مهندسی ژنتیک در گیاهان دارویی

گیاهان منبع مهمی از دارو در طی هزارن سال می باشند. حتی امروزه، مرکز سلامت جهانی تخمین زده است که بالاتر از ۸۰درصد از مردم هنوز بر روی درمانهای سنتی مثل استفاده از علف ها تکیه دارند. گیاهان دارویی منابع خیلی مهمی از داروهای حفاظت کننده ی زندگی برای اکثریت جمعیت جهان می باشد. روش های بر پایه ی بیوتکنولوژی برای انتخاب, دستورزی و حفظ ژنوتیپ های بحرانی گیاهان دارویی مهم می باشد. باززایی درون شیشه ای, پتانسیل خیلی قوی را برای تولید گیاهان با کیفیت بالا از لحاظ دارویی دارا می باشد. حفاظت سرمایی یک روش حفاظت در مدت زمان طولانی, در نیتروژن مایع است و فرصتی را برای حفظ گیاهان دارویی در معرض خطر مهیا می کند. تولید درون شیشه ای متابولیت های ثانویه با کشت سوسپانسیون سلولی گیاه در گیاهان دارویی مختلف گزارش شده است. بیوراکتورها یک قدم کلیدی در تولید تجاری متابولیت های ثانویه به وسیله ی بیوتکنولوژی هستند. انتقال ژنتیکی (انتقال ژن) ممکن است یک راه قوی برای افزایش تولید متابولیت های ثانویه ی جدید می باشد. بخصوص به وسیله ی اگروباکتریوم ریزوژینس که باعث القای ریشه های مویین می گردد. روشهای اصلاحی در گیاهان دارویی بطور کلی به دو دسته سنتی (انتخاب توده ای، ‌دورگ گیری و زراعت متابولیتی) و مدرن (تغییر در ساختار ژنتیکی) طبقه بندی می شوند. استفاده از مهندسی ژنتیک متابولیتهای ثانویه شامل ایجاد جهش،‌ انتقال ژن (استفاده از باکتری اگروباکتریوم و تفنگ ژنی)،‌ دستکاری تنظیم کننده های نسخه برداری ژنها و کشتهای درون شیشه ای می باشد که نتیجه این تکنیکها،‌ ایجاد گیاهی ترانس ژنتیک (تراریخته) و پدیده زراعت مولکولی گیاهان دارویی خواهد بود

جهش، فرآیندی است قابل توارث که موجب تغییر دایم مجموع توارثی سلول شده و نهایتا موجودی زنده با ویژگی‎های جدید ژنتیکی را بوجود می‎آورد که به موجود جدید موتان گویند. یکی از عوامل اصلی تکامل در گیاهان جهش یا موتاسیون است. همراه با دورگ‎گیری و بیوتکنولوژی، جهش با ایجاد تنوع مواد اولیه برای گزینش را فراهم می‎آ‎ورد. از جهش در اصلاح نباتات استفاده زیادی شده است و تعداد زیادی واریته جدید از این طریق اصلاح یافته‎اند. به عنوان مثال تا سال ۱۹۸۲ تعداد واریته‎های موتان معرفی شده به ۳۲۷ موتان رسید که این تعداد در حال حاضر چند برابر شده است. برای ایجاد جهش می‎توان از جهش‎زاهای فیزیکی مثل پرتوهای گاما و ایکس و جهش‎زاهای شیمیایی مثل اتیل متان سولفونات، دی متیل سولفات و غیره استفاده کرد. در سازمان انرژی اتمی ایران تسهیلات استفاده از اشعه گاما برای اهداف اصلاح نباتات فراهم است. اصلاح گیاهان دارویی در ایران در آغاز راه است. با استفاده از تکنیک‎های به‎نژادی مثل جهش مصنوعی امکان اصلاح گیاهان دارویی با عملکرد و ماده موثره بالا عملی است. سرعت اصلاح در این روش به ویژه برای گیاهانی که با بذر تکثیر می‎یابند بیشتر خواهد بود.

ببین مهندسی ژنتیک از اون اولش بیوتکنولوژی می خونن. اما بیو تکنولوژی ارشد کشاورزی هست. بعدش هم بگم مهندسی ژنتیک یک رشته جدید و نوپایی هست در ایران. برای همین فعلا مهندسی بیوتکنولوژی بیشتر باب هست تا مهندسی ژنتیک. گرچه بیوتکنوۀوژی هم خودش خیلی قدیمی نیست. بیوتکنولوژی الان در چند رشته بجز کشاورزی داریم. البته بیشترشون ارشد هستند. اما ذکر نکردید کدام بیوتکنولوژی ؟ ( البته به احتمال زیاد منظورتون بیوتکنولوژی کشاورزی هست)

منبع: مرکز مقالات کشاورزی AKE( بزرگترین وبلاگ کشاورزی ایران )

ریز ازدیادی و مراحل آن ( Micro propagation )

تکثیر کلون ها ( سلول های مشابه که از طریق غیر جنسی به وجود آمده اند)در شرایط درون شیشه ای را ریز ازدیادی گویند. مراحل مختلف ریزازدیادی عبارتست از :

انتخاب ریز نمونه و استریل کردن آن و انتقال به محیط کشت

تولید و تکثیر ساقه از ریز نمونه

انتقال ساقه های تشکیل شده به محیط کشت برای ریشه دهی

سازگاری و انتقال به خاک

انواع روش های ریز ازدیادی

اندام زایی

تکثیر جوانه جانبی

جنین زایی سوماتیکی

اندام زایی یا ارگانوژنز

به دو روش مستقیم و غیر مستقیم انجام می شود. مستقیم از جوانه نابجا اندام تولید و در روش غیر مستقیم از کالوس ، اندام تولید می شود.

اندام زایی غیر مستقیم ( کشت کالوس)

معمولا ریز نمونه هایی دارای سلول های فعال میتوزی برای تولید کالوس مناسب هستند. بنابر این بافات های مریستمی برای این کار ارجح ترند.. هر چه ریز نمونه بزرگ تر باشد ، امکان اندام زایی بیشتر می شود. همچنین بهتر است ریز نمونه از بافت جوان ، عاری از بیماری انتخاب شود محیط کشت هایی مثل MS ،گامبورگ ، وایت برای اندام زایی مورد استفاده قرار می گیرند.

◙ نکته: محیط کشت مایع برای اندام زایی نسبت به محیط کشت جامد ارجحیت دارد چون در کشت مایع محیط کشت دائما به هم می خورد و شیب مواد غذایی یکسانی دارد. همچنین میزان تماس ریز نمونه با مواد غذایی و اکسیژن در کشت مایع بیشتر می شود.

به منظور اندام زایی غیر مستقیم در محیط کشت مایع، ابتدا قطعه ای از ریز نمونه را بر محیط کشت بدون آگار می گذاریم و شیشه را بر روی شیکر ( 150 تا 200 دور بر دقیقه) قرار می دهیم.و محیط کشت دائما در حال بهم خوردن باشد تا اینکه پس از 2 تا 4 هفته کالوس مشاهده شود.

نقش اصلی را در عمل اندام زایی هورمون ها بازی می کنند . مخصوصا اکسین و سیتوکینین که نسبت این ها ، تعیین کنننده نوع اندام ریشه یا ساقه می باشد. معمولا گیاهان تک لپه اکسین بیشتری به منظور القای کالوس نیاز دارند.

عوامل موثر در اندام زایی

• میزان هورمون اکسین و سیتوکینین

• غلظت نمک ها ، هر چه نمک ها بیشتر باشند اندام زایی نیز بیشتر می شود.

• غلظت یون آمونیوم نیز هر چه بیشتر ( البته نه خیلی زیاد ! ) باشد ، اندام زایی بیشتر می شود.

• گاهی عوامل فیزیکی مثل جریان الکتریسیته بین ریز نمونه و محیط کشت می تواند اندام زایی را تسریع کند.

اندام زایی مستقیم ( توسط جوانه نابجا )

در این روش ابتدا جوانه نابجا ابتدا تشکیل می شود و سپس از این جوانه ها اندام ها ی ریشه و ساقه نابجا تشکیل می شود. تکثیر جوانه جانبی شامل کشت مریستم انتهایی ، کشت تک گره و کشت جوانه جانبی می باشد.

کشت مریستم انتهایی

عموما از این روش برای تکثیر گیاهان عاری از ویروس استفاده می شود. زیرا که مریستم انتهایی فاقد ویروس می باشد. این روش به دلیل ضعیف بودن غالبیت انتهایی و بالا بودن قابلیت ریشه دهی در گیاهان علفی ، نسبت به گیاهان چوبی بیشتر موثر است.

کشت تک گره( جوانه)

دراین روش جوانه جانبی همراه باقطعه ای از ساقه جدا می شود. هدف از این کشت ، رشد اندام هوایی از جوانه می باشد

در این روش ، جوانه های تشکیل شده در زاویه دمبرگ ها و برگ های جوان را به عنوان ریز نمونه جدا می کنند و پس از تولید اندام رویشی و شاخه های کافی آن ها را ریشه دار نموده و نهایتا پس از مرحله سازگاری، آن ها را به خاک منتقل می کنند. توجه به نکات زیر، ضروری است:

 وقتی که با گباهان روزت مثل ژربرا یا گیاهان خانواده بروملیاسه سروکار§ داریم، یا زمانی که امکان آلودگی زیاد باشد، استفاده از روش کشت تک جوانه، امکان پذیر نیست. برای گیاهان روزت از روش کشت جوانه جانبی به جای کشت تک گره استفاده می کنند.

 بهترین جوانه ها برای کشت ، به منظور جلوگیری از آلودگی ، جوانه بسته§ می باشد.

 سرعت تکثیر یا ریز ازدیادی بستگی به تعداد جوانه های موجود بر روی§ گیاه اولیه دارد.

 در هنگام کشت تک جوانه ، خواب جوانه، ممکن است دردسر ساز شود . البته§ روش هایی برای شکستن خواب جوانه خصوصا برای گیاهان چوبی وجود دارد.که عبارتند از:

 تیمار با درجه حرارت پایینü

 تیمار با روز بلندü

 تیمار با جیبرلین و یا سیتوکینینü

 اتیوله سازی ( تاریک کردن)ü

روش کشت جوانه جانبی

در این روش نوک ساقه جانبی را به عنوان ریز نمونه جدا می کنند . و گیاه اولیه را با غلظت زیاد سیتوکینین مواجه می کنند. غلظت بالای سیتوکینین، موجب توقف خاصیت غالبیت انتهایی شده و به جوانه های جانبی اجازه رشد می دهد.

پس از تولید تعداد زیادی جوانه جانبی ، هر کدام را می توان جدا کرده و به محیط کشت جدید حاوی سیتوکینین انتقال می دهیم. حتی الامکان از سرشاخه های کوچک و جوان استفاده کنید تا خطر بروز آلودگی ها کمتر شود.

◙ چند نکته مهم در مورد کشت جوانه جانبی

 غلظت سیتوکینین مصرفی در این روش به سن بافت ریزنومنه بستگی دارد بدینü معنی که هر چه ریزنمونه جوان تر باشد، سیتوکینین کمتری می طلبد.

 اغلب گیاهان به سیتوکینین بنزل آدنین نسبت به سایرین، واکنش بهتریü دارند.

 نسبت سیتوکینین به اکسین را معمولا 10 به 1 در نظر می گیرند.ü

 استفاده از کشت سوسپانسیون سلولی گاهی اوقات تشکیل ساقه های جانبی راü تسریع می کند.

راز غول پيكرشدن گوجه فرنگي‌هاي بسيار كوچك كشف شد

پژوهشگران مي‌گويند راز رويش گوجه فرنگي‌هاي غول پيكر نه به خاطر كود يا شرايط عالي خاك بلكه به دليل تغييرات ژنتيكي معدودي است كه به مرور زمان به رويش گوجه فرنگي‌هايي منجر شده است كه هزار برابر نياكان وحشي خود رشد مي‌كنند.

