జన్యుమార్పిడి పంటలు (GM Crops)

ఒక జీవి నుండి కావలసిన జన్యువును తీసి, వేరొక మొక్క DNA లోకి చేర్చి, ఆ మొక్కకు కొత్త లక్షణం కలిగిస్తే దాన్ని జన్యుమార్పిడి మొక్క (Genetically Modified / Transgenic Plant) అంటారు. కొత్త జన్యువును ట్రాన్స్‌జీన్ (Transgene) అంటారు.

• మొదటి ట్రాన్స్‌జెనిక్ మొక్క: 1983లో పొగాకు మొక్క (యాంటీబయాటిక్ నిరోధకత).
• మొదటి వాణిజ్య GM ఆహారం: ఫ్లేవర్ సేవర్ (Flavr Savr) టొమాటో, 1994లో అమెరికాలో – ఎక్కువ రోజులు మెత్తబడకుండా ఉంటుంది.
• జన్యువును చేర్చే పద్ధతులు:
  1. అగ్రోబాక్టీరియం ట్యూమిఫేసియెన్స్ (Agrobacterium tumefaciens): దీని Ti ప్లాస్మిడ్ (Tumour-inducing plasmid) సహజ వాహకంగా పనిచేస్తుంది; ద్విదళ బీజ మొక్కల్లో బాగా వాడతారు
  2. జీన్ గన్ / బయోలిస్టిక్స్ (Gene Gun): బంగారం లేదా టంగ్‌స్టెన్ సూక్ష్మ రేణువులపై DNA పూసి కణంలోకి కాలుస్తారు; ఏకదళ బీజ మొక్కల్లో (వరి, మొక్కజొన్న) ఉపయోగపడుతుంది
  3. మైక్రో ఇంజెక్షన్, ఎలక్ట్రోపొరేషన్
• ఆశించే లక్షణాలు:
  1. పురుగులు, తెగుళ్ల నిరోధకత
  2. కలుపు మందులను తట్టుకోవడం (Herbicide tolerance)
  3. కరువు, ఉప్పు నేలలను తట్టుకోవడం
  4. పోషక విలువ పెంపు
  5. నిల్వ కాలం పెంపు
• ఆధునిక పద్ధతి:
  1. జీన్ ఎడిటింగ్ (CRISPR) – జన్యువును తొలగించి లేదా సవరించి మార్పు చేస్తారు
  2. కొత్త జాతి జన్యువు చేర్చాల్సిన పనిలేదు.

బాసిలస్ థురింజియెన్సిస్ (Bacillus thuringiensis – Bt) అనే మట్టి బ్యాక్టీరియా కొన్ని పురుగులను చంపే ప్రోటీన్ (Cry ప్రోటీన్) తయారు చేస్తుంది. ఈ ప్రోటీన్‌కు కారణమైన cry జన్యువును పత్తిలో చేర్చి బీటీ పత్తి (Bt Cotton) తయారు చేశారు.

ఇది కాయతొలిచే పురుగు (Bollworm) ను నిరోధిస్తుంది.

• అనుమతి: బీటీ పత్తిని 2002లో GEAC అనుమతించింది. సాగుకు అనుమతి ఉన్న ఏకైక GM పంట పత్తి.
• మొదటి రకాలు: మాహికో (Mahyco) సంస్థ వాణిజ్య రకాలు విడుదల చేసింది (మోన్‌శాంటో సాంకేతికతతో).
• జన్యువు: cry1Ac (మొదటి తరం బీటీ పత్తి, 'బోల్‌గార్డ్').
• Cry ప్రోటీన్ ఎలా పనిచేస్తుంది?: పురుగు ఆకు తిన్నప్పుడు పేగులోని క్షార వాతావరణంలో ప్రోటీన్ క్రియాశీలమై పేగు గోడను చీల్చి పురుగును చంపుతుంది. మనుషుల్లో ఆమ్ల జీర్ణవ్యవస్థ ఉండటం వల్ల ఇది ప్రభావం చూపదని చెబుతారు.
• బీటీ వంకాయ (Bt Brinjal): GEAC అనుమతి ఇచ్చినా, 2010 ఫిబ్రవరిలో అప్పటి పర్యావరణ మంత్రి జైరామ్ రమేష్ నిరవధిక మారటోరియం విధించారు.
• GM ఆవాలు (DMH-11):
  1. ఢిల్లీ విశ్వవిద్యాలయం శాస్త్రవేత్తలు (దీపక్ పెంటల్) అభివృద్ధి చేసిన హైబ్రిడ్ ఆవాల రకం
  2. 2022లో GEAC పర్యావరణ విడుదలకు అనుమతి ఇచ్చింది
  3. సాగు విషయం న్యాయ, విధాన వివాదంలో ఉంది.
• ఆంధ్రప్రదేశ్, తెలంగాణ:
  1. పత్తి పండే ముఖ్య రాష్ట్రాలు
  2. ఖమ్మం, వరంగల్, ఆదిలాబాద్, గుంటూరు, కర్నూలు ప్రాంతాల్లో బీటీ పత్తి విస్తృతంగా సాగవుతుంది.

