bph e i geni tod per i batteri che degradano il toluene (pseudomonas putida Fl) hanno mostrato organizzazioni genetiche simili. Entrambi questi geni codificano per enzimi che mostrano una somiglianza del sessanta per cento. Scambiando le subunità degli enzimi è possibile costruire un enzima ibrido. Uno di questi enzimi ibridi creati è la deossigenasi ibrida che è composta da TodCl - Bph A2 - Bph A3 - Bph A4.

Questo è stato espresso in E.coli. È stato osservato che questa deossigenasi ibrida era in grado di degradare più rapidamente i composti a base di tricloroetilene (TCE). Il gene todCl dai batteri degradanti del toluene è stato introdotto con successo nel cromosoma del ceppo batterico KF707. Questo ceppo ha quindi portato a una de-gradazione efficiente di TCE. Questo ceppo KF707 potrebbe anche essere coltivato su toluene o benzene ecc.

bio- mineraria:

Tra le industrie più antiche del mondo, l'estrazione mineraria è fonte di allarmanti livelli di inquinamento ambientale. La biotecnologia del modem viene ora utilizzata per migliorare l'ambiente circostante le aree minerarie attraverso vari microrganismi. Ad esempio, un batterio Thiobacillus ferooxidans è stato usato per estrarre il rame dai residui delle miniere. Questo ha anche aiutato a migliorare la ripresa.

Questo batterio è naturalmente presente in alcuni materiali contenenti zolfo e può essere usato per ossidare composti inorganici come i minerali di solfuro di rame. Questo processo rilascia soluzioni acide e ossidanti di ioni ferrici che possono lavare i metalli dal minerale grezzo. Questi batteri masticano il minerale e rilasciano il rame che può essere successivamente raccolto. Tali metodi di bioelaborazione rappresentano quasi un quarto della produzione mondiale di rame in tutto il mondo. La bio-lavorazione viene anche utilizzata per estrarre metalli come l'oro da minerali d'oro solfidico di bassissima qualità.

La biotecnologia offre anche i mezzi per migliorare l'efficienza del bio-mining, sviluppando ceppi batterici in grado di resistere a temporanee elevate. Ciò aiuta questi batteri a sopravvivere alla bioelaborazione che genera molto calore.

Un'altra opzione è quella di ingegnerizzare geneticamente ceppi batterici resistenti ai metalli pesanti come mercurio, cadmio e arsenico. Se i geni che proteggono questi microbi dai metalli pesanti sono clonati e trasferiti nei ceppi sensibili, l'efficienza del bio-mining può essere aumentata di molteplice.

Controllo dell'inquinamento:

Con l'aiuto della moderna biotecnologia, i biocatalizzatori naturali possono essere utilizzati per disintossicare le sostanze chimiche dannose che vengono rilasciate nell'ambiente. Questi biocatalizzatori hanno aiutato a liberarsi di composti cancerogeni come il cloruro di metilene dai rifiuti industriali.

Questi batteri speciali sono esposti ai rifiuti in un bioreattore, in cui i batteri consumano la sostanza chimica nociva e la convertono in acqua, anidride carbonica e sali, distruggendo così completamente il composto chimico. Una specie di batteri Geobacter metallireducens viene anche utilizzato per rimuovere l'uranio dalle acque di drenaggio nelle operazioni minerarie e dalle acque sotterranee contaminate.

L'isolamento e la successiva caratterizzazione di vari geni importanti aiuteranno nello sviluppo di ceppi che possono degradare un'ampia gamma di sostanze inquinanti. L'uso di manipolazioni molecolari può anche aiutare a personalizzare i batteri per utilizzarli per rimuovere sostanze tossiche specifiche.

Trattamento dei rifiuti industriali:

Rifiuti dall'industria della pasta:

I rifiuti dell'industria della carta e della cellulosa contengono alti livelli di cellulosa e lignocellulosa, che pongono enormi problemi di trattamento. La cellulosa è estremamente resistente alla degradazione enzimatica e diventa resistente all'attacco sia chimico che enzimatico quando legato alla lignina. Poiché lignina e carboidrati sono interconnessi in legno, diventa difficile delignificare la polpa.

I ricercatori hanno ora sviluppato lo sbiancamento enzimatico della polpa, che previene la formazione di scorie di candeggina eliminando o riducendo il consumo di cloro. Riduce anche l'acqua nella macerazione e lo sbiancamento. Questo processo comporta l'uso di un organismo di produzione di xilanasi, il Bacillus stearthermophilus, che è isolato dal suolo.

I microrganismi di solito producono xilanasi insieme ad altri polimeri come la cellulasi e l'emicellulosa. La tecnologia del DNA ricombinante viene ora utilizzata per esprimere solo i geni della xilanasi negli ospiti non cellulolitici. La prima xilanasi priva di cellulasi è stata riportata dall'actinomicete Chainia dai deserti del Rajasthan.

