Biotehnologija se često smatra sinonimom za biomedicinska istraživanja, ali postoje mnoge druge industrije koje koriste biotehničke metode za proučavanje, kloniranje i promjenu gena. Već smo se navikli na ideju enzima u našem svakodnevnom životu, i mnogi su ljudi upoznati s kontroverzama oko upotrebe GMO u našoj hrani. Poljoprivredna industrija je u središtu te rasprave, ali od vremena Georgea Washingtona Carvera, poljoprivredni biotehnologija proizvodi bezbroj novih proizvoda koji mogu promijeniti naš život bolje.
Oralna cjepiva postoje na djelu već duži niz godina kao moguće rješenje širenja bolesti u nerazvijenim zemljama, gdje troškovi ne dozvoljavaju široko rasprostranjeno cijepljenje. Genetski modificirani usjevi, obično voće ili povrće, dizajnirani da nose antigene proteine od infektivnih patogena, koji će izazvati imunološki odgovor nakon gutanja.
Primjer za to je cjepivo za liječenje raka specifično za pacijenta. Cjepivo protiv limfoma napravljeno je uporabom biljaka duhana koje nose RNA iz kloniranih malignih B-stanica. Zatim dobiveni protein koristi se za cijepljenje pacijenta i jačanje imunološkog sustava protiv raka. Cjepiva izrađena po mjeri za liječenje raka pokazala su veliko obećanje u preliminarnim studijama.
Biljke se koriste za proizvodnju antibiotika i za ljudsku i za životinjsku upotrebu. Izražavanje antibiotskih proteina u hranidbi stoke, koja se hrani izravno životinjama, jeftinije je od tradicionalne proizvodnje antibiotika, ali ova praksa pokreće mnoge bioetika zbog toga što je rezultat široke, možda nepotrebne uporabe antibiotika što može promicati rast otpornog na antibiotike bakterijski naprezanja.
Nekoliko prednosti korištenja biljaka za proizvodnju antibiotika za ljude su smanjeni troškovi zbog veće količine proizvoda koji se može proizvesti iz biljaka u odnosu nafermentacija Jedinica, lakoća pročišćavanja i smanjeni rizik od onečišćenja u usporedbi s upotrebom stanica sisavaca i kultura.
Poljoprivredna biotehnologija ima više od borbe protiv bolesti ili poboljšanje kvalitete hrane. Postoje neke čisto estetske primjene, a primjer toga je uporaba genske identifikacije i tehnika prijenosa za poboljšanje boje, mirisa, veličine i drugih značajki cvijeća.
Isto tako, biotehnologija se koristi za poboljšavanje ostalih uobičajenih ukrasnih biljaka, posebno grmlja i drveća. Neke od ovih promjena slične su onima koje se primjenjuju na usjevima, poput povećanja otpornosti na hladnoću pasmine tropskih biljaka kako bi se mogla uzgajati u sjevernim vrtovima.
Poljoprivredna industrija igra veliku ulogu u industriji biogoriva, pružajući sirovine za fermentaciju i rafiniranje bio-ulja, biodizela i bioetanola. Genetički inženjering i tehnike enzimske optimizacije koriste se za razvoj kvalitetnijih sirovina za učinkovitiju pretvorbu i veće BTU izlazne proizvode. Visoko prinosni, energetski gusti usjevi mogu umanjiti relativne troškove povezane sa žetvom i transportom (po jedinici dobivene energije), što rezultira proizvodima goriva veće vrijednosti.
Povećavanje biljnih i životinjskih osobina tradicionalnim metodama poput unakrsnog oprašivanja, cijepljenja i unakrsnog uzgoja zahtijeva mnogo vremena. Napredak biotehnike omogućuje da se brzo izvrše određene promjene na molekularnoj razini prekomjernom ekspresijom ili brisanjem gena ili uvođenjem stranih gena.
Potonje je moguće pomoću mehanizama za kontrolu ekspresije gena, poput specifičnih promotora gena i faktori transkripcije. Metode poput odabira pomoću markera poboljšavaju učinkovitost „Režirao” uzgoj životinja, bez polemike koja je obično povezana s GMO-om. Metode kloniranja gena također se moraju odnositi na vrste razlike u genetskom kodu, prisutnost ili odsutnost introna i post-translacijskih promjena poput metilacije.
