В промышленной биотехнологии основным источником озабоченности по поводу ГМО будет использование ГМ-культур для обеспечения биомассы для биоперерабатывающих заводов. Гораздо больший акцент будет сделан на выращивании и экспорте ГМ культур.
Однако необходимо осознать, что во всем мире исследования сосредоточены на подходящих, естественно встречающихся непродовольственных культурах для промышленной биотехнологии, в частности для растущей биотопливной промышленности.
Второе поколение лигноцеллюлозного биотоплива становится центром внимания промышленности, и природные и непродовольственные сельскохозяйственные культуры имеют центральное значение. Природные непродовольственные культуры, такие как просо прутьевидное (Panicum virgatum L.), мискантус (Miscanthus giganteus) и ятрофа (Jatropha Curcas) находятся в стадии интенсивного изучения, и пока большинство исследований посвящено естественным растениям, а не ГМ-вариантам.
Как правило, остается много нерешенных вопросов относительно уровней урожайности в реальных полевых условиях для этих растений: многое еще предстоит сделать, прежде чем рассматривать возможность применения ГМ растений в крупном масштабе.
Другим аспектом использования этих непродовольственных культур является то, что их генетические системы недостаточно хорошо охарактеризованы по сравнению со многими пищевыми культурами, и, следовательно, их генетические манипуляции более сложные.
Крупномасштабное использование ГМО
Потребности в сырье для производства биохимических веществ и биопластиков значительно ниже, и, соответственно, земельные потребности соответственно ниже. Однако выход некоторых продуктов, особенно фармацевтических полуфабрикатов, невысок.
Основные стимулы для повышения коммерческого интереса к "растительному биофармацевтизму" кроются в его масштабируемости и резком снижении производственных затрат на сырье по сравнению с производственными процессами ферментационного типа, и поэтому можно также предусмотреть будущий интерес к ГМ заводам в секторе биохимии и биопластиков.
Уже начата работа по использованию ГМ заводов для производства биохимических веществ, например, паутинного шелка и биопластика, например, PHB в Switchgrass.
Трудности использования ГМ культур для промышленной биотехнологии
Одна из проблем использования ГМ-культур для промышленной биотехнологии заключается в том, что существует множество потенциальных путей «добавления» пищевых и непищевых культур в ГМ культуры.
Например, ни обычные транспортные средства для перевозки зерна, ни зерноперерабатывающие установки, используемые в производстве пищевых продуктов, как правило, не предназначены для полной очистки культур. Следовательно, использование одного и того же оборудования может привести к примесям продукта.
Новое сельское хозяйство
Понятие "нового сельского хозяйства", основанного на широком использовании ГМ и связанных с ним технологий для повышения урожайности, сокращения использования удобрений (наряду с экономией энергии для производства удобрений), улучшения защиты растений и сокращения использования пестицидов, а также повышения устойчивости к засухе при сокращении потребления воды, рассматривается некоторыми в качестве важного компонента экономики, основанной на зеленом росте.
Тем не менее, для индустриальных биотехнологий непродовольственного и кормового применения, особенно биотоплива, изучаются естественно встречающиеся непродовольственные культуры с такими же характеристиками:
- Например, растение «Ятрофу» можно выращивать в полузасушливых условиях и на маргинальных или окраинных землях с небольшим количеством удобрений и пестицидов.
- Просо прутьевидное можно выращивать во многих местах: на болотах, равнинах, ручьях, вдоль береговой линии и автомагистралей. Он производит огромное количество биомассы и имеет высокое содержание целлюлозы. Естественно, он устойчив ко многим болезням и вредителям, может давать высокие урожаи при низком содержании удобрений и других химических веществ, устойчив к плохим почвам, наводнениям и засухе.
При использовании подобных атрибутов необходимость в генетической модификации может показаться неочевидной. Однако ГМ-технологии могут иметь решающее значение для снижения содержания лигнина в древесных энергетических культурах, поскольку в настоящее время это ограничивает возможности их преобразования. Водоросли для биотоплива также являются очевидными объектами для генетической модификации с целью повышения урожайности.
Новое лесное хозяйство
Новый подход к освоению и эксплуатации лесов, особенно в том, что касается устойчивости новых лесов, имеет решающее значение для развития биотоплива второго поколения.
Наряду с древесными энергетическими культурами перспективными для производства биотоплива оказались также некоторые быстрорастущие породы деревьев.
Важными атрибутами являются относительно высокий потенциал урожайности, широкое географическое распределение и относительно низкий уровень необходимых ресурсов по сравнению с годовыми культурами.
Расширение границ традиционного разведения, которое является очень медленным и неэффективным процессом развития деревьев, чтобы дать более быстрое и точное улучшение характеристик для применения в плантационных лесах (включая более быстрый рост, улучшение борьбы с вредителями и болезнями), имеет потенциал для более легкого и дешевого развития биотоплива второго поколения.