Varie altre xilanasi sono state successivamente riportate. Le xilanasi sono ampiamente utilizzate a causa della loro stabilità alle alte temperature e dell'ottimo livello alcalino. Questa proprietà aiuta nel suo legame stretto al substrato. La xilanasi alcalina è stata riportata da Bacillus stearthermophilus, che è attivo a pH 9 e a 65 ° C. Questo è stato testato per lo sbiancamento della polpa di legno con risultati promettenti.

Un altro spreco dal processo di spappolamento del legno è il liquame di scarico di solfito, che contiene ligno-solfato (60%), zucchero (36%) e una miscela di altri composti organici. Questo può essere trattato con lievito (Candida albicans), che fermenta lo zucchero, producendo quasi una tonnellata di lievito per ogni due tonnellate di zucchero nel liquore.

Rifiuti dell'industria lattiero-casearia:

Il fluido di siero di latte è un sostanziale sottoprodotto nella produzione di formaggio. Il siero viene lasciato dopo che la cagliata è stata separata e per ogni kg di formaggio prodotto vengono generati fino a nove litri di questo fluido (siero di latte).

Sebbene il siero contenga sostanze nutritive potenzialmente preziose, il suo utilizzo è limitato al mangime per animali e ad alcuni alimenti trasformati come il gelato. Con la produzione mondiale di siero di latte che si avvicina a cinque milioni di tonnellate all'anno, enormi problemi di smaltimento dei rifiuti stanno cominciando a perseguitare l'industria casearia.

Quando lo scarico nel sistema fognario comunale comporterebbe un massiccio fabbisogno biologico di ossigeno (BOD). Questo fluido ha un contenuto di lattosio fino al 4-5%, che è scarsamente metabolizzato dalla maggior parte degli organismi utilizzati nella fermentazione commerciale. A peggiorare le cose, il siero è diluito (92% di acqua) e comporta elevati costi di raccolta.

Lo smaltimento del siero viene ora gestito da vari approcci biotecnologici. Questi includono:

1. Trattare il siero di latte con ceppi appropriati di microbi e sostanze nutritive,

2. Fermentazione diretta del lattosio in etanolo,

3. Usando lievito come "Kluyvewmyces fraglis" e "Candida intermedi",

4. Idrolisi del lattosio in glucosio e galattosio. (La fermentazione porta allo sciroppo dolce, che viene utilizzato nell'industria alimentare).

Rifiuti da Dye Industry :

Le industrie tessili e dei coloranti producono un certo numero di coloranti e pigmenti, che vengono rilasciati nell'ambiente in flussi di effluenti. Sebbene la maggior parte delle tinture non siano tossiche o cancerogene per pesci o mammiferi, alcune di esse presentano seri rischi.

I metodi chimici per il trattamento degli effluenti colorati si sono dimostrati efficaci, mentre la rimozione microbica di coloranti e pigmenti è ancora molto limitata. È stato scoperto che i microorganismi degradano i coloranti solo dopo l'adattamento a concentrazioni molto più elevate di quelle normalmente riscontrate in diversi flussi.

Bio-lavaggio:

Lo scarico di gas nocivi e odorosi nocivi è un grave problema ambientale. Composti di zolfo ridotti (tiosolfato, idrogeno solforato) sono generati da una varietà di processi industriali in industrie fotografiche e di pasta di legno, raffinazione del petrolio e purificazione di gas naturali. Questi composti sono i sottoprodotti della digestione anaerobica di rifiuti animali con un alto contenuto organico. La maggior parte dei composti di zolfo ridotti inorganici può essere utilizzata sia aerobicamente che anaerobicamente.

pesticidi:

La maggior parte dei pesticidi e fertilizzanti chimici utilizzati commercialmente si è rivelata pericolosa oltre un certo livello di soglia. Queste sostanze chimiche, quando vengono degradate da microrganismi o luce ultravioletta, rilasciano sostanze inquinanti nell'ambiente. Gli strumenti biotecnologici possono aiutare in tali situazioni.

Controllo delle infestanti:

Sono stati sviluppati nuovi erbicidi, che saranno selettivi per il bersaglio e innocui per gli organismi non bersaglio. Piante geneticamente modificate resistenti agli erbicidi sono state sviluppate anche in un certo numero di colture, il che aiuterebbe nell'uso di erbicidi rispettosi dell'ambiente. Piante geneticamente modificate resistenti agli insetti sono state anche sviluppate con successo in alcune specie di colture, suggerendo in tal modo l'uso limitato di pesticidi in futuro.

Controllo dei parassiti e antiparassitari:

I pesticidi batterici vengono ora sintetizzati trasferendo il gene batterico (Bacillus thrungiensis) Bt nelle piante. Questo gene codifica per una proteina che, se ingerita alimentando gli insetti, provoca la solubilizzazione del tratto digestivo dell'insetto (mid gut) e libera i protoxins. Ciò porta a disturbi nell'equilibrio e alla fine uccide l'insetto.