به گزارش خبرگزاري رويترز از شيكاگو، اگر اين تغييرات اتفاق نمي‌افتاد گوجه فرنگي از اندازه تمشك بزرگتر نمي‌شد و گوجه فرنگي‌هاي كوچكي كه آنها را درسته در سالاد مي‌ريزند، در مقايسه با آنها گوجه فرنگي‌هاي بسيار درشتي به نظر مي‌رسيد.

استيون تانكسلي متخصص ژنتيك گياهي از دانشگاه كورنل در ايتاكا نيويورك براي پي بردن به تغييرات ژنتيكي كه امكان تبديل گوجه فرنگي وحشي به انواع امروزي را با وزن نيم كيلوگرم فراهم ساخت مطالعاتي انجام داده است.

انسانها حدود ‪۱۰هزار سال پيش بومي‌سازي اين گياه را آغاز كردند. آنها هيچ گونه دانش ژنتيك و پرورش گياه نداشتند، اما اين تغييرات ژنتيكي را در اين گياه ايجاد كردند.

اكنون اين سوال مطرح است كه چگونه و چطور اين اتفاق افتاد. تانكسلي توجه خود را بر روي تغييرات ژنتيكي كه منجر به افزايش تعداد بخشهاي داخل گوجه فرنگي شد معطوف كرد. خاستگاه اين گياه قاره آمريكا است.

اگر يك گوجه فرنگي را باز كنيد درون آن اتاقك مانندها و ديواره‌هايي مي بينيد. معمولا هر كدام ‪۱۰تا‪ ۲۰اتاقك دارند.

مشروح تحقيقات تانكسلي در مجله نيچر ژنتيك منتشر شده است.

يك گوجه فرنگي وحشي واقعي فقط دو تا چهار اتاقك دارد اما يك اتفاق گياه را به سوي ايجاد اتاقكهاي بيشتر هدايت كرد و طبيعي است كه هرچه تعداد اين اتاقك‌ها بيشتر باشد ، ميوه بزرگتر مي‌شود. محققان ابتدا نقشه ‪۳۰ هزار ژن گوجه فرنگي را ترسيم كردند تا تفاوتهاي ميان گوجه فرنگي وحشي و امروزي را بيابند. آنها ‪۱۰ژن را مشخص كردند. سپس در بررسي بانك‌هاي مختلف ژن و به منظور مشاهده اينكه آيا اين تغييرات ژنتيكي در ساير گياهان نيز وجود دارد يا خير در نهايت تعداد انگشت شماري ژن باقي ماند. با مقايسه توالي اين ژنها محققان ژني را به نام ‪fasرا يافتند كه دچار جهش بزرگي شده بود.

هيچ يك از گوجه فرنگي‌هاي وحشي اين جهش را نداشتند. وقتي نسخه وحشي اين ژن را از يك گياه وحشي گرفتند و درون يك گوجه فرنگي جديد گذاشتند ، گوجه فرنگي شروع به توليد ميوه‌هاي كوچك كرد.

اين جهش پيامي را كه به گياه مي‌گويد اتاقك‌سازي را متوقف كن ضعيف مي نمايد.

در تحقيقات قبلي محققان تغييراتي را در ژن مشابهي يافتند كه دستور توقف تقسيم سلولي را به سلولها صادر مي‌كند.

اين ژن به ميوه بسيار كوچك در حال رشد و نمو فرمان توقف رشد را صادر مي كند. گوجه فرنگي با اين تغيير مي‌تواند به اندازه گوجه فرنگي‌هاي ريز شود هر دو تغييرات ژنتيكي علت تفاوتهاي زياد در اندازه گوجه فرنگي وحشي و امروزي را مشخص مي‌كند. يك تغيير ژنتيكي كنترل ساختار و ديگري كنترل تقسيم سلولي را به عهده دارند.

آنچه كه شگفت آور است اين است كه انسانها ي قديم هيچ دانشي از ژنتيك نداشتند .

اين محقق مي‌گويد با كمك اين دانش مي‌توان در آينده بومي‌سازي گياهان را دگرگون كرد .

منبع: مرکز مقالات کشاورزی AKE( بزرگترین وبلاگ کشاورزی ایران )

جانوران تغییر یافته ژنتیکى

وقتى سخن از جانوران تغییر یافته ژنتیکى به میان مى آید، تنها عده کمى ممکن است به فکر حشرات بیفتند. اما در عمل، دستکارى ژنتیکى این گروه از جانوران، موضوع بخش عمده اى از پژوهش ها است. با این هدف که در وضع بهداشت انسان و دام و نیز تولید محصولات گیاهى بهبود حاصل شود.دستکارى حشرات به منظور ناتوان ساختن آنها از انتقال بیمارى، دستکارى در آفت هاى گیاهان زراعى یا دشمنان طبیعى آنها با هدف کاهش جمعیت آفت ها و نیز دستکارى حشرات مفید (مانند زنبور عسل و یا کرم ابریشم) با هدف تولید پروتئین هاى دارویى، از برجسته ترین نمونه هاى این گروه از پژوهش ها به شمار مى روند.از سویى، این پژوهش ها توجه زیادى را به سمت جنبه هاى ایمنى این موضوع معطوف کرده است. یکى از تفاوت هاى مهم این گروه تولیدات با سایر محصولات تغییر یافته ژنتیکى این است که حشرات با هدف زنده ماندن، تکثیر انتقال ژن هایشان به گونه هاى وحشى، به عمد در طبیعت رها خواهند شد. از آنجا که اکوسیستم ها توانایى سازگارى خود با تغییرات را دارند پیش بینى نتایج رهاسازى ها دشوار است. در کنار تغییرات پیش بینى شده، حشرات تغییر یافته ژنتیکى مى توانند باعث دگرگونى الگوهاى جمعیتى و نیز روابط صید و صیادى و یا انتقال ژن ها به گونه هایى شوند که مورد نظر پژوهشگران نبوده است.پیتر جنکینز، حقوقدان و تحلیلگر سیاسى مرکز ایمنى مواد غذایى در واشینگتن مى گوید: «خطرات زیستى رها سازى حشرات و ماهى ها بسیار بالا است. مشکل اساسى در این است که این گونه ها بعد از رها سازى دیگر قابل کنترل نخواهند بود.»از سوى دیگر مزایاى احتمالى این کار مورد توجه بسیارى از کشور هاى پیشرفته و در حال توسعه قرار گرفته است، چرا که حشرات تاثیر چشمگیرى بر بهداشت و کشاورزى مى گذارند.«توماس میلر» استاد حشره شناسى دانشگاه ریورساید کالیفرنیا بر این باور است که حشرات تغییر یافته ژنتیکى کمک شایانى به رونق کشاورزى کالیفرنیا خواهند کرد. وى توضیح مى دهد: مشکلاتى که ما از سوى حشرات داریم بیش از اندازه است. برآوردها حاکى از این است که در کالیفرنیا در هر ۶۰ روز یک آفت جدید ظهور مى کند. این یک تهدید جدى است و به دلیل گسترش میزان حمل و نقل مواد رو به افزایش نیز هست. اکنون از ما توقع معجزه دارند و براى این کار ناگزیر از بهره گیرى از راهکار هاى فناورى زیستى هستیم.کرم سرخ غوزه پنبه با خوردن گل پنبه یا سوراخ کردن غوزه و خوردن بذر، به این محصول خسارت مى زند. میلر درصدد است گونه اى از کرم سرخ تغییر یافته ژنتیکى تولید کند که حامل ژن هاى کشنده نتایج خود است. اگر همه چیز طبق پیش بینى جلو برود، از جمله این آفت و نیز خسارتى که مى زند کاسته خواهد شد. به گفته میلر برآورد اقتصادى خسارت وارد شده بسیار آسان است، چرا که داده هاى فراوانى از تولید پنبه بدون خسارت کرم غوزه پنبه یا با خسارت آن در دست است.قبل از آزمون اثر این حشرات در مقیاس وسیع، میلر و همکارانش باید بدانند که حشرات تغییر یافته ژنتیکى چگونگى در طبیعت پراکنده مى شوند. براى این منظور آنها با وارد کردن ژنى از توتیا به این حشره، پراکندگى این حشره را مطالعه کردند. از آنجایى که ژن توتیا منجر به تولید نوعى پروتئین فلورسنت مى شد، ردیابى ژن بیگانه در طبیعت میسر مى شود.دو سال پیش، عمل رها سازى در قفس هایى واقع در مرکز تحقیقات وزارت کشاورزى ایالات متحده در شهر فونیکس انجام شد. بناست که سال آینده علم رها سازى در یک مزرعه باز در شرق ایالت آریزونا انجام شود. با این آزمون گروه پژوهشى امیدوار است نحوه پراکندگى ژن مزبور در طبیعت را روشن کند. مرحله بعدى کار اخذ مجوز براى رها سازى پروانه کرم سرخ غوزه پنبه حامل ژن کشنده نتاج است. میلر مى گوید: «موافقان این پژوهش که عمدتاً کشاورزان آن را تشکیل مى دهند، مایل هستند که این روش به عنوان مهم ترین راه مهار کرم سرخ پنبه مورد استفاده واقع شود.»حشرات تغییر یافته ژنتیکى همچنین مى توانند به عنوان کارخانه هاى تولید مواد دارویى مورد استفاده واقع شوند. با روشى کما بیش مشابه آنچه از باکترى هاى تغییر یافته ژنتیکى انسولین انسانى به دست مى آید، در ژاپن از کرم ابریشم تراریخت براى تولید پروتئین هاى انسانى استفاده مى شود. این نوع کرم ابریشم علاوه بر تولید ابریشم مى تواند کلاژن (پروتئین لازم براى ترمیم زخم ها) یا آلبومین (براى درمان کم خونى هاى شدید ناشى از خونریزى) نیز تولید کند. در حال حاضر این مواد از خون هاى اهدا شده استحصال مى شود.«فلورین وورم»، استاد زیست فناورى موسسه دولتى فناورى در لوزان سوئیس مى گوید: «در روش هاى سنتى این پروتئین ها از بافت یا خون به دست مى آید که روشى بسیار کند و پرهزینه است، ضمن اینکه خطر انتقال بیمارى ها نیز وجود دارد.» وورم مزیت کرم ابریشم را در توانایى آن براى تولید مقدار زیاد پروتئین و نیز کم خطر بودن آن مى داند: «اگر من بین محصول به دست آمده از خون ۱۰۰۰ نفر انسان و مشابه آن از کرم ابریشم حق انتخاب داشته باشم فکر مى کنم بدانم کدام را انتخاب مى کنم. محصول به دست آمده از کرم ابریشم خالص تر بوده و خطر انتقال بیمارى هاى ویروسى یا انگلى نیز در آن وجود ندارد.»تولید پروتئین از کرم ابریشم ظرف یک یا دو سال دیگر در آزمایشگاه هاى کوچک شروع مى شود و طى ۱۰ تا ۲۰ سال بعد به سطح تولید تجارى مى رسد.دستکارى ژنتیک حشرات علاوه بر تولید مواد دارویى، مى تواند ابزارى براى جلوگیرى از انتشار بیمارى هاى انسانى و دامى نیز باشد. بیمارى هایى که توسط عواملى نظیر پشه ها، مگس تسه تسه، ساس، کنه، کک، شپش و حشرات دیگر منتقل مى شود.«راوى دورواسولا» استاد دانشگاه پزشکى ییل، پژوهشى از این نوع را سرپرستى مى کند تا بتواند بیمارى را که توسط نوعى کنه منتقل مى شود، مهار کند. این بیمارى در آمریکاى لاتین سالانه بیش از ۵۰۰۰۰ نفر قربانى مى گیرد. عامل این بیمارى نوعى پروتوزوا است که با گزیدن فرد آلوده به ساس مبتلا و سپس گزیدن فرد سالم به وى منتقل مى شود. گروه «دورواسولا» اقدام به دستکارى ژنتیک نوعى باکترى کرده اند که معده ساس را میزبان نامناسبى براى پروتوزوا مى کند و مانع انتقال بیمارى مى شود. با وجودى که دورواسولا نسبت به این روش مهار بیمارى خوش بین است، معتقد است که مطالعات بسیارى براى کاربردى کردن این روش لازم است. این مطالعات بررسى مهاجرت ژنى را هم در بر مى گیرد.او مى گوید: «مطالعه در آزمایشگاه یا گلخانه یک بخش مسئله است. اما رهاسازى یک باکترى تغییر یافته ژنتیکى در طبیعت عملى بحث برانگیز است. اگر باکترى تغییر یافته ژنتیک علاوه بر ساس ها، حشراتى نظیر مگس خانگى و مورچه را آلوده کند که در زیستگاه انسانى یافت مى شود، چه اتفاقى خواهد افتاد؟»وى ادامه مى دهد: «دخالت در فرآیند هاى طبیعى که منجر به تغییر محیط زیست مى شود، مسئولیت بالایى را طلب مى کند. ما مجبور هستیم که اثرات جانبى این کار را بشناسیم.»«توماس اسکات» استاد حشره شناس دانشگاه دیویس کالیفرنیا نیز با این امر موافق است. پژوهش هاى وى بر روى تب هاى ویروسى و نحوه گسترش مالاریا متمرکز است. به نظر وى دستکارى ژنتیک در پشه ها به طورى که دیگر باعث انتقال مالاریا و بیمارى هاى ویروسى نشوند کارى جالب توجه است، اما در عین حال به دلیل اثرات جانبى احتمالى ممکن است روش مناسبى نباشد. به عنوان مثال، ممکن است ژن ها علاوه بر ناتوان کردن پشه از انتقال عامل بیمارى، با انتقال به حشرات دیگر منجر به اتفاقات غیر قابل پیش بینى شوند. حتى این امکان وجود دارد که این تغییرات ژنتیک پایدار نباشد، به این معنى که انتقال بیمارى به دلیل این دستکارى ژنتیک براى مدتى متوقف شود و سپس عامل بیمارى راهى براى «دور زدن» این مانع پیدا کند و بیمارى به طور غیر منتظره مجدداً ظاهر شود.

