18.4.3 การประยุกต์ใช้ในเชิงเกษตร
การทำฟาร์มสัตว์เพื่อสุขภาพของมนุษย์
ในการใช้เทคโนโลยี DNA เพื่อปรับปรุงพันธุ์สัตว์ในมีลักษณะที่ดีขึ้น เช่นเดียวกับเป้าหมายหนึ่งคือการในการปรับปรุงพันธุ์สัตว์ที่อาศัยการผสมพันธุ์ และคัดเลือกพันธุ์ดั้งเดิม แต่ด้วยเทคโนโลยีDNA ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถหาได้ว่ายีนที่จะทำให้สัตว์ลักษณะตามต้องการ เช่นหมูมีไขมันต่ำ วัวให้นมเร็วขึ้นและมากขึ้น เมื่อทราบว่ายีนควบคุมลักษณะนั้นคือยีนใดแล้วจึงย้ายยีนดังกล่าวเข้าสู่สัตว์ที่ต้องการ
อีกรูปแบบหนึ่งของการทำฟาร์มในอนาคต คือการสร้างฟาร์มสัตว์ที่เสมือนเป็นโรงงานผลิตยาเพื่อสกัดนำไปใช้ในการแพทย์ ตัวอย่างเช่น การสร้างแกะที่ได้รับการถ่ายยีน เพื่อให้สร้างโปรตีนที่มีอยู่ในเลือดของคน และให้แกะผลิตน้ำนมที่มีโปรตีนนี้ โปรตันชนิดนี้จะยับยั้งเอนไซม์ที่ก่อให้เกิดการทำลายเซลล์ปอดในผู้ป่วยที่เป็นโรคซิสติก ไฟโปรซิส (cystic fibrosis)และโรคระบบทางเดินหายใจที่เรื่อรังชนิดอื่นๆ
ในการสร้างสัตว์ดัดแปลงพันธุกรรม(transgenic animal)จะเริ่มจากการแยกเซลล์ไข่ออกจากเพศเมีย และฉีดยีนที่ต้องการเข้าไปในนิวเครียสของเซลล์ไข่(microinjection)ซึ่งจะมีเซลล์ไข่บางเซลล์ยอมให้ยีนดังกล่าวแทรกเข้าในจีโนมของนิวเคลียสและแสดงออกได้ จากนั้นทำการผสมพันธุ์ในหลอดทดลอง(in vitro fertilization)และถ่ยฝากเข้าในตัวแม่ผู้รับ เพื่อให้เจริญเป็นตัวใหม่
ซึ่งจะมียีนที่ต้องการอยู่โดยไม่จำเป็นต้องมาจากสปีชีส์เดียวกัน
การสร้างพืชดัดแปลงพันธุกรรม(trensgenic plant)
การสร้างพืชดัดแปลงพันธุกรรม เพื่อให้มียีนของลักษณะตามที่ต้องการ เช่น การชลอการสุกของผลไม้ หรือเพื่อยืดเวลาการเก็บรักษาผลผลิต มีความต้านทานโรคและแมลง มีความต้านทานต่อสารฆ่าแมลงมีคุณค่าด้านอาหารมากขึ้น เป็นต้น ในพืชสามารถทำได้ง่ายกว่าในสัตว์ เนื่อจากมีการศึกษาเทคโนโลยีในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อในหลอดทดลอง ซึ่งสามารถสร้างต้นพืชขึ้นใหม่จากเซลล์ เนื้อเยื่อ หรือส่วนต่างๆ ของพืชได้เป็นเวลาหลายสิบปีมาแล้ว
ดังนั้นถ้าสามารถถ่ายยีนเข้าสู่เซลล์พืชได้ และพืชนั้นมีเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชรองรับอยู่แล้ว ก็สามารถสร้างพืชดัดแปลงทางพันธุกรรมได้
ตัวอย่างการสร้างพืชดัดแปลงทางพันธุกรรม ได้แก่
พืชดัดแปลงทางพันธุกรรมที่มีความสามารถในการต้านทานแมลง โดยการถ่ายยีน บีที ที่สร้างสารพิษจากแบคทีเรีย(Bacillua Thuringiensis;BT) สารพิษนี้สามารถทำลายตัวอ่อนของแมลงบางประเภทอย่างเฉพะเจาะจง โดยไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น เมื่อนำยีนที่สร้างสารพิษไปใส่ในเซลล์ของพืช เช่น ฝ้าย ข้าวโพด มันฝรั่ง ยาสูบ มะเขือเทศ พืชเหล่านี้สามารถผลิตสารทำลายตัวหนอนที่มากัดกิน ทำให้ผลผลิตของพืชเหล่านี้เพิ่มขึ้น
ลดการใช้สารเคมีหรือไม่ต้องใช้เลย

พืชต้านทานต่อโรค นักวิจัยไทยสามารถดัดแปลงพันธุกรรมของมะละกอให้ต้านทานต่อโรคใบด่างจุดดวงแหวน ซึ่งเกิดจากไวรัสชนิดหนึ่ง โดยนำยีนที่สร้างโปรตีนเปลือกไวรัส(coat protein gene)ถ่ายฝากเข้าไปในเซลล์มะละกอ แล้วชักนำให้เป็นมะละกอสร้างโปรตีนดังกล่าว ทำให้สามารถต้านทานต่อเชื้อไวรัสได้ นอกจากนี้ยังมีการดัดแปลงพันธุกรรมของมันฝรั่ง ยาสูบ ให้มีความต้านทานต่อไวรัสที่มาทำลายได้