ప్రపంచవ్యాప్తంగా అనేక GM పంటలు సాగులో ఉన్నాయి. ఆహారంలో పోషక లోపాలను సరిచేయడానికి, దిగుబడి పెంచడానికి శాస్త్రవేత్తలు వీటిని రూపొందించారు.

• గోల్డెన్ రైస్ (Golden Rice):
  1. విటమిన్ A కు మూలమైన బీటా-కెరోటిన్ ఉండేలా మార్చిన వరి. అందుకే బియ్యం బంగారు పసుపు రంగులో ఉంటాయి. దీన్ని ఇంగో పొట్రైకస్ (Ingo Potrykus) బృందం అభివృద్ధి చేసింది
  2. ఫిలిప్పీన్స్‌లోని అంతర్జాతీయ వరి పరిశోధన సంస్థ (IRRI) ఇందులో భాగస్వామి. విటమిన్ A లోపం వల్ల వచ్చే రేచీకటి, అంధత్వం నివారణ దీని లక్ష్యం.
• GM సోయాబీన్:
  1. కలుపు మందు (గ్లైఫోసేట్) తట్టుకునే రకం
  2. అమెరికా, బ్రెజిల్, అర్జెంటీనాలో విస్తృతంగా సాగు.
• GM మొక్కజొన్న (Bt Corn): కాండం తొలిచే పురుగు నిరోధకత.
• GM కనోలా, GM బంగాళాదుంప, GM బొప్పాయి కూడా కొన్ని దేశాల్లో ఉన్నాయి.
• జీవ బలవర్ధక పంటలు (Biofortified): జన్యుమార్పిడి కాకుండా సంప్రదాయ సంకరణ ద్వారా పోషక విలువ పెంచిన రకాలు ఉంటాయి – ఉదా: ఇనుము ఎక్కువ ఉన్న సజ్జ, జింక్ ఎక్కువ ఉన్న గోధుమ.
• అత్యధికంగా GM పంటలు పండించే దేశాలు: అమెరికా, బ్రెజిల్, అర్జెంటీనా, భారత్, కెనడా వంటివి ముందు వరుసలో ఉంటాయి. (పత్తి విస్తీర్ణంలో భారత్ ముందు).
• ముఖ్య GM లక్షణాలు: కీటక నిరోధకత (Bt), కలుపు మందు సహనం, వైరస్ నిరోధకత (హవాయి బొప్పాయి).

GM జీవులు పర్యావరణానికి, ఆరోగ్యానికి హాని చేయకుండా ఉండేలా పర్యవేక్షించడానికి చట్టాలు, సంస్థలు ఉన్నాయి. పరీక్షల్లో ఈ సంస్థల పేర్లు, సంవత్సరాలు అడుగుతారు.

• భారతదేశంలో చట్టం: పర్యావరణ (రక్షణ) చట్టం 1986 కింద 1989 నియమాలు (Rules for Manufacture, Use, Import, Export and Storage of Hazardous Microorganisms, Genetically Engineered Organisms).
• GEAC (Genetic Engineering Appraisal Committee):
  1. పర్యావరణ, అటవీ, వాతావరణ మార్పు మంత్రిత్వ శాఖ (MoEFCC) కింద ఉంటుంది
  2. GM పంటల వాణిజ్య విడుదలకు అనుమతి ఇచ్చే అత్యున్నత సంస్థ.
• RCGM (Review Committee on Genetic Manipulation):
  1. బయోటెక్నాలజీ విభాగం (DBT) కింద
  2. పరిశోధన స్థాయి ప్రయోగాలను సమీక్షిస్తుంది.
• కార్టజెనా ప్రోటోకాల్ (Cartagena Protocol on Biosafety):
  1. జీవవైవిధ్య ఒప్పందం (CBD) కింద ఒక ప్రోటోకాల్
  2. 2000 జనవరిలో ఆమోదం (మాంట్రియల్); 2003 సెప్టెంబర్ 11 నుండి అమలు
  3. జన్యుమార్పిడి జీవుల (Living Modified Organisms – LMOs) సరిహద్దు రవాణాను నియంత్రిస్తుంది
  4. భారతదేశం 2003లో ఆమోదించింది
• నాగోయా – కౌలాలంపూర్ అనుబంధ ప్రోటోకాల్: LMO వల్ల కలిగే నష్టానికి బాధ్యత, పరిహారం గురించి.
• టర్మినేటర్ టెక్నాలజీ (GURT):
  1. రెండో తరంలో విత్తనం మొలకెత్తకుండా చేసే జన్యు సాంకేతికత
  2. రైతులు విత్తనాలు దాచుకోకుండా చేస్తుందని విమర్శలు ఉన్నాయి, అందుకే వివాదం.
• లేబులింగ్: GM ఆహారాలకు లేబుల్ ఉండాలనే నిబంధనలు FSSAI పరిధిలో ఉన్నాయి.