اسکات مى گوید: «باید دقیقاً روشن کنیم چه چیزى را داریم در طبیعت رها مى کنیم. باید ماهیت همه گیر شدن بیمارى را بشناسیم و بدانیم رها سازى پشه تغییر یافته ژنتیکى چه اثرات قابل سنجشى بر طبیعت مى گذارد و عامل بیمارى چه واکنشى نسبت به محدودیت ایجاد شده نشان مى دهد. مقاومت عامل بیمارى مالاریا همیشه رو به افزایش بوده به طورى که نسبت به گستره وسیعى از دارو ها مقاوم شده، پس هنوز این امکان وجود دارد که بتواند این مانع را هم پشت سر بگذارد. چنین نتیجه اى مى تواند کار ما را بیش از پیش مشکل کند.»سازمان بهداشت جهانى موارد گزارش شده ابتلا به مالاریا را بین ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلیون مورد در سال برآورد مى کند تلفات ناشى از این بیمارى را بیش از یک میلیون نفر _ که بیشتر آن را کودکان زیر ۵ سال تشکیل مى دهند- مى داند. اسکات ارتباط تنگاتنگى بین این بیمارى و فقر مى بیند. فراوانى این بیمارى در جنوب صحراى بزرگ آفریقا از همه جا بیشتر است: کودکان در این منطقه در هر فصل ۳۰۰ الى ۱۰۰۰ بار گزیده مى شوند.روش هاى متعارف کنترل بیمارى نظیر استفاده از تورى و حشره کش نمى تواند گسترش این بیمارى را کنترل کند. اما ناقل بیمارى به طور پیوسته به حشره کش ها مقاوم مى شوند و بسیارى از کشور هاى جهان سوم توانایى مالى خرید حشره کش ها و تورى ها را ندارند.اسکات مى گوید: «مطالعات زیر بنایى به قدر کافى انجام شده. ما ظرف ۵ سال آینده ارزیابى مى کنیم آیا پشه هاى تغییر یافته ژنتیکى راه مناسبى براى مهار بیمارى هستند یا نه. اگر پاسخ منفى بود، به دنبال روش هاى دیگر مى گردیم اگر پاسخ مثبت بود باید قاطعانه آن را پیاده کنیم.»جنکینز شفاف نبودن قوانین دولت ایالات متحده درباره ارزیابى خطرات حشرات تغییر یافته ژنتیکى را مانع بزرگى قلمداد مى کند: «پژوهشگران به دستور العمل هاى روشنى نیاز دارند تا بدانند کدام ارزیابى ها لازم هستند و کدام لازم نیست. سازمان ها در راهنمایى پژوهشگران وضعیت نامطلوبى دارند. هر کدام از آنها سعى دارد از خود رفع تکلیف کند.» وى تاکید مى کند که نبود دستور العمل روشن منجر به سردرگمى مى شود، «نظارت رسمى بر این پژوهش ها بسیار کم است. مانند این است که وقایع متعددى در درون یک اتاق تاریک روى مى دهد ما سعى مى کنیم همه آن را با تاباندن باریکه اى از نور بشناسیم.»

منبع: مرکز مقالات کشاورزی AKE( بزرگترین وبلاگ کشاورزی ایران )

رهاسازى حشرات تغييريافته ژنتيكى در طبيعت

ايتكا: با توجه به ديدگاه منفى موجود در مورد محصولات كشاورزى تغييريافته ژنتيكى (تراريخت) و مخالفت گروه هاى طرفدار محيط زيست با ايجاد تغييرات ژنتيكى در گياهان و موجودات زنده، دانشمندان حاضر در طرح جديد اميدوارند بتوانند اطمينان افكار عمومى را در مورد مفيد و بى خطر بودن حشرات دست كارى شده ژنتيكى جلب كنند. «آنتونى جيمز» استاد ژنتيك مولكولى و ميكروبيولوژى دانشگاه كاليفرنيا در آمريكا اعلام كرد كه هم اكنون روند توليد و آزمايش حشرات دست كارى شده ژنتيكى به مرحله حساسى رسيده است. اين محقق و همكارانش در آزمايشگاه موفق به توليد برخى انواع تغييريافته پشه آنوفل شده اند كه نمى تواند ميزبان انگل مالاريا باشد و هم اكنون براى انجام آزمايش در خارج از محيط آزمايشگاه آماده است. به گفته «فرد گولد» از دانشگاه ايالتى كاروليناى شمالى، با وجود آنكه دانشمندان همواره براى مبارزه با بيمارى هايى كه ناقل آنها حشرات است تلاش كرده اند، اما در مبارزه خود ناموفق بوده اند.

مطالعه فيلوژنتيك برخي از گونه‌هاي بادرشبو با روش پلي‌مورفيسم DNA

مقدمه: جنس Dracocephalum در ايران داراي 8 گونه علفي معطر است و نه تنها به عنوان سبزي معطر در تهيه غذا به كار مي‌رود بلكه در گياه درماني براي رفع سوء هاضمه كاربرد وسيعي دارد. گونه‌هاي مختلفي از اين جنس با نام بادرشبو يا وارشبو در عطاري‌ها به فروش مي‌رسد. در كشور ژاپن تنها يك گونه آورده شده از چين موجود است كه كاربرد درماني ندارد و به عنوان گياه زينتي كاشته مي‌شود.

هدف: هر چند بررسي‌هايي روي فيلوژني اين جنس با ديگر جنس‌هاي نزديك انجام شده اما تاكنون مطالعه‌اي روي ارتباط انسابي گونه‌هاي مختلف اين جنس صورت نگرفته است. در اين مطالعه ارتباط فيلوژنتيك ميان برخي از گونه‌هاي جنس Dracocephalum با روش تزايد تصادفي DNA چند شكلي (پلي‌مرف) مورد بررسي قرار گرفته است.

روش بررسي: فاصله ژنتيك به منظور ترسيم نماي كلادوگرام براي گونه‌هايي كه ارتباط انسابي نزديكي دارند محاسبه شده است. براي تاييد مطالعه فيلوژني رديابي تركيبات اصلي موجود در سطح برگ گونه‌هاي مذكور در استخراج تركيبات فرار با اتر و با روش كروماتوگرافي گازي صورت پذيرفته است.

يافته‌ها: نتايج نشان مي‌دهد كه فاصله ژنتيك ميان نمونه‌هاي مختلفي از D. kotschyi - گونه انحصاري ايران - بسيار ناچيز است. اين نزديكي در ميان نمونه‌هاي مختلفي از گونه D. arguense بومي شرق آسيا نيز به طور مشخصي به چشم مي‌خورد. D. subcapitatum بومي تركمنستان ارتباط انسابي نزديكي با گونه D. kotschyi دارد. رديابي ليمونن – 10- آل در دو گونه مذكور و كموتايپ متفاوت آنها از گونه D. arguense نيز مويد نظريه فوق است.

نتيجه‌گيري: نمونه‌هاي گونه D. kotschyi قرابت ژنتيکي نزديکتر و نيز مارکرهاي کموتاگزونوميک شبيه‌تري با گونه D. subcapitatum دارا هستند در حالي‌که نمونه‌هاي D. arguense از نظر کموتاگزونومي و فيلوژني با دو گونه قبلي تفاوت واضحي دارند.

منبع: مرکز مقالات کشاورزی AKE( بزرگترین وبلاگ کشاورزی ایران )

انتقال چند T-DNA به یک سلول گیاهی و تولید گیاهان تراریخته

به خاطر انتشار ژنهای مقاومت به آنتیبیوتیک در طبیعت یا فرار ژنهای مقاومت به علفکش به گونههای علفی وحشی، دانشمندان به دنبال راهحلهایی برای تولید "گیاهان تراریخته عاری از نشانگر"[۱] هستند.

این گیاهان در ابتدا بر مبنای مقاومت به آنتیبیوتیک و علفکش انتخاب شده ولی در مراحل بعدی دستورزی و رشد گیاهان، نشانگر انتخابی برداشته خواهد شد. روشهای مختلفی برای حذف نشانگر انتخابی از گیاهان تراریخته اولیه پیشنهاد شده است. این روشها شامل استفاده از سیستم نوترکیبی در جایگاه اختصاصی، مثل Cre-lox یا Flp-Frt برای برداشتن نشانگر، "حرکت ترانسپوزونی"[۲] نشانگر انتخابی از جایگاه اولیه خود پس از ورود به ژنوم گیاهی، به طور کامل یا به جایگاهی غیر مرتبط که در نسلهای بعدی تفرق یابد، یا بهرهبرداری از چندین T-DNA که در جایگاههای غیر مرتبط وارد شده و در مراحل بعدی تفرق یابند، میشود.

هر کدام از این سیستمها مزایا و معایب خود را دارند. به طور مثال، خروج ژن نشانگر با استفاده سیستم نوترکیبی جایگاه اختصاصی، به ورود آنزیم site-specific recombinase به داخل گیاه به وسیله انتقال ژن یا تلاقی ژنتیکی نیاز دارد. تفرق نشانگرها نیز فقط در نسلهای گیاهان تراریخته رخ داده و محدود به گونههایی است که به طور طبیعی از طریق بذر تکثیر میشوند و شامل گیاهان با تکثیر رویشی نمیشود.

تحقیقات اولیه درباره الگوی تفرق T-DNA در تومورهای گال تاجی حاکی از آن است که دو T-DNA رمزشده توسط یک پلاسمید Ti نوع octopine میتوانند به طور مستقل و در برخی اوقات در چند نسخه، وارد ژنوم گیاه شوند. آنالیز مولکولی نشان میدهد که این T-DNAها میتوانستند در جایگاههای غیر مرتبط وارد شوند. این نتایج نشاندهنده این موضوع است که انتقال ژن توام برای ادغام تراژنهایی که توسط دو T-DNA مختلف حمل میشوند، امکانپذیر بوده و شاید این T-DNAها در نسلهای بعدی از همدیگر تفرق یابند. در نتیجه سه رهیافت برای انتقال ژن توام استفاده میشود:

۱) ورود دو T-DNA، هر کدام از یک باکتری مختلف؛

۲) ورود دو T-DNA که توسط رپلیکونهای جداگانه در یک باکتری حمل میشوند؛

۳) ورود دو T-DNA که در بر روی یک رپلیکون و در یک باکتری قرار گرفتهاند.