Questi "pesticidi biologici" sono stati sviluppati per colpire i parassiti degli insetti (verme a palla e verme gemma) trasferendo il gene Bt in un batterio del suolo (specie Pesudomonas). Diverse compagnie americane sono coinvolte nello sviluppo e nella commercializzazione di pesticidi biologici e hanno escogitato batteri vivi geneticamente modificati per rivestire i semi prima di piantare. Micogeno uccide i batteri ricombinanti e li applica alle foglie delle piante coltivate. Entrambi questi approcci proteggono la tossina dalla degradazione dei microrganismi e dalla luce ultravioletta quando vengono applicate alle piante coltivate.

Pesticidi virali:

I pesticidi virali sono sicuri per l'ambiente e comportano minori rischi di tossicità. Questi pesticidi possono anche essere usati contro i ceppi dei parassiti, che altrimenti sono diventati resistenti ai pesticidi chimici. Un certo numero di virus entomopatogeni (virus che infettano insetti) sono stati usati come pesticidi sicuri ed efficaci. Questi virus uccidono specifiche specie di parassiti e non hanno effetti negativi su utili insetti impollinatori, insetti che producono prodotti utili, parassiti o predatori. Sono sicuri anche in operazioni a spruzzo su larga scala.

Ripristino delle aree denudate:

L'aumento dell'attività umana ha creato scompiglio nell'ecosistema della Terra, altrimenti ben bilanciato. Più della metà della superficie terrestre mondiale è ora minacciata da problemi di salinità, acidità e tossicità dei metalli. Gli strumenti biotecnologici vengono utilizzati per ripristinare l'ecosistema degradato. Alcuni dei metodi basati sulla biotecnologia vegetale comprendono la riforestazione, che implica la micropropagazione e l'uso della micorriza.

La micropropagazione ha portato ad aumentare la copertura vegetale, che a sua volta aiuta a prevenire l'erosione e aggiunge anche stabilità climatica. Specie di piante specifiche sono state piantate in aree più inclini alla denudazione.

Ad esempio, diverse specie di piante Casuraina sono state piantate in terreni carenti di azoto, che aumenteranno la fertilità del suolo e miglioreranno la produzione di legna da ardere. Alcune specie di piante che possono crescere in terreni salini alti possono anche essere piantate in tali aree. Queste specie includono Prosopis spiagera, Butea monosperma e Terminalia bellerica.

Biodiversità e conservazione:

L'attività umana si è rivelata anche devastante per la diversità delle specie e l'estinzione indotta dalle specie umane è aumentata a tassi esponenziali. Il bisogno di espandere la popolazione con una distribuzione ineguale della ricchezza ha portato inevitabilmente a un uso insostenibile e sfruttatore delle risorse esistenti. Una delle maggiori preoccupazioni oggi è la conservazione della nostra flora e fauna esistente (piante, animali e microbi).

Le applicazioni biotecnologiche hanno aperto nuovi e migliorati metodi di conservazione delle risorse genetiche animali e vegetali e hanno accelerato la valutazione della raccolta di germoplasma per tratti specifici. Il mantenimento di un'ampia base genetica, che è un elemento importante della biodiversità, è essenziale per il futuro della biotecnologia e l'uso sostenibile delle risorse biologiche. Le nuove tecnologie possono aumentare il valore della biodiversità mondiale se consentono un maggiore uso della diversità genetica delle specie selvatiche e domestiche.

La coltura del tessuto vegetale è stata considerata una tecnologia chiave per aumentare la capacità produttiva di molte piante di varietà selezionate, in modo da migliorare e aumentare la loro produzione e prevenirne l'estinzione.

Tuttavia, la natura intrinseca delle specie vegetali è tale che la maggior parte delle risorse genetiche delle colture sono conservate ex situ (al di fuori dell'habitat naturale). Esistono pochissimi metodi di conservazione ex situ, che possono distinguere la parte della pianta da conservare (organo intero, semi, tessuti o materiale genetico). Ma i nuovi dispositivi biotecnologici possono aiutare a preservare i semi come metodo preferito di conservazione ex situ. Qui si deve superare il problema della dormienza.

Un altro metodo efficace per conservare la biodiversità è la conservazione del plasma germinale mediante crioconservazione (congelamento del tessuto in azoto liquido a -196 ° C). Il principio base qui è quello di portare l'attività metabolica a un arresto completo mantenendo il tessuto vivo (in una forma passiva).

Gli strumenti biotecnologici hanno quindi aperto un modo per ripristinare e preservare la nostra biodiversità in modi multidimensionali. Questi strumenti saranno sicuramente la risposta definitiva alla crescente sfida di un ambiente in via di esaurimento.

Bio-fertilizzanti:

Questi sono stati anche usati per ridurre il costo delle applicazioni di fertilizzanti e per ridurre i rischi ambientali causati dai fertilizzanti chimici. Recentemente le piante marine (alghe marine) sono state utilizzate come fertilizzanti biologici. Hanno dimostrato di essere molto incoraggianti e quindi di ridurre il peso dell'utilizzo di fertilizzanti chimici.