Bioteknologi betragtes ofte som synonymt med den biomedicinske forskning, men der er mange andre industrier, der drager fordel af bioteknologiske metoder til undersøgelse, kloning og ændring af gener. Vi er blevet vant til ideen om enzymer i vores hverdag, og mange mennesker er bekendt med kontroverserne omkring brugen af GMO i vores fødevarer. Landbrugsindustrien er i centrum af denne debat, men siden George Washington Carver's dage, landbruget biotek har produceret utallige nye produkter, der har potentialet til at ændre vores liv for bedre.
Orale vacciner har været i værkerne i mange år som en mulig løsning på spredning af sygdomme i underudviklede lande, hvor omkostningerne er uforholdsmæssige for udbredt vaccination. Gengeniserede afgrøder, normalt frugter eller grøntsager, designet til at transportere antigene proteiner fra infektiøse patogener, der vil udløse en immunrespons, når de indtages.
Et eksempel på dette er en patientspecifik vaccine til behandling af kræft. En anti-lymfomvaccine er blevet fremstillet ved hjælp af tobaksplanter, der bærer RNA fra klonede maligne B-celler. Det resulterende protein bruges derefter til at vaccinere patienten og øge deres immunsystem mod kræft. Skræddersyede vacciner til kræftbehandling har vist et betydeligt løfte i foreløbige undersøgelser.
Planter bruges til at producere antibiotika til både mennesker og dyr. At udtrykke antibiotiske proteiner i husdyrfoder, der fodres direkte til dyr, er billigere end traditionel antibiotikaproduktion, men denne praksis rejser mange bioetik problemer, fordi resultatet er udbredt, muligvis unødvendig brug af antibiotika, der kan fremme væksten af antibiotikaresistent bakteriel stammer.
Flere fordele ved at bruge planter til at producere antibiotika til mennesker er reducerede omkostninger på grund af den større mængde produkt, der kan produceres fra planter versus enfermentering enhed, let rensning og reduceret risiko for forurening sammenlignet med brugen af pattedyrceller og kulturmedier.
Der er mere i landbruget bioteknologi end bare bekæmpelse af sygdom eller forbedring af fødevarekvaliteten. Der er nogle rent æstetiske anvendelser, og et eksempel på dette er brugen af genidentifikation og overførselsteknikker til at forbedre farver, lugt, størrelse og andre træk ved blomster.
Ligeledes er biotek anvendt til forbedringer af andre almindelige prydplanter, især buske og træer. Nogle af disse ændringer ligner dem, der er foretaget på afgrøder, såsom at øge den kolde modstand af en race med tropisk plante, så den kan dyrkes i de nordlige haver.
Landbrugsindustrien spiller en stor rolle i biobrændstofindustrien og leverer råmaterialerne til gæring og raffinering af bioolie, biodiesel og bioetanol. Genteknologi og enzymoptimeringsteknikker bruges til at udvikle råmaterialer af bedre kvalitet til mere effektiv konvertering og højere BTU-output af de resulterende brændstofprodukter. Højtydende, energitætte afgrøder kan minimere de relative omkostninger forbundet med høst og transport (pr. Enhed afledt energi), hvilket resulterer i brændstofprodukter med højere værdi.
Det er tidskrævende at forbedre plante- og dyrefunktioner gennem traditionelle metoder som krydsbestøvning, podning og krydsning. Med bioteknologiske fremskridt kan der hurtigt foretages specifikke ændringer på molekylært niveau gennem overekspression eller sletning af gener eller introduktion af fremmede gener.
Det sidstnævnte er muligt under anvendelse af genekspressionsmekanismer, såsom specifikke genpromotorer og transkriptionsfaktorer. Metoder som markørassisteret valg forbedrer effektiviteten af "Instrueret" dyreopdræt uden kontroversen normalt forbundet med GMO'er. Genkloningsmetoder skal også vedrøre arter forskelle i den genetiske kode, tilstedeværelsen eller fraværet af introner og post-translationelle modifikationer såsom methylering.