آزمایشهای اولیه با استفاده از این سه رهیافت نشان میدهد که انتقال ژن توام تکرارپذیر است. An و همکارانش نشان دادند که میتوان انتقال ژن توام به سلولهای توتون و ایجاد دو فنوتیپ مختلف را با استفاده از یک سویه آگروباکتریوم که دارای یک پلاسمید Ti بوده (رشد مستقل از فیتوهورمون) یا یک T-DNA ناقل دوتایی T-DNA (رشد مقاوم به کانامایسین)، انجام داد. این آزمایش نمایانگر رهیافت "یک سویه، دو رپلیکون" انتقال ژن است.

وقتی سلولها برای مقاومت به آنتیبیوتیک مورد انتخاب قرار گرفتند، ۱۰ تا ۲۰ درصد آنها رشد مستقل از هورمونهای گیاهی نیز نشان دادند، در حالیکه اگر انتخاب اول برای رشد مستقل از هورمونهای گیاهی انجام میگرفت، ۶۰ درصد کلوسهای ایجاد شده، به کانامایسیم مقاوم بودند. این محققان، معتقد بودند که دلیل این تفاوت فراوانی، تعداد نسخه بیشتر (۵ تا ۱۰) ناقل دوتایی در باکتری، نسبت به تک نسخه پلاسمید Ti میباشد.

این آزمایشها توسط Frammond و همکارانش ادامه یافت و آنها توانستند از بافتهای همسانهسازیشده توتون که به وسیله T-DNA از یک پلاسمید Ti و یک میکرو Ti[۳] (رهیافت یک سویه، دو رپلیکون) انتقال ژن به آنها صورت گرفته بود، گیاهان تراریخته بارور باززایی کنند. تفرق دو T-DNA در نتاج حاصل، نشان داد که T-DNAها در دو مکان ژنی جداگانه ادغام شده بودند. گروههای دیگری رهیافت یک سویه، دو رپلیکون را برای تولید گیاهان تراریختهاستفاده کردند که در ابتدا هر دو نشانگر T-DNAها ابراز شده ولی در ادامه این دو نشانگر از یکدیگر تفرق یافتند.

Depicker و همکارانش آزمایش مشابهی انجام دادند که نشانگرهای انتخابی آن، رشد مستقل از هورمونهای گیاهی و ساخت nopaline (رمزشده توسط یک پلاسمید Ti) و رشد مقاوم به کانامایسین (رمزشده توسط یک ناقل دوتایی) بود. آنها آزمایش را از دو راه انجام دادند:

۱) یا دو T-DNA با دو سویه مختلف آگروباکتریوم منتقل شدند (رهیافت دو سویه، دو رپلیکون)،

۲) یا هر دو T-DNA با یک رپلیکون در یک سویه منقل شدند (رهیافت یک سویه، یک رپلیکون). نتیجه آزمایشها این بود که انتقال توام T-DNAها توسط یک پلاسمید در یک سویه به طور قابل ملاحظهای کاراتر از انتقال توسط دو سویه متفاوت میباشد.

استفاده از یک سویه آگروباکتریوم و انتقال توام دو T-DNA از یک رپلیکون مشابه و پیگیری تفرق ژن انتخابی تا تولید گیاهان تراریخته عاری از نشانگر، توسط Komari و همکارانش و Xing و همکارانش نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در هر کدام از این مطالعات، محققان موفق به تولید گیاهان تراریخته عاری از نشانگر با فراوانی بالایی شدهاند.

استفاده از دو سویه مختلف آگروباکتریوم برای ارسال T-DNAهای مختلف به یک سلول گیاهی، توسط گروههای متعددی انجام شده است. گرچه انتقال توام T-DNAها به جایگاههای غیر مرتبط ژنتیکی گزارش شده است، اما برخی محققان نشان دادهاند که در بسیاری از موارد، پیوستگی[۴] زیادی بین T-DNAهای مختلف وجود دارد. بر این اساس، هنوز کاملاً روشن نیست که کدام یک از این رهیافتهای انتقال ژن توام، برای تولید گیاهان تراریخته عاری از نشانگر مناسبتر هستند.

منبع: مرکز مقالات کشاورزی AKE( بزرگترین وبلاگ کشاورزی ایران )

ژنی که باعث مقاومتر شدن گیاه می‌شود

کشف ژنی که باعث مقاومتر شدن گیاه می‌شود

ایسکانیوز ـ گروهی از دانشمندان به سرپرستی روبرتو گازیولادر سلول گیاهی ژنی را یافتند که می‌توان به کمک آن گیاهی مقاوم تولید کرد. این گیاه در شرایط خشک آب و هوایی و همچنین در خاک‌های بدون مواد معدنی لازم به خوبی رشد می‌کند.

پیش از این دانشمندان تصور می‌کردند عملکرد این ژن در سلول‌های گیاهی بسیار محدود است اما اکنون دریافتند که ژن مزبور با کنترل تقسیم سلول و انتقال هورمون نقش بسیار مهمی در ریشه و همچنین هنگام جوانه زدن گیاه ایفا می‌کند و باعث می‌شود گیاه مقاوم‌تر و ریشه‌های وسیع‌تری داشته باشد و پوشش برگ آن را نیز 60درصد افزایش می‌دهد.

کازیولا گفت: این کشف می‌تواند انقلابی در صنعت کشاورزی ایجاد کند و با فرضیه‌های قبلی که درباره این ژن گفته می‌شد کاملاً‌ متفاوت است از این رو لازم است کتاب‌ها و مقالات مربوط در این زمینه به کلی بازنویسی شود.

وی در ادامه افزود: معمولاً‌ گیاهانی که ریشه‌های بیشتری دارند سالمتر هستند و محصول و بار آنها نیز بیشتر است. هرچه ریشه وسیع‌تر باشد گیاه بهتر می‌توان آب و مواد معدنی لازم را از خاک جذب کند.

منبع: مرکز مقالات کشاورزی AKE( بزرگترین وبلاگ کشاورزی ایران )

ازدست دادن تنوع به هنگام ایجاد تنوع

تنوع با افزودن چیزی به محیط یا کاستن آن از محیط تنظیم می شود. بنابراین ،باید هنگامی که چیزی به محیط می افزاییم بسیار بیشتر از زمانی که چیزی از آن کم می کنیم مراقب باشیم، زیرا آنچه را که از محیط حذف کرده ایم میتوانیم دوباره به آن بازگردانیم، اما هنگامی که یک گونه بیگانه را وارد محیطی میکنیم ممکن است نتایج وپی آمدهایی آن کاملا ازکنترل ما خارج باشد. در مورد ورود گونه های بیگانه به یک محیط که به نوعی میتوان آن را افزودن تنوع در نظر گرفت،نتایج ممکن است کاهش شدید تنوع بومی باشد، به ویژه اگر گونه بیگانه ماهیتی تهاجمی داشته باشد وبا طرد گونه های بومی در زیستگاه تازه غالب شود

دانیل سیمبرلاف، اکولوژیست( دانشگاه تنسی درناکس ویل) دراین ارتباط اظهار داشته است«تصور کنید درحال تماشای یک تابلو نقاشی زیبا ورنگارنگ هستید که ناگهان تمام رنگهای آن در هم ادغام می شوند وتابلو مغشوش وآشفته می گردد چنین چیزی بر سرگیاهان وجانوران جهان آمده است.با افزایش ارتباطات در جهان امروز، جریان ورود گونه های بیگانه به سرعت افزایش یافته است.اگر همچنان دست روی دست بگذاریم،یورش این گونه های مهاجم باعث طرد گونه های بومی شده که خسارات اقتصادی و اکولوژیکی جبران ناپذیری بر جای خواهد گذاشت».

سیمبرلاف در مورد مهاجرت گونه های بیگانه به مناطق جدید که باعث وارد آوردن خسارت برعلفزارها، جنگلها،بوم نظام های آبی وخشکی می شود سخن می گوید واضافه می کند:

«زیستگاههای جهان به سرعت در حال همگن سازی واز دست دادن تنوع خود هستند».

برآورد شده است که این پدیده سالانه میلیاردها دلار برای مردم ایالات متحده هزینه داشته باشد،

زیرا اکنون حدود یک چهارم درآمد کشاورزان صرف کنترل گیاهان بیگانه می شود. به علاوه، زمینها وآبراهه های ایالات متحده زیر هجوم گیاهان آبزی قرار گرفته اند که میزبان گونه هایی هستند که سلامت انسان را به شدت به خطر می اندازند که از آنجمله می توان به پشه ببری اشاره کرد که از ژاپن وارد ایالات متحده شده وبه سرعت در حال گسترش است وعامل بیماریهای همچون التهاب مغز، تب زرد وتب دنگیو می باشد.

با آنکه هزاران سال است که گیاهان وحیوانات توسط انسان از محلی به محل دیگر منتقل

میشوند،رشد سریع مسافرت وتجارت در عصر حاضر ونیز مهاجرت کامل جوامع انسانی به دلیل

پدیده هایی همچون جنگ،مشکل جدیدی را به وجود آورده که پیش ازاین هرگز سابقه نداشته است.

به عنوان مثال مار قهوه ای که باعث نابودی پرندگان جنگلی جزیره گوام شده است. اکنون با

بی احتیاطی مسافران وماموران گمرک از طریق وسایل نقلیه زمینی وهوایی وارد هونولولو شده

است. . یک حلزون بزرگ آفریقایی که خسارات بسیاری به محصولات زراعی بسیاری از جزایر

اقیانوس آرام واردکرده است توسط یک پسر بچه از هاوایی به فلوریدا به عنوان هدیه برای

مادرش منتقل شده است قارج سوختگی بلوط آسیایی در اواخرقرن نوزدهم وارد نیویورک شد

وتقریبا تمامی درختان بلوط امریکایی را در ساحل شرقی ایالات متحده نابود کرد این در حالی است که پیش از ورود این قارچ، این درختان بلوط گونه غالب بسیاری از جنگلهای این منطقه بودند مثالهایی از این دست بسیارند.

ریشه کنی این گونه های بیگانه نه تنها در بسیاری از موارد ناممکنکه بسیار هزینه بر است،زیرا

روش های کنترل شیمیایی، مکانیکی یا زیستی که می تواند در بعضی موارد خسارات آنها رابه

حداقل برسانند. اکثرا برای گونه های مفید بومی زیان بار است.

نابودی تدریجی تنوع

تنوع به شکلهای گوناگون و بدون انکه متوجه شویم از دست می رود ,زیرا اولا نابودی تنوع یک فرایند تدریجی در زمان حال است که چندان برای ما مملوس نیست و دوم این که هیچ گاه نخواهیم توانست بفهمیم تلاشها و فعالییتهای فعلی ما در گذر زمان و برای رسیدن به حقوق مدنی به غنای جامعه کمک می کند یا باعث فرو پاشی آن میشود. به هر روی بسیاری از این فعالییتهای انسانی باعث به تاراج رفتن تنوع میشود.