Godinama je mikroba Bacillus thuringiensis, koja proizvodi bjelančevine otrovne za insekte, posebice europski provrtač kukuruza, korišten je za prašenje usjeva. Kako bi eliminirali potrebu za prašenjem, znanstvenici su najprije razvili transgeni kukuruz koji eksprimira Bt protein, a zatim Bt krumpir i pamuk. Bt protein nije otrovan za ljude, a transgeni usjevi poljoprivrednicima olakšavaju izbjegavanje skupih zaraza. 1999. godine pojavila se polemika oko Bt kukuruza zbog studije koja je sugerirala da se pelud migrirao na mliječnu travu gdje je ubio ličinke monarha koji su ga jeli. Naknadne studije pokazale su da je rizik za larve vrlo mali, a posljednjih godina kontroverze oko Bt kukuruza prešle su u fokus na temu pojave otpornosti na insekte.
Ne treba se brkati štetočina otpornost, ove biljke tolerantno dopuštaju poljoprivrednicima da ubijaju okolni korov bez da selektivno naštete svojoj kulturi. Najpoznatiji primjer za to je tehnologija Roundup-Ready, koju je razvila tvrtka Monsanto. Prvi put predstavljen 1998. godine kao GM soja, biljke Roundup-Ready ne utječu herbicidnim glifosatom, koji se može primijeniti u velikim količinama kako bi se uklonile bilo koje druge biljke u polju. Prednosti ovoga su ušteda vremena i troškovi povezani s uobičajenom obrađivanjem zemlje za smanjenje korova ili višestruka primjena različitih vrsta herbicida za uklanjanje određenih vrsta korova selektivno. Mogući nedostaci uključuju sve kontroverzne argumente protiv GMO-a.
Znanstvenici stvaraju genetski izmijenjenu hranu koja sadrži hranjive tvari za koje se zna da pomažu u borbi protiv bolesti ili pothranjenosti kako bi se poboljšalo zdravlje ljudi, posebno u nerazvijenim zemljama. Primjer za to je Zlatni riž, koji sadrži beta-karoten, preteču proizvodnje vitamina A u našim tijelima. Ljudi koji jedu rižu proizvode više vitamina A, bitnog hranjivog sastojka koji nedostaje u prehrani siromašnih u azijskim zemljama. Tri gena, dva iz narcis i jedan iz bakterije, sposobni katalizirati četiri biokemijske reakcije, klonirana su u rižu kako bi se napravila „Zlatna”. Ime dolazi od boje transgenih zrna zbog prekomjerne ekspresije beta-karotena, koji mrkvi daje njihovu narančastu boja.
Manje od 20% zemlje je obradivo zemljište, ali neki su usjevi genetski izmijenjeni kako bi bili podnošljiviji na uvjete poput slanosti, hladnoće i suše. Otkrivanje gena u biljkama odgovornim za unos natrijuma dovelo je do razvoja nokautirati biljke u stanju rasti u visokim količinama soli. Regulacija transkripcije naviše ili dolje općenito je metoda koja se koristi za promjenu tolerancije suše u biljkama. Biljke kukuruza i uljane repice, koje mogu uspjeti u uvjetima suše, nalaze se u četvrtoj godini života terenska ispitivanja u Kaliforniji i Koloradu, a predviđa se da će na tržište stići za 4-5 godine.
Pauk svila je najjače vlakno poznato čovjeku, jače od Kevlara (koristi se za izradu prsluka od metaka), veće vlačne čvrstoće od čelika. U kolovozu 2000., kanadska tvrtka Nexia najavila je razvoj transgenih koza koje su u svom mlijeku proizvodile bjelančevine od paukove svile. Dok je to rješavalo problem masovne proizvodnje proteina, program je odložen kada znanstvenici nisu mogli shvatiti kako ih pretvoriti u vlakna kao što to rade pauci. Do 2005. godine koze su bile prodane svima koji bi ih uzeli. Iako se čini da je ideja o pauk svile stavila na policu, za sada je to tehnologija to će se sigurno pojaviti u budućnosti, nakon što se sakupe dodatne informacije o tome kako su svile tkani.