Mặc dù thường ám chỉ việc sản xuất cùng một loài cây trồng trong một khu vực (không gian), đơn canh cũng có thể ám chỉ việc trồng một giống cây trồng duy nhất trên một khu vực lớn hơn, sao cho có nhiều cây trồng trong khu vực có cùng bộ gen giống nhau. Khi tất cả các cây trong một khu vực có cùng độ tương tự về di truyền, một bệnh trên các cây trồng mà chúng không có kháng cự có thể tiêu diệt toàn bộ dân số cây trồng. Tính đến năm 2009[cập nhật] nấm gỉ lá lúa đã gây nhiều lo âu trên toàn cầu, đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến vụ mùa lúa ở Uganda và Kenya và đã bắt đầu lan rộng ở châu Á.[20] Với các chủng cây lúa trên thế giới có bộ gen tương tự nhau sau Cuộc cách mạng xanh, tác động của các bệnh này đe dọa sản xuất nông nghiệp trên toàn cầu.

Những ví dụ lịch sử về đơn canh di truyền học

Nạn đói lớn ở Ireland

Ở Ireland, việc sử dụng độc quyền một loại khoai tây, "lumper", đã dẫn đến Nạn đói lớn năm 1845-1849. Khoai tây lumpers cung cấp thực phẩm giá rẻ để nuôi dưỡng dân chúng Ireland. Khoai tây được truyền mang vô tính với ít hoặc không có biến thể di truyền. Khi Phytophthora infestans xuất hiện ở Ireland từ Châu Mỹ vào năm 1845, lumper không có kháng cự với bệnh tật, dẫn đến sự thất bại gần như hoàn toàn của mùa màng khoai tây trên toàn bộ Ireland.

Chuối

Cho đến những năm 1950, giống chuối "Gros Michel" đại diện cho hầu hết các loại chuối tiêu thụ ở Hoa Kỳ vì hương vị, hạt nhỏ và hiệu suất sản xuất của chúng. Hạt nhỏ của chuối này, dù hấp dẫn hơn so với loại hạt lớn ở các giống chuối khác ở châu Á, không phù hợp để trồng.[21] Điều này có nghĩa là tất cả các cây chuối mới phải được trồng từ cục cành cắt từ cây khác. Kết quả của việc trồng suckers theo cách vô tính, tất cả các cây chuối được trồng đều có cùng bộ gen giống nhau, không có đặc điểm chống lại bệnh Fusarium wilt, một bệnh nấm nhanh chóng lây lan trong vùng Caribe nơi chúng được trồng. Đầu những năm 1960, người trồng phải chuyển sang trồng giống chuối Cavendish, một giống được trồng theo cách tương tự. Giống chuối này đang chịu sự căng thẳng bệnh tật tương tự vì tất cả các chuối đều là bản sao của nhau và có thể nhanh chóng bị bại hoại như Gros Michel.[22]

Trâu bò

Thuật ngữ này cũng được sử dụng khi một giống động vật nông nghiệp duy nhất được nuôi dưỡng trong các hoạt động nuôi trồng động vật tập trung lớn (CAFOs).

Nhiều hệ thống sản xuất động vật nông nghiệp ngày nay[khi nào?] dựa vào một số lượng nhỏ các giống được đặc biệt hóa cao. Tập trung mạnh vào một đặc điểm cụ thể (đầu ra) có thể đồng nghĩa với việc thiếu mất những đặc điểm khác mong muốn – như sự sinh sản, khả năng kháng bệnh, sức khỏe, và bản năng làm mẹ. Vào đầu những năm 1990, đã quan sát thấy một số lượng ít của những chú trâu Holstein lớn lên không tốt và chết trong 6 tháng đầu đời. Tất cả đều được xác định là homozygous cho một đột biến trong gen gây chứng suy giảm gắn kết tiểu cầu bò. Đột biến này được tìm thấy với tần suất cao trong các quần thể Holstein trên toàn thế giới (15% ở bò đực tại Mỹ, 10% ở Đức và 16% ở Nhật.) Các nhà nghiên cứu nghiên cứu về huyết thống của động vật bị ảnh hưởng và động vật mang gen chủ, đã theo dõi nguồn gốc của đột biến đến một con bò duy nhất đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất động vật nông nghiệp. Năm 1990, có khoảng 4 triệu con bò Holstein ở Mỹ, làm cho tổng dân số bị ảnh hưởng xấp xỉ 600.000 con.[23]

Lợi ích của đa dạng di truyền

Mặc dù hệ thống nông nghiệp có ít hoặc không có sự đa dạng di truyền có thể gặp những nhược điểm, nhưng việc tăng cường đa dạng di truyền bằng cách giới thiệu các loài có di truyền biến đổi có thể đưa hệ thống trở nên bền vững hơn. Ví dụ, bằng cách có các cây trồng với những đặc điểm di truyền đa dạng về kháng bệnh và kháng côn trùng, có khả năng thấp hơn trong việc lây lan bệnh hoặc côn trùng gây hại trong khu vực. Điều này xảy ra vì nếu một loại cây trở nên nhiễm bệnh bởi một loại bệnh hoặc côn trùng cụ thể, có khả năng những cây khác xung quanh nó sẽ có gene bảo vệ chúng khỏi loại bệnh hoặc côn trùng đó.[24] Điều này có thể giúp tăng năng suất mùa màng đồng thời giảm sử dụng thuốc trừ sâu và rủi ro tiếp xúc.