یکی از مثالهای بنیادی در این ارتباط ,اولویت رشد اقتصادی یک جامعه یا اجتماع است که بر اساس آن همه مردم می کوشند حد اکثر سود اقتصادی را به دست آورند و شرایط مطلوب خود را بر جامعه یا اجتماع تحمیل کنند,بدون انکه پی آمدهای زیست محطی آن را بر نسلهای بعدی در نظر بگریند.بنابراین در چنین شرایط خود محورانه ای است که مردمانی با خلق و خوی تهاجمی مسیر حرکت و رشد جامعه را تعیین میکنند مگر این که رفتار این گروه توسط گروه دیگری که دید گاههای بشر دوستانه ای دارند و همواره به دنبال تکامل اخلاقی جامعه بشری هستند کنترل و تعدیل شود. بدین ترتیب می بینیم که تنوع موجود در طبیعت پیوسته از دست می رود و نابود میشود زیرا ارزش حقیقی آن که به همه تعلق دارد و بنا براین ملک هیچ کس نیست, بر آن گروهی که فقط به دنبال تبدیل اموال و املاک خود به پول و ارزشهای اقتصادی هستند,پوشیده مانده است. چنین نگاه خود محورانه و تنگ نظرانه عامل اصلی زوال برگشت ناپذیر تنوع است.

نابودی برگشت ناپذیر تنوع

با شکوفایی صنعت خانه سازی پس از جنگ جهانی دوم و با آغاز فعالییت و رشد شرکتهای معظمی که مهمترین دستاوردشان هویت زدایی انسانها و اشیا بود , به تدریج ماهیت اشیا به شکل قابل توجهی تغییر یافت . مراکز تجاری به وسیله جادههایی که بیش از پیش بزرگتر و وسیع تر می شدند و زمینهای تجاری را تصرف میکردند , به همدیگر متصل میشدند . سپس با ظهور صنعت ساخت خانه های کوچک و کوچکتر که بعضی از آنها در دشتهای سیلا بی یا مناطق بی ثبات ساخته میشدند , جدایی بخشهای اجتماع شتاب بیشتری به خود گرفت.

تمرکز گرایی که پیشتر در غالب شرکتهای بزرگ صنعتی دیده شده بود وارد چشم اندازهای طبیعی نیز شد.

رانندگی در بزرگ راههای بزرگ به یک ضرورت تبدیل شد و به دنبال آن آلودگی هوا و نیز آب نیز حادث شد که این آلودگی با ساخت هر کیلومتر بزرگراه جدید و ورود هر خودروی جدیدی به آنها شدت گرفت. سکون و آرامش سنتی خیابانهای شهری جای خود را به سرعت رو افزون خود روها داد.

ژان چسنو در این باره نوشته است L خیابانها که پیش از این به مثابه ی هنر زندگی بودند اکنون به شریانهای ترافیک خودروها تبدیل شده اند . مردم فقط در آ نها از نقطه ای به نقطه ی دیگر رانندگی می کنند.)

به دیگر سخن , پیشتر که مردم آهسته در خیابانها قدم می زدند بیشتر همدیگر را می دیدند و همین ارتباط در خیابانها , پیوندهای اجتماعی را مستحکمتر می ساخت .

به تدریج و با رسوخ فرهنگ تمرکزگرایی در اجتماع که باعث تخصصی کردن چشم انداز ها شد, ارتباطات اجتماعی گسسته و اجزای اجتماع از همدیگر پراکنده شدند.

به دنبال برچیدن این حصارهای زنده , تنوع غنی علفهای جمنی ,درختچه

تولید گیاهان تراریخت مقاوم

آرسنیک یک عنصر فلزی بسیار سمی است که سالانه سلامتی میلیونها نفر از مردم جهان را به خطر انداخته است. فرمهای معدنی آرسنیک بیش از فرمهای دیگر آن برای سلامتی انسان خطرناک است و از لحاظ تقسیم بندی جز ترکیبات نوعA ترکیبات سرطان زا محسوب می شود. این ماده سمی عوارضی همچون بیماریهای پوستی، تنفسی و امراض مرتبط با کلیه و سرطان کبد را بوجود می آورد. و همچنین صدمات جبران ناپذیری به سیستم عصبی وارد می کند. در اکثر موارد پاکسازی محلهای آلوده به جهت هزینه های سنگین و صدمات محیطی جبران ناپذیر را همراه دارد. از جمله روشهای متداول برای پاکسازی حذف و آلوده این ماده است. بسیاری از گیاهان در طبیعت قادرند که مواد آلوده کننده محیط زیست را از طریق جذب مواد مغذی از طریق ریشه ازآب و خاک خارج و در اندامهای خود ذخیر و انباشته کنند و لذا از راهکارهای اقتصادی موجود استفاده از این گیاهان در مناطق آلوده می باشد. بهر حال شناخت زمینه ها و مکانیزمهای ژنتیکی این رفتار گیاهان هنوز در هاله ای از ابهام هست فلذا تلاشهای زیادی برای شناسایی آنزیمهای مسئول مسیرهای بیوشیمیایی جذب و انباشته سازی عناصر سمی در حال انجام است. اخیرا دانشمندان علم مهندسی ژنتیک موفق به بیان مناسب دو ژن باکتریایی ارسنیک رودکتاز و گلوتامیل سیستئین سنتتاز از Ecoli به گیاه آرابیدوسیس شدند. در نتیجه گیاهان تراریخت حاصل 4 الی 17 برابر قدرت تجمع بیشتر نسبت به جذب و انباشته سازی آرسنیک پیدا کردند. این گیاهان می تواند در سطح وسیع و با هزینه بسیار اقتصادی برای رفع آلودگیهای آرسنیک مورد استفاده قرار گیرند.

منبع: مرکز مقالات کشاورزی AKE( بزرگترین وبلاگ کشاورزی ایران )

مسایل ژنتیکی و فنون دست ورزی ژنی در گیاهان

اهميت ذخاير توارثي كه در واقع ريخته هاي ارثي موجود در توده هاي بومي زراعي و خويشاوندان آنهاست به لحاظ نقشي است كه آنها در اصلاح نباتات ، برنامه هاي اصلاحي و امروزه در بيوتكنولوژي و مهندسي ژنتيك از لحاظ انتقال صفات مطلوب به گونه هاي زراعي، دارا هستند، مي باشد . همچنين جنبة ديگر اهميت اين ذخاير ارزشمند ، وجود پديدة شوم قاچاق ژن از مناطق مختلف و بنابراين در خطر افتادن امنيت زيستي و غذايي مي باشد .

در واقع صفات و پتانسيل ژنتيكي مطلوب كه مد نظر به نژادگران است ، در اين ريخته هاي ارثي موجود است كه به نژادگر از اين ذخاير توارثي براي ايجاد صفات مطلوب و انتقال ژنهاي موردنظر به گياهان فاقد اين صفات استفاده مي كند .

نقش علم اصلاح نباتات در افزايش توليد و به نژادي گياهان كاملاَ روشن است . با توجه به نقش مواد و محصولات كشاورزي در تغذيه بشر در جهان امروز و با توجه به رشد تصاعدي جمعيت و روند خطي توليد محصولات كشاورزي ، با توجه به تكنيكهاي اصلاحي،شناخت ذخاير توارثي ، امري ضروري به نظر مي رسد.لازمه افزايش توليدات كشاورزي ، جمع آوري ، حفظ و نگهداري و ارزيابي ذخاير توارثي است كه شالودة برنامه هاي اصلاحي مي باشد .بر اين اساس بانكهاي ژن در اقصي نقاط جهان تاسيس شده است تا رسالت حفظ ميراث ذخاير توارثي را عهده دار باشند.

بنابراين با توجه به اهميتي كه بانكهاي ژن در نگهداري ذخاير توارثي دارند و همچنين مساله نوظهور و بسيار مهم امنيت غذايي در آينده و امنيت زيستي در كشوري مانند ايران كه از لحاظ خاستگاه گياهان زراعي در دنيا حائز رتبة اول مي باشد و وجود بيش از 1900 گونة اندميك در ايران ، مساله حفاظت از ذخاير توارثي و برنامه هاي پژوهشي در اين زمينه ، داراي اهميتي دوچندان مي باشد .

مسلم است كه موفقيت آيندة متخصصين اصلاح نباتات ، به حفظ ذخاير ژنتيكي امروز آنها بستگي مستقيم دارد تا بتوانند از آن در برنامه هاي اصلاحي خود استفاده نمايند. يك متخصص اصلاح نباتات در صورتي مي تواند شانس موفقيت در برنامه اصلاحي داشته باشد كه امكان انتخاب مواد مناسب و متنوع براي او وجود داشته باشد.اگر چه يكنواختي حاصل از واريته هاي اصلاح شده جديد در ميزان عملكرد ، كيفيت صفات رويشي و زمان رسيدن براي شرايط جديد كشاورزي ضروري است ، اما يك خطر پنهان در بردارد و مي تواند دريچه باشد براي ورود آفات و امراض و ساير مشكلات ناشي از يكنواختي و پاية ژنتيكي ضعيف در واريته هاي موجود ارقام زراعي . بنابر اين از اين جنبه نيز به اهميت حفظ و شناسايي ذخاير ژنتيكي غني پي مي بريم

منبع: مرکز مقالات کشاورزی AKE( بزرگترین وبلاگ کشاورزی ایران )

کاربردهای مهندسی ژنتیک تقریبا نامحدود به نظر می رسد. این علم کاربردهای زیادی در علوم پایه و همچنین تولیدات صنعتی ، کشاورزی و علوم پزشکی دارد. در زمینه علوم پایه ، بررسیهایی مانند مکانیزمهای همانند سازی DNA و بیان ژنها در پرو کاریو تها ، یو کاریوتها و ویروسها و همچنین چگونگی ساخته شدن و تغییرات پروتئینهای داخلی سلول و همچنین مکانیزم ایجاد سرطان از جمله کاربردهای مهندسی ژنتیک است. در زمینه کشاورزی که زمینه بسیاری از کاربردها ی مهندسی ژنتیک بوده است ، تولید گیاهان مقاوم به آفات گیاهی و خشکی ، تولید گیاهان پر محصول و تولید گاوهای دارای شیر و گوشت بیشتر ، را می توان نام برد . در زمینه کاربردهای انسانی ، تشخیص بیماریهای ارثی ، تولید انسولین انسانی ، تولید هورمون رشد انسان و ... را می توان نام برد. 

مقدمه

تکثیر ذره ای، جایگزین مهمی برای شیوه های مرسوم تکثیر گیاه می باشد.

این تکثیر، فرآوری گیاهان را از بخش های خیلی کوچک گیاه، در بر می گیرد ( برای مثال : جوانه ها، گره ها، قطعات برگ، قطعات ریشه، و غیره ) که بطور ضد عفونی شده ( عاری از هر گونه میکروارگانیسم  ) در ظرف کشت، در جایی که محیط و مواد غذایی می توانند کنترل شوند، رشد می کنند. گیاهان حاصله، از نظر ژنتیکی، همانند گیاهان والدین می باشند.

در حالی که در آزمایشگاه تحقیقاتی، همچون آنها در کشاورزی، و علم خاک در UNE، ما تجهیزاتی با فناوری خیلی پیشرفته را به کار می بریم تا به فرآوری گیاه، از طریق کشت بافت دست یابیم. این مهم است که در نظر بگیریم که باغبانان زیادی، و علاقمندان به این کار، می توانند ادوات و تجهیزات با فناوری پیشرفته را با القام معمولی  خانگی جایگزین کنند.

اقلام مورد نیاز برای کشت بافت خانگی

1.      یک جعبه ی سترون با هوای راکد، جهت انتقال گیاهان به کار می رود. یک حوض ماهی در یکسوی آن، جعبه ی انتقالی ایده آلی را بوجود می آورد. هر پلاستیک یا محفظه ی شیشه ای، با اندازه های 50 سانتیمتر ( طول )، 40 سانتیمتر ( ارتفاع )، و 40 سانتیمتر ( عمق )، به راحتی می تواند داخل جعبه ی انتقالی ایجاد شوند.

2.      دیگ زودپزی  برای ضدعفونی کردن واسطه ها، ادوات، آب، دستمال کاغذی و غیره.

3.      قالب های شیشه ای ( قالب های غذای کودک عالی می باشند ) و ظروف خوراکی دور ریخته، با سرپوش هایی که نسبت به گرما، درون دیگ های زودپز مقاوم می باشند، ظروف ایده آلی جهت استفاده می باشند.