GM పంటలతో పాటు వ్యవసాయ బయోటెక్నాలజీలో హైబ్రిడ్ విత్తనాలు, టిష్యూ కల్చర్, మాలిక్యులర్ మార్కర్లు, జీవ ఎరువులు వంటివి ఉన్నాయి. వీటి కోసం దేశంలో అనేక పరిశోధన సంస్థలు పనిచేస్తున్నాయి.

• హరిత విప్లవం (Green Revolution): నార్మన్ బోర్లాగ్ (ప్రపంచ పితామహుడు), ఎం.ఎస్. స్వామినాథన్ (భారత పితామహుడు). అధిక దిగుబడి గోధుమ, వరి రకాలు ప్రధానం.
• ICAR (Indian Council of Agricultural Research): దేశంలో వ్యవసాయ పరిశోధనను సమన్వయం చేసే అత్యున్నత సంస్థ.
• IARI (ఇండియన్ అగ్రికల్చరల్ రీసెర్చ్ ఇన్‌స్టిట్యూట్): ఢిల్లీ (పూసా).
• ICRISAT:
  1. పటాన్‌చెరు (హైదరాబాద్) – వేరుశనగ, కంది, శనగ, జొన్న, సజ్జ వంటి పాక్షిక-శుష్క ప్రాంత పంటలపై పరిశోధన
  2. 1972లో ప్రారంభం.
• IIRR (ఇండియన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ రైస్ రీసెర్చ్): రాజేంద్రనగర్, హైదరాబాద్.
• వ్యవసాయ విశ్వవిద్యాలయాలు:
  1. ఆంధ్రప్రదేశ్: ఆచార్య ఎన్.జి. రంగా వ్యవసాయ విశ్వవిద్యాలయం (గుంటూరు)
  2. తెలంగాణ: ప్రొఫెసర్ జయశంకర్ తెలంగాణ వ్యవసాయ విశ్వవిద్యాలయం (రాజేంద్రనగర్)
• ముఖ్య ఆధునిక సాంకేతికతలు:
  1. సంకర విత్తనాలు (Hybrid seeds)
  2. టిష్యూ కల్చర్ మొక్కలు (అరటి, చెరకు)
  3. మాలిక్యులర్ మార్కర్ ఆధారిత సంకరణ
  4. జీవ ఎరువులు, జీవ పురుగుమందులు
  5. డ్రోన్లు, డిజిటల్ వ్యవసాయం
• విత్తన బ్యాంకు: జన్యు వనరుల సంరక్షణకు నేషనల్ బ్యూరో ఆఫ్ ప్లాంట్ జెనెటిక్ రిసోర్సెస్ (NBPGR – ఢిల్లీ).

GM పంటల వల్ల దిగుబడి పెరిగినా, కొన్ని ఆందోళనలూ ఉన్నాయి. అలాగే మన సంప్రదాయ జ్ఞానాన్ని, జీవ వనరులను విదేశీ సంస్థలు పేటెంట్ చేసుకోవడం (Biopiracy) కూడా పరీక్షల్లో వచ్చే అంశం.

• లాభాలు: పురుగుమందు వాడకం తగ్గడం, దిగుబడి పెరగడం, పోషక విలువ పెరగడం, కరువును తట్టుకోవడం.
• ఆందోళనలు:
  1. ఇతర మొక్కలకు జన్యువు వ్యాపించడం (Gene Flow)
  2. కొందరికి అలర్జీ వచ్చే అవకాశం
  3. పురుగులు నిరోధకత పెంచుకోవడం
  4. విత్తన సంస్థలపై రైతుల ఆధారపడటం
  5. జీవవైవిధ్యంపై ప్రభావం
• బయోపైరసీ (Biopiracy): స్థానిక ప్రజల సంప్రదాయ జ్ఞానాన్ని, జీవ వనరులను అనుమతి లేకుండా వాడి పేటెంట్ తీసుకోవడం.
• ప్రసిద్ధ కేసులు:
  1. పసుపు (Turmeric): గాయాలు మాన్పే గుణానికి అమెరికా పేటెంట్ ఇస్తే CSIR సవాలు చేసి 1997లో రద్దు చేయించింది
  2. వేప (Neem): యూరోపియన్ పేటెంట్ ఆఫీస్ ఇచ్చిన పేటెంట్ 2000లో రద్దయింది
  3. బాస్మతి బియ్యం: అమెరికా కంపెనీ పేటెంట్ వివాదం
• TKDL (Traditional Knowledge Digital Library): భారతీయ సంప్రదాయ వైద్య జ్ఞానాన్ని డిజిటల్ రూపంలో నమోదు చేసి విదేశీ పేటెంట్లు రాకుండా అడ్డుకునే వ్యవస్థ.
• చట్టాలు:
  1. జీవవైవిధ్య చట్టం 2002 (Biological Diversity Act)
  2. మొక్కల రకాల రక్షణ & రైతుల హక్కుల చట్టం 2001 (PPV&FR Act)
  3. భారత పేటెంట్ చట్టం 1970