I årevis er mikroben Bacillus thuringiensis, der producerer et protein, der er giftigt for insekter, især den europæiske majsborer, blev brugt til at støde afgrøder. For at eliminere behovet for støvning udviklede forskere først transgene majs, der udtrykker Bt-protein, efterfulgt af Bt-kartoffel og bomuld. Bt-protein er ikke giftigt for mennesker, og transgene afgrøder gør det lettere for landmænd at undgå dyre angreb. I 1999 opstod der uenighed om Bt-majs på grund af en undersøgelse, der antydede, at pollen migrerede til mælkevæg, hvor den dræbte monarklarver, der spiste den. Efterfølgende undersøgelser viste, at risikoen for larverne var meget lille, og i de senere år har kontroversen om Bt-majs skiftet fokus til emnet med voksende insektresistens.
Ikke at forveksle med skadedyr-resistens, disse planter er tolerante over for at lade landmænd dræbe omgivende ukrudt uden selektivt at skade deres afgrøde. Det mest berømte eksempel på dette er Roundup-Ready-teknologien, der er udviklet af Monsanto. Roundup-Ready-planter, der først blev introduceret i 1998 som GM-sojabønner, påvirkes ikke af herbicidet glyphosat, som kan anvendes i rigelige mængder for at eliminere andre planter i marken. Fordelene ved dette er besparelser i tid og omkostninger forbundet med konventionel jordbearbejdning for at reducere ukrudt eller flere anvendelser af forskellige typer herbicider for at eliminere specifikke ukrudtsarter selektivt. De mulige ulemper inkluderer alle de kontroversielle argumenter mod GMO'er.
Forskere skaber genetisk ændrede fødevarer, der indeholder næringsstoffer, der vides at hjælpe med at bekæmpe sygdom eller underernæring, for at forbedre menneskers sundhed, især i underudviklede lande. Et eksempel på dette er Gyldne ris, der indeholder beta-caroten, forløberen for vitamin A-produktion i vores kroppe. Folk, der spiser risen, producerer mere vitamin A, et essentielt næringsstof, der mangler diæt hos de fattige i asiatiske lande. Tre gener, to fra påskeliljer og en fra en bakterie, der var i stand til at katalysere fire biokemiske reaktioner, blev klonet i ris for at gøre det "gylden." Navnet kommer fra farven på det transgene korn på grund af overekspression af beta-karoten, hvilket giver gulerødder deres orange farve.
Mindre end 20% af jorden er dyrkbar jord, men nogle afgrøder er genetisk ændret for at gøre dem mere tolerante over for forhold som saltholdighed, kulde og tørke. Opdagelsen af gener i planter, der er ansvarlige for natriumoptagelse, har ført til udviklingen af slå ud planter, der er i stand til at vokse i miljøer med højt salt. Op- eller nedregulering af transkription er generelt den metode, der bruges til at ændre tørke tolerance i planter. Majs- og rapsplanter, der er i stand til at trives under tørkeforhold, er i deres fjerde år af feltforsøg i Californien og Colorado, og det forventes, at de når markedet om 4-5 flere år.
Edderkoppesilke er den længste fiber, som man kender, stærkere end Kevlar (brugt til at fremstille kuglesikre veste), med en højere trækstyrke end stål. I august 2000 annoncerede det canadiske firma Nexia udviklingen af transgene geder, der producerede edderkoppesilkeproteiner i deres mælk. Mens dette løste problemet med masseproduktion af proteinerne, blev programmet skrinlagt, når forskere ikke kunne finde ud af, hvordan de spinde dem i fibre, som edderkopper gør. I 2005 var gederne solgt til enhver, der ville tage dem. Selvom det ser ud til, at edderkoppesilkeideen er lagt på hylden, er det foreløbigt en teknologi det vil helt sikkert fremstå igen i fremtiden, når der igen samles information om, hvordan silke er vævet.