4.      اسکالپل و پنس

5.      دستمال کاغذی یا حتی کاغذ نسخه ی سفید A4 ، با اندازه های تقلیل یافته، می توانند ضد عفونی ( سترون ) شوند، و برای سطح برش سترونی مورد استفاده قرار گیرند.

6.      یک چراغ الکلی دارای الکل اتیلیک(اتانول)، جهت شعله ور کردن ادوات ( از به کارگیری الکل متیلیک (متانول)، بپرهیزید زیرا که آن سمی می باشد ).

7.      شیشه ی (بطری) افشانک دستی، شامل 70% محلول الکل می باشد تا سوختگاه ( محفظه ) انتقال، و سطوح دیگری می باشد تا اسپری پاشی کنند.

8.      محلول کلر رقیق، 4/1 رقت سفید کننده های خانگی، ( برای مثال:  White King)، برای استفاده در سطوح سترون مواد گیاهی.

9.      هر نوع ضد عفونی کننده ی پوست، برای مثال : Hibitane ( قابل حصول از هر داروخانه ای ).

10. واسطه ها ( به قسمت زیرین نگاه کنید ).

مقدمه

تکثیر ذره ای، جایگزین مهمی برای شیوه های مرسوم تکثیر گیاه می باشد.

این تکثیر، فرآوری گیاهان را از بخش های خیلی کوچک گیاه، در بر می گیرد ( برای مثال : جوانه ها، گره ها، قطعات برگ، قطعات ریشه، و غیره ) که بطور ضد عفونی شده ( عاری از هر گونه میکروارگانیسم  ) در ظرف کشت، در جایی که محیط و مواد غذایی می توانند کنترل شوند، رشد می کنند. گیاهان حاصله، از نظر ژنتیکی، همانند گیاهان والدین می باشند.

در حالی که در آزمایشگاه تحقیقاتی، همچون آنها در کشاورزی، و علم خاک در UNE، ما تجهیزاتی با فناوری خیلی پیشرفته را به کار می بریم تا به فرآوری گیاه، از طریق کشت بافت دست یابیم. این مهم است که در نظر بگیریم که باغبانان زیادی، و علاقمندان به این کار، می توانند ادوات و تجهیزات با فناوری پیشرفته را با القام معمولی  خانگی جایگزین کنند.

اقلام مورد نیاز برای کشت بافت خانگی

1.      یک جعبه ی سترون با هوای راکد، جهت انتقال گیاهان به کار می رود. یک حوض ماهی در یکسوی آن، جعبه ی انتقالی ایده آلی را بوجود می آورد. هر پلاستیک یا محفظه ی شیشه ای، با اندازه های 50 سانتیمتر ( طول )، 40 سانتیمتر ( ارتفاع )، و 40 سانتیمتر ( عمق )، به راحتی می تواند داخل جعبه ی انتقالی ایجاد شوند.

2.      دیگ زودپزی  برای ضدعفونی کردن واسطه ها، ادوات، آب، دستمال کاغذی و غیره.

3.      قالب های شیشه ای ( قالب های غذای کودک عالی می باشند ) و ظروف خوراکی دور ریخته، با سرپوش هایی که نسبت به گرما، درون دیگ های زودپز مقاوم می باشند، ظروف ایده آلی جهت استفاده می باشند.

4.      اسکالپل و پنس

5.      دستمال کاغذی یا حتی کاغذ نسخه ی سفید A4 ، با اندازه های تقلیل یافته، می توانند ضد عفونی ( سترون ) شوند، و برای سطح برش سترونی مورد استفاده قرار گیرند.

6.      یک چراغ الکلی دارای الکل اتیلیک(اتانول)، جهت شعله ور کردن ادوات ( از به کارگیری الکل متیلیک (متانول)، بپرهیزید زیرا که آن سمی می باشد ).

7.      شیشه ی (بطری) افشانک دستی، شامل 70% محلول الکل می باشد تا سوختگاه ( محفظه ) انتقال، و سطوح دیگری می باشد تا اسپری پاشی کنند.

8.      محلول کلر رقیق، 4/1 رقت سفید کننده های خانگی، ( برای مثال:  White King)، برای استفاده در سطوح سترون مواد گیاهی.

9.      هر نوع ضد عفونی کننده ی پوست، برای مثال : Hibitane ( قابل حصول از هر داروخانه ای ).

10. واسطه ها ( به قسمت زیرین نگاه کنید ).

مهندسی ژنتیک گیاهی

کشت بافت گیاهی

کشت بافت فرایندی است که در آن قطعات کوچکی از بآفت زنده از گیاهی جدا شده و به مدت کشت نا محدودی در یک محیط مغذی رشد داده می شود. برای انجام کشت سلولی موفق بهترین حالت آن است این عمل با کشت بخشی از گیاه که حاوی سلولهای تمایز نیافته است آغاز می شود زیرا چنین سلولهایی می تواند به سرعت تکثیر یابند. قطعات گیاه در محیط کشت می تواند به طور نا محدودی رشد کرده و توده سلولی تمایز نیافته به نام کالوس می کنند بر اینکه سلول گیاهی نمو کند و به کالوس تبدیل شوند لازم است که محیط کشت حاوی هورمونهای گیاهی مانند اکسین، سیتوکسین و جبیرلین باشد.

کاربردهای کشت بافت های سلولی :
1- تولید مواد شیمیایی 
گیاهان به عنوان منبع مهمی از مواد پیشتاز فراورده هایی که در صنایع مختلف مانند داروسازی، صنایع غذایی و آرایشی و بهداشتی و کشاورزی مورد استفاده اند. 
2- گیاهان عاری از عوامل بیماریزایی گیاهی
غلات ممکن است توسط گونه های زیادی از آفات میکروبی ، ویروس، باکتریائی و قارچی آلوده می شوند. این آلودگیها تا حد زیادی موجب کاهش تولید فراورده کیفیت آن و توان گیاه می شوند. آلودگی در درختان میوه بازده محصول را تا 90% کم می کند. اساس به دست آوردن گیاهان بدون ویروس کشت مریستم انتهایی آنهاست با کشت قطعه کوچکی از مریستم می توان کالوس بدون ویروس تهیه کرد. 

اصلاح نباتات :
اهلی نمودن گیاهان یکی از مهمترین وقایع کشاورزی در دنیای جدید است. هدفهای کلی اصلاح نباتات افزایش عملکرد در واحد سطح بهتر نمودن کیفیت محصولات کشاورزی و تولید مواد اولیه مورد نیاز جوامع انسانی است. ارقام و واریته‌های اصلاح شده گیاهان زراعی و زینتی هر ساله از کشوری به کشور دیگر انتقال داده می‌شود. بدین طریق کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی افزایش یافته و احتیاجات فراورده‌های زراعی رفع می‌شود. در اغلب گیاهان یک یا چند ژن باارزش اقتصادی فراوان دارد. ژنهایی که حساسیت و مقاومت گیاهان را نسبت به امراض و آفات کنترل می‌کنند در اولویت برنامه‌های اصلاح نباتات قرار دارند. هدف اصلاحگر نبات نباید در توسعه روشهای معمول کشت نباتات اصلاحی منحصر گردد بلکه بایستی همواره در جستجوی ترکیبات نو از ژنوتیپهای مطلوب باشد.
هدف اصلاحی نهایی در هر برنامه اصلاحی افزایش عملکرد می‌باشد. در شرایط نا مساعد افزایش عملکرد به طریق اصلاح نباتات به مقدار کم و صرف زمان طولانی ممکن است ژنهای کنترل کننده عملکرد برای بروز حداکثر پتانسیل خود به عوامل محیطی تولید وابسته می‌باشند. به طور کلی عمدترین اهداف اصلاح نباتات را می‌توان در عناوین زیر خلاصه می‌شود.
1- بهبود کیفیت 
کیفیت خصوصیتی است که باعث افزایش ارزش محصول می‌شود کیفیت در جائی ممکن است به ارزش غذایی یک غله یا طعم و بآفت یک میوه تلقی شود. کیفیت جزء مهمی از هر برنامه اصلاح نباتات محسوب می‌شود. به عنوان مثال ژنوتیپهای مختلف گندم آرد تولیدی حاصل از آن را تحت تاثیر قرار داده و نهایتاً حجم و بآفت و رنگ نان را مستقیماً تحت تاثیر قرار می‌دهد. بهرحال در گیاه اصلاح شده از لحاظ پروتئین و اسیدهای آمینه ممکن است متفاوت باشد. در اهداف تولید نباتات علوفه‌ای توجه به کیفیت علوفه همواره مسئله خوش‌خوراکی و ارزش تغذیه‌ای را در بردارد در گیاهان زینتی کیفیت مفهومی جدا از گیاهان زراعی دارد. خصوصیات کیفی در گلهای زینتی عمدتاً همچون شکل ظاهر، شدت و میزان عطر ساطع شده و وجود و عدم وجود تیغ، تعداد گلبرگ را شامل می شود. در میوه ها و محصولات انباری که طیف وسیعی از میوه جات و سبزیجات را در بر می گیرد کیفیت معمولاًَ به مقاوم و ماندگاری خصوصیات بیوشیمیایی محصول انبار شده در برابر تغییرات طولانی مدت محیط فیزیکی را شامل می شود. خصوصیات انباری از مهمترین شاخصهای اقتصادی را شامل می شودکه با بازار پسندی محصول ارتباط مستقیمی دارد.
2- افزایش تولید در واحد سطح:
افزایش تولید در واحد سطح و استفاده از ژنوتیپهای مفید و مطلوب در هر منطقه آب و هوایی از دیگر اهداف اصلاحگران نباتات می باشد. عملکرد گیاه در واحد سطح منعکس کننده برآیند همه اجزا گیاه می باشد. بهرحال همه ژنوتیپهای تولید شده دارای عکس العمل فیزیولوژیکی و ژنتیکی یکسانی در شرایط مختلف نیستند. عملکرد صفتی پیچیده است که تحت تاثیر اثر متقابل ژنوتیپ و محیط می باشد.

3- مقاومت به آفات و بیماری:
برای دستیابی به حداکثر تولید، مقاوم بودن به آفات و بیماریها ضروری است علفهای هرز، حشرات بیماریهای باکتریایی و ویروسی در مقاطع مختلف از مرحله رشد گیاه بیشترین خسارت را به محصول وارد می‌کند. اصلاحگران همراه سعی بر دستیابی به گیاهان را دارند که حاوی ژنهای مطلوب به مقاومت به آفات و بیماریها هستند. علت مقاوم بودن بعضی از واریته‌ها را به مکانیزم فیزیولوژیکی فعال در برابر حمله آفات می‌دانند به عنوان مثال ترکیبی به نام فیتوالکین در لوبیا همراه در هنگام شیوع بیماری فوزاریوم از گیاه ترشح می‌شود که باعث بلوکه شدن و توقف توسعه بیماری می‌شود. به هر حال از برنامه‌های اصلاحی مهم ایجاد گیاهان مقاوم می‌باشد. مقاومت به آفات بیشترین بازده اقتصادی را برای کشاورزان نوید بخش است. مقاوم منجر به سرشکست شدن بسیاری از هزینه‌های تحمیلی به کشاورزان و بی‌نیاز شدن به فعالیتهایی همچون سمپاش و آلودگی محیط زیست و مسائل باقیمانده سموم در بآفت گیاهان زراعی با مصرف خوراکی می‌گردد. 

4- مقاومت به تنشهای محیطی
مقاومت از جمله عمده‌ترین اهداف اصلاح نباتات می باشد. بیشتر تولیدات در مناطق نامساعد سرما و شوری حاصل می شود. و گیاه مجبور است برای تولید کافی با این شرایط نامساعد مقابله کند بعضی از واریته‌های گیاهان در شرایط نامساعد محیطی و فقر حاصلخیزی خاک قادر هستند مقدار مناسبی محصول را در واحد سطح تولید کنند فلذا شناسایی ژنوتیپهای مقاوم به تنشهای محیطی از اصلی‌ترین راهکارهای مناسب برای رفع معضل مذکور می‌باشد.