มะละกอที่มียีนต้านทานต่อโรค
พืชดัดแปลงทางพันธุกรรมที่สามารถต้านสารปราบวัชพืช เช่นนำเอายีนที่ต้านทานสารปราบวัชพืชใส่เข้าไปในพืช เช่น ถั่งเหลือง ข้าวโพด ฝ้าย ทำให้สามารถต้านทานสารปราบวัชพืช ทำให้สารเคมีที่ปราบวัชพืชไม่มีผลต่อพืชดังกล่าว และสามารถใช้ประโยชน์จากดินและปุ๋ย อย่างมีประสิทธิภาพ การปลูกพืชหมุนเวียนยังทำได้ง่ายขึ้น ผลผลิตก็เพิ่มมากขึ้นด้วย
พืชดัดแปลงทางพันธุกรรมที่มีคุณค่าทางอาหารเพิ่มขึ้น เช่น ในกรณีของข้าวที่เป็นธัญพืชที่เป็นอาหารหลักของโลก ได้มีนักวิทยาศาสตร์ นำยีนจากแดฟโฟดิ](Daffodils)และยีนจากแบคทีเรีย Erwinia bretaria ถ่ายฝากให้ข้าว ทำให้ข้าวสร้างวิตามิน เอ ในเมล็ดได้ เรียดว่า ข้าวสีทอง(golden rice)โดยหวังว่าการสร้างข้าวสีทอง จะมีส่วนช่วยในการลดภาวะการขาดวิตามินในประเทศที่ขาดแคลนอาหารในโลกได้

ข้าวสีทอง
พืชดัดแปลงทางพันธุกรรมเพื่อให้ยืดอายุของผลผลิตได้ยาวนานขึ้น โดยนำยีนที่มีผลต่อเอนไซม์ที่สังเคราะห์เอทิลีนใส่เข้าไปในผลไม้ เช้น มะเขือเทศ ทำให้มะเขือเทศสุกช้าลง เนื่องจากไม่มีการสร้างเอทิลีน ลดความเน่าเสียของมะเขือเทศ สามารถเก็บรักษาได้นานขึ้นและขนส่งได้เป็นระยะทางไกลขึ้น
นอกจากนี้ยังมีความพยายามที่จะพืชดัดแปลงทางพันธุกรรมพืชทำให้ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น ความแห้งแล้ง ดินเค็ม น้ำท่วม และมีความพยายามที่จะพืชดัดแปลงทางพันธุกรรมของไม้ประดับ พัฒนาให้มีสีสันแปลกตา เช่น นำยีนที่สร้างสีน้ำเงินของดอกอัญชันถ่ายลงไปในยีนของดอกกล้วยไม้สีขาว เพื่อให้ได้กล้วยไม่สีน้ำเงิน ซึ่งเป็นงานวิจัยของ ดร.พัฒนา(ศรีฟ้า) ฮุนเนอร์ จากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
อย่างไรก็ดี การใช้สิ่งมีชีวิตดัดแปลงทางพันธุกรรม(geneticlly modified organisms : GOMs)ยังมีข้อโต้แย้งในสังคมเกี่ยวกับความปลอดภัยต่อผู้บริโภค และผลกระทบที่มีต่อสิ่งแวดล้อม
การปรับปรุงพันธุ์โดยอาศัยวิธีการของโมเลกูลาร์ บรีดดิง(molecolar breeding)
ด้วยเทคโลโลยีDNAนำมาสู่การสร้างแบคทีเรีย และแผนที่เครื่องหมายทางพันธุกรรมต่างๆ ทำให้นักปรับปรุงพัธุ์สามารถนำองค์ความรู้ดังกล่าวมาใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ โดยอาศัยการคัดเลือกจากการตรวจหาจากเครื่องหมายทางพันธุกรรมระดับโมเลกุลทดแทนการคัดเลือกจากลักษณะฟีโนไทป์เพียงอย่างเดียว ซึ่งทำให้การปรับปรุงพันธุ์ต่างไทำได้รวดเร็วขึ้น และมีความเป็นไปได้ที่จะได้พืชหรือสัตวืพันธุ์ใหม่ที่มีลักษณะต่างๆ
ร่วมกันในเวลาที่เร็วกว่าเดิม
ตัวอย่างการคัดเลือกสายพันธุ์ โดยอาศัยเครื่องหมายทางพันธุกรรมระดับโมเลกุลที่สามารถเห็นได้ชัดเจน เช่น การปรับปรุงพันธุ์ข้าว ได้มีการศึกษาว่ายีนที่ควบคุมคาวมทนเค็มนั้น ถูกควบคุมด้วยยีนหลายตำแหน่ง และพบว่ายีนเหล่านั้นอยู่บนโครโมโวมแท่งต่างๆซึ่งมีลิงค์เกจกับเครื่องหมายทางพันธุกรรมในระดับโมเลกุล เมื่อทำการผสมพันธุ์เพื่อถ่ายทอดลักษณะความทนเค็ม ก็สามารถใช้เครื่องหมายทางพันธุกรรมเป็นตัวคัดเลือก
ต้นข้าวในรุ่นลูก