منبع : بزرگترین وبگاه مقالات کشاورزی و کلیه گرایشهای آن

اصلاح نباتات :
اهلی نمودن گیاهان یکی از مهمترین وقایع کشاورزی در دنیای جدید است. هدفهای کلی اصلاح نباتات افزایش عملکرد در واحد سطح بهتر نمودن کیفیت محصولات کشاورزی و تولید مواد اولیه مورد نیاز جوامع انسانی است. ارقام و واریته‌های اصلاح شده گیاهان زراعی و زینتی هر ساله از کشوری به کشور دیگر انتقال داده می‌شود. بدین طریق کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی افزایش یافته و احتیاجات فراورده‌های زراعی رفع می‌شود. در اغلب گیاهان یک یا چند ژن باارزش اقتصادی فراوان دارد. ژنهایی که حساسیت و مقاومت گیاهان را نسبت به امراض و آفات کنترل می‌کنند در اولویت برنامه‌های اصلاح نباتات قرار دارند. هدف اصلاحگر نبات نباید در توسعه روشهای معمول کشت نباتات اصلاحی منحصر گردد بلکه بایستی همواره در جستجوی ترکیبات نو از ژنوتیپهای مطلوب باشد.
هدف اصلاحی نهایی در هر برنامه اصلاحی افزایش عملکرد می‌باشد. در شرایط نا مساعد افزایش عملکرد به طریق اصلاح نباتات به مقدار کم و صرف زمان طولانی ممکن است ژنهای کنترل کننده عملکرد برای بروز حداکثر پتانسیل خود به عوامل محیطی تولید وابسته می‌باشند. به طور کلی عمدترین اهداف اصلاح نباتات را می‌توان در عناوین زیر خلاصه می‌شود.
1- بهبود کیفیت 
کیفیت خصوصیتی است که باعث افزایش ارزش محصول می‌شود کیفیت در جائی ممکن است به ارزش غذایی یک غله یا طعم و بآفت یک میوه تلقی شود. کیفیت جزء مهمی از هر برنامه اصلاح نباتات محسوب می‌شود. به عنوان مثال ژنوتیپهای مختلف گندم آرد تولیدی حاصل از آن را تحت تاثیر قرار داده و نهایتاً حجم و بآفت و رنگ نان را مستقیماً تحت تاثیر قرار می‌دهد. بهرحال در گیاه اصلاح شده از لحاظ پروتئین و اسیدهای آمینه ممکن است متفاوت باشد. در اهداف تولید نباتات علوفه‌ای توجه به کیفیت علوفه همواره مسئله خوش‌خوراکی و ارزش تغذیه‌ای را در بردارد در گیاهان زینتی کیفیت مفهومی جدا از گیاهان زراعی دارد. خصوصیات کیفی در گلهای زینتی عمدتاً همچون شکل ظاهر، شدت و میزان عطر ساطع شده و وجود و عدم وجود تیغ، تعداد گلبرگ را شامل می شود. در میوه ها و محصولات انباری که طیف وسیعی از میوه جات و سبزیجات را در بر می گیرد کیفیت معمولاًَ به مقاوم و ماندگاری خصوصیات بیوشیمیایی محصول انبار شده در برابر تغییرات طولانی مدت محیط فیزیکی را شامل می شود. خصوصیات انباری از مهمترین شاخصهای اقتصادی را شامل می شودکه با بازار پسندی محصول ارتباط مستقیمی دارد.
2- افزایش تولید در واحد سطح:
افزایش تولید در واحد سطح و استفاده از ژنوتیپهای مفید و مطلوب در هر منطقه آب و هوایی از دیگر اهداف اصلاحگران نباتات می باشد. عملکرد گیاه در واحد سطح منعکس کننده برآیند همه اجزا گیاه می باشد. بهرحال همه ژنوتیپهای تولید شده دارای عکس العمل فیزیولوژیکی و ژنتیکی یکسانی در شرایط مختلف نیستند. عملکرد صفتی پیچیده است که تحت تاثیر اثر متقابل ژنوتیپ و محیط می باشد.

3- مقاومت به آفات و بیماری:
برای دستیابی به حداکثر تولید، مقاوم بودن به آفات و بیماریها ضروری است علفهای هرز، حشرات بیماریهای باکتریایی و ویروسی در مقاطع مختلف از مرحله رشد گیاه بیشترین خسارت را به محصول وارد می‌کند. اصلاحگران همراه سعی بر دستیابی به گیاهان را دارند که حاوی ژنهای مطلوب به مقاومت به آفات و بیماریها هستند. علت مقاوم بودن بعضی از واریته‌ها را به مکانیزم فیزیولوژیکی فعال در برابر حمله آفات می‌دانند به عنوان مثال ترکیبی به نام فیتوالکین در لوبیا همراه در هنگام شیوع بیماری فوزاریوم از گیاه ترشح می‌شود که باعث بلوکه شدن و توقف توسعه بیماری می‌شود. به هر حال از برنامه‌های اصلاحی مهم ایجاد گیاهان مقاوم می‌باشد. مقاومت به آفات بیشترین بازده اقتصادی را برای کشاورزان نوید بخش است. مقاوم منجر به سرشکست شدن بسیاری از هزینه‌های تحمیلی به کشاورزان و بی‌نیاز شدن به فعالیتهایی همچون سمپاش و آلودگی محیط زیست و مسائل باقیمانده سموم در بآفت گیاهان زراعی با مصرف خوراکی می‌گردد. 

4- مقاومت به تنشهای محیطی
مقاومت از جمله عمده‌ترین اهداف اصلاح نباتات می باشد. بیشتر تولیدات در مناطق نامساعد سرما و شوری حاصل می شود. و گیاه مجبور است برای تولید کافی با این شرایط نامساعد مقابله کند بعضی از واریته‌های گیاهان در شرایط نامساعد محیطی و فقر حاصلخیزی خاک قادر هستند مقدار مناسبی محصول را در واحد سطح تولید کنند فلذا شناسایی ژنوتیپهای مقاوم به تنشهای محیطی از اصلی‌ترین راهکارهای مناسب برای رفع معضل مذکور می‌باشد.







منبع : بزرگترین وبگاه مقالات کشاورزی و کلیه گرایشهای آن

ارزیابی عملکرد و اجزای عملکرد در ژنوتیپ های گلرنگ بهاره
گلرنگ (Carthamus tinctorius L.) به عنوان یک دانه روغنی بومی ایران می تواند در توسعه کشت دانه های روغنی، آینده نوید بخشی داشته باشد. گزارش های گوناگون حاکی از آن است که بین ژنوتیپ های گلرنگ بهاره از نظر عملکرد دانه، اجزای عملکرد و درصد روغن دانه تفاوت های معنی داری وجود دارد. مطالعه حاضر با هدف ارزیابی ژنوتیپ های بهاره گلرنگ جهت گزینش ژنوتیپ های برتر برای منطقه خسروشهر و مناطقی با شرایط اقلیمی مشابه با استفاده از 25 ژنوتیپ در ایستگاه تحقیقات کشاورزی خسروشهر طی سال 1383 صورت گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد بین ژنوتیپ های مورد مطالعه اختلاف های معنی داری از نظر ارتفاع بوته، عملکرد دانه و روغن و اجزای عملکرد وجود دارد. عموما ژنوتیپ های با ارتفاع بوته بالاتر و تعداد طبق در بوته بیشتر، عملکرد دانه و

یافته های نو درمورد بهنژادی چغندر قند

دست آوردهای جدید : 

 بخش به نژادی طی 4-3 سال گذشته یعنی از سال 1380 به بعد توانسته است تعداد 5 رقم هیبرید منوژرم را اصلاح و در دسترس زارعین کشور قرار دهد. این ارقام عبارتند از:

الف)   رقم رسول 

ب)      رقم شیرین

ج)      رقم 436

د)       رقم 7112

ه)       رقم زرقان

   معرفی ارقام جدید چغندرقند

از سال 1373، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند جهت افزایش کمی و کیفی و مقاومت به امراض در ارقام چغندرقند منوژرم، به‌نژادی ارقام هیبرید را در دستور کار خود قرار داد. در سایه تلاش محققان مؤسسه در سال جاری دو رقم جدید به مجموع ارقام منوژرم هیبرید داخلی چغندرقند افزوده شد:

الف. رقم تریپلوئید « جلگه» : تلاقی بین رگهﻫای 7112 و 261 به‌عنوان یک دورگ ساده ( سینگل کراس) جدید از خصوصیات بذری و محصولی خوبی برخوردار بوده‌است، از ترکیب دورگ حاصل (261 ×7112) به‌عنوان پایه مادری و والد گرده افشان (Jot18+19669)، هیبرید منوژرم جدید که یک رقم تریپلوئید است بدست آمد. از خصوصیات این رقم، تولید محصول ریشه بالا با تیپ NE است. در آزمایشﻫای سازگاری بیشترین میزان قند( حدود 19/14 تن درهکتار) را در میان ارقام تجارتی در منطقه میاندوآب تولید کرده است که نسبت به چهار رقم شاهد خارجی و داخلی برتری معنی‌داری داشته است.

 آزمایشﻫای سازگاری به مدت سه سال (1382-1380) در شش منطقه کرج، مشهد، شیراز، میاندوآب و همدان نشان داد که سازگاری این رقم در حد قابل توجهی وسیع است. رقم جلگه برای مناطقی از کشور با دوره‌رشد نسبتاً طولانی(مانند مناطق گرمسیر استان همدان، فارس و آذربایجان‌غربی) مناسب است. پیشﺑینی می‌شود سالانه 30 هزار هکتار از اراضی که دارای دوره‌رشد نسبتاً طولانی هستند، زیر کشت این رقم قرار گیرد. در این صورت، میزان صرفه‌جویی ارزی در مقایسه با ورود بذر از خارج کشور سالانه 250میلیارد ریال خواهد بود.

 ب. رقم دیپلوئید (گدوک): این رقم یک رقم دیپلوئید با پایه مادری سینگل‌کراس(7112× 436) است. این هیبرید پس از هیبرید تریپلوئید جلگه در برنامه کار به‌نژادی قرار گرفت و متعاقب آن اصلاح شد. آزمایشﻫای پایه برای تهیه این رقم از سالﻫا قبل شروع شده بود و نهایتاً پس از انجام آزمایشﻫای متعدد در خصوص کیفیت والدﻫای گرده‌افشان دیپلوئید، منجر به تولید دو والد 181 و 191 شد. هردو والد به بولتینگ و سرکوسپورا مقاومت نشان دادند و از ترکیب ( 7112× 436) به‌عنوان پایه مادری و 191+181 به‌عنوان والد گرده‌افشان، بهترین هیبرید ممکن که از لحاظ صفات مهم عملکرد ریشه، عیارقند و راندمان استحصال نسبت به شاهد برتری دارد، حاصل شد. آزمایشﻫای سازگاری این رقم در مناطق مختلف کرج، مشهد، شیراز، میاندوآب، اصفهان و بردسیر کرمان نشان داد که متوسط عملکرد این هیبرید 21/63 تن در هکتار ریشه و 42/10 تن قند در هکتار است. رقم گدوک از نظر تیپ جزء ارقام نرمال قند (NE) محسوب می‌شود. زراعت این رقم در مناطق معتدل نسبتاً سرد استانﻫای فارس، اصفهان، همدان، آذربایجان‌غربی، کرمان و خراسان و به‌ویژه برای کشت در همدان، بردسیر کرمان و مشهد قابل‌توصیه است. پیشﺑینی می‌شود که این رقم حدود 15 هزار هکتار از اراضی سطح زیرکشت چغندرقند در مناطق معتدل سرد را به‌خود اختصاص دهد که در این‌صورت، میزان صرفه‌جویی  ارزی در مقایسه با ورود بذر از خارج کشور سالانه 260 میلیارد ریال خواهد بود.

یافته های نو درمورد بهنژادی چغندر قند

دست آوردهای جدید : 

 بخش به نژادی طی 4-3 سال گذشته یعنی از سال 1380 به بعد توانسته است تعداد 5 رقم هیبرید منوژرم را اصلاح و در دسترس زارعین کشور قرار دهد. این ارقام عبارتند از:

الف)   رقم رسول 

ب)      رقم شیرین

ج)      رقم 436

د)       رقم 7112

ه)       رقم زرقان

   معرفی ارقام جدید چغندرقند

از سال 1373، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند جهت افزایش کمی و کیفی و مقاومت به امراض در ارقام چغندرقند منوژرم، به‌نژادی ارقام هیبرید را در دستور کار خود قرار داد. در سایه تلاش محققان مؤسسه در سال جاری دو رقم جدید به مجموع ارقام منوژرم هیبرید داخلی چغندرقند افزوده شد:

الف. رقم تریپلوئید « جلگه» : تلاقی بین رگهﻫای 7112 و 261 به‌عنوان یک دورگ ساده ( سینگل کراس) جدید از خصوصیات بذری و محصولی خوبی برخوردار بوده‌است، از ترکیب دورگ حاصل (261 ×7112) به‌عنوان پایه مادری و والد گرده افشان (Jot18+19669)، هیبرید منوژرم جدید که یک رقم تریپلوئید است بدست آمد. از خصوصیات این رقم، تولید محصول ریشه بالا با تیپ NE است. در آزمایشﻫای سازگاری بیشترین میزان قند( حدود 19/14 تن درهکتار) را در میان ارقام تجارتی در منطقه میاندوآب تولید کرده است که نسبت به چهار رقم شاهد خارجی و داخلی برتری معنی‌داری داشته است.

 آزمایشﻫای سازگاری به مدت سه سال (1382-1380) در شش منطقه کرج، مشهد، شیراز، میاندوآب و همدان نشان داد که سازگاری این رقم در حد قابل توجهی وسیع است. رقم جلگه برای مناطقی از کشور با دوره‌رشد نسبتاً طولانی(مانند مناطق گرمسیر استان همدان، فارس و آذربایجان‌غربی) مناسب است. پیشﺑینی می‌شود سالانه 30 هزار هکتار از اراضی که دارای دوره‌رشد نسبتاً طولانی هستند، زیر کشت این رقم قرار گیرد. در این صورت، میزان صرفه‌جویی ارزی در مقایسه با ورود بذر از خارج کشور سالانه 250میلیارد ریال خواهد بود.

 ب. رقم دیپلوئید (گدوک): این رقم یک رقم دیپلوئید با پایه مادری سینگل‌کراس(7112× 436) است. این هیبرید پس از هیبرید تریپلوئید جلگه در برنامه کار به‌نژادی قرار گرفت و متعاقب آن اصلاح شد. آزمایشﻫای پایه برای تهیه این رقم از سالﻫا قبل شروع شده بود و نهایتاً پس از انجام آزمایشﻫای متعدد در خصوص کیفیت والدﻫای گرده‌افشان دیپلوئید، منجر به تولید دو والد 181 و 191 شد. هردو والد به بولتینگ و سرکوسپورا مقاومت نشان دادند و از ترکیب ( 7112× 436) به‌عنوان پایه مادری و 191+181 به‌عنوان والد گرده‌افشان، بهترین هیبرید ممکن که از لحاظ صفات مهم عملکرد ریشه، عیارقند و راندمان استحصال نسبت به شاهد برتری دارد، حاصل شد. آزمایشﻫای سازگاری این رقم در مناطق مختلف کرج، مشهد، شیراز، میاندوآب، اصفهان و بردسیر کرمان نشان داد که متوسط عملکرد این هیبرید 21/63 تن در هکتار ریشه و 42/10 تن قند در هکتار است. رقم گدوک از نظر تیپ جزء ارقام نرمال قند (NE) محسوب می‌شود. زراعت این رقم در مناطق معتدل نسبتاً سرد استانﻫای فارس، اصفهان، همدان، آذربایجان‌غربی، کرمان و خراسان و به‌ویژه برای کشت در همدان، بردسیر کرمان و مشهد قابل‌توصیه است. پیشﺑینی می‌شود که این رقم حدود 15 هزار هکتار از اراضی سطح زیرکشت چغندرقند در مناطق معتدل سرد را به‌خود اختصاص دهد که در این‌صورت، میزان صرفه‌جویی  ارزی در مقایسه با ورود بذر از خارج کشور سالانه 260 میلیارد ریال خواهد بود.

بررسی پارامترهای ژنتیکی در ارقام گندم نان بااستفاده از روش تلاقی دی الل در دو شرایط نرمال و تنش خشکی

به منظور مطالعه  نحوه  توارث  مقاومت به خشکی در گندم ، هفت رقم گندم نان  ، به  همراه  نتاج آن ها براساس طرح تلاقی های  دای آلل  یک طرفه ، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار ، در  دو شرایط نرمال و تنش خشکی در سال  1383  در مزرعه مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر ارزیابی شدند  . نتایج تجزیه واریانس نشان داد که درهر دو شرایط نرمال و تنش خشکی بین ژنوتیپ ها برای کلیه صفات تفاوت معنی داری در سطح احتمال یک درصد وجود دارد . نتایج  تجزیه دی آلل نشان داد که درکنترل اکثر صفات در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی هم اثر افزایشی و هم اثر غیر افزایشی دخالت دارد و افزایش کلیه صفات بجز صفت ارتفاع با آلل های غالب کنترل می شود .

بسمه تعالی

بررسی پارامترهای ژنتیکی در ارقام گندم نان بااستفاده از روش تلاقی دی الل در دو شرایط نرمال و تنش خشکی

مجید طوسی مجرد ¹    محمدرضا قنادها 

چکیده :

به منظور مطالعه  نحوه  توارث  مقاومت به خشکی در گندم ، هفت رقم گندم نان  ، به  همراه  نتاج آن ها براساس طرح تلاقی های  دای آلل  یک طرفه ، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار ، در  دو شرایط نرمال و تنش خشکی در سال  1383  در مزرعه مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر ارزیابی شدند  . نتایج تجزیه واریانس نشان داد که درهر دو شرایط نرمال و تنش خشکی بین ژنوتیپ ها برای کلیه صفات تفاوت معنی داری در سطح احتمال یک درصد وجود دارد . نتایج  تجزیه دی آلل نشان داد که درکنترل اکثر صفات در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی هم اثر افزایشی و هم اثر غیر افزایشی دخالت دارد و افزایش کلیه صفات بجز صفت ارتفاع با آلل های غالب کنترل می شود . در هر دو شرایط نرمال و تنش  خشکی رقم گاسپارد دارای بیشترین مقدار قابلیت ترکیب پذیری عمومی جهت افزایش عملکرد دانه بود ، در صورتیکه ارقام  سرداری و ˝ S ˝  Ald به ترتیب دارای کمترین مقدار قابلیت ترکیب پذیری عمومی  جهت افزایش عملکرد دانه در شرایط نرمال و تنش  خشکی بودند .  نمودارها نشان دادند که در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی صفات عملکرد دانه سنبله ، تعداد دانه درسنبله و بیوماس بصورت فوق غالبیت وسایرصفات بصورت غالبیت نسبی کنترل می شوند . محاسبه شاخص های مقاومت به خشکی نشان داد که چهارشاخص بهره وری متوسط ، میانگین هندسی محصول دهی ، میانگین هارمونیک ، شاخص تحمل به تنش مؤثرترین شاخص ها جهت شناساییژنوتیپ های مقاوم به خشکی می باشند .

مطالعه نحوه توارث و ارزیابی مقاومت به خشکی در گندم نان

به منظور ارزیابی پتانسیل عملکرد دانه ژنوتیپهای گندم نان در شرایط تنش خشکی و بررسی ارتباط برخی از صفات کمی با عملکرد و انتخآب ژنوتیپهای برتر جهت استفاده در برنامه های به نژادی آینده ,تعداد 245 ژنوتیپ دریافتی از سمیت ) مکزیک (به همراه شاهدهای کویر ، زاگرس ، دابل کراس شاهی ، بک کراس بهاره روشن و Vee / Nac در سال زراعی 82- 1381به صورت یک آزمایش آگمنت در مزرعه 400 هکتاری موسسه تحقیقات اصلاح وتهیه نهال وبذر کرج مورد ارزیابی قرار گرفتند . نتایج حاصل از تجزیه داده ها نشان داد که از نظر کلیه صفات بویژه عملکرد دانه ، تنوع قابل توجهی بین اکثر ژنوتیپ ها وجود دارد .

****************************

مجید طوسی مجرد – پایان نامه کارشناسی ارشد اصلاح نباتات – بهمن 1383
استاد راهنما : دکتر محمد رضا قنادها ( بی همتا )
استاد مشاور  : دکتر منوچهر خدارحمیچکیده فارسی :

به منظور ارزیابی پتانسیل عملکرد دانه ژنوتیپهای گندم نان در شرایط تنش خشکی و بررسی ارتباط برخی از صفات کمی با عملکرد و انتخآب ژنوتیپهای برتر جهت استفاده در برنامه های به نژادی آینده ,تعداد 245 ژنوتیپ دریافتی از سمیت ) مکزیک  (به همراه شاهدهای کویر ، زاگرس ، دابل کراس شاهی ، بک کراس بهاره روشن و Vee / Nac در سال زراعی 82- 1381به  صورت یک آزمایش آگمنت  در مزرعه  400 هکتاری موسسه تحقیقات اصلاح وتهیه نهال وبذر کرج مورد ارزیابی قرار گرفتند . نتایج حاصل از تجزیه داده ها نشان داد که از نظر کلیه صفات بویژه عملکرد دانه ، تنوع قابل توجهی بین اکثر ژنوتیپ ها وجود دارد . با انجام تجزیه به عامل ها بر اساس  استخراج ریشه های راکد , از طریق تجزیه به مولفه های اصلی 5 عامل بدست آمدکه این عوامل در مجموع 703/67 درصد از تغییرات داده ها را توجیه نمودند . نتایج حاصل از بررسی  ضرایب عاملی ,  نشانگر اهمیت صفات طول پدا نکل ,طول بیرون آمدگی پدا نکل , ارتفاع وصفات مربوط به زودرسی(تعداد روز تا ظهور سنبله و تعداد روز تا رسیدن) در گزینش ژنوتیپهای مطلوب برای شرایط خشکی  می باشد .

به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی و مطالعه عکس العمل ژنوتیپ های گندم بهاره نسبت به تغییرات شرایط محیطی شصت و چهار ژنوتیپ گندم بهاره در سال زراعی 82 – 1381 در دو آزمایش جداگانه در قالب طرح آلفا  لاتیس با دو تکرار مورد بررسی قرار گرفتند . در یک آزمایش ، ابیاری ها تا پایان فصل بر اساس شرایط آب و هوایی و نیاز گیاه بطور معمول انجام شد ، در حالیکه در آزمایش دیگر ، پس از انجام ابیاری در مرحله سنبله دهی ، برای ایجاد شرایط تنش خشکی ، ابیاری صورت نگرفت . نتایج نشان داد که در شرایط بدون تنش تفاوت ژنوتیپ ها از نظر صفات عملکرد دانه ، عملکرد دانه سنبله ، وزن هزار دانه ، بیوماس ، طول میان گره دوم ، تعداد پنجه غیر بارور در بوته  معنی دار بود . درحالیکه در شرایط تنش تفاوت ژنوتیپ ها از نظر کلیه صفات مورد مطالعه غیر معنی دار بود . با انجام تجزیه به عامل ها بر اساس استخراج ریشه های راکد ، از طریق تجزیه به مؤلفه های اصلی در هر دو شرایط تنش و بدون تنش هفت عامل وارد مدل شدند . که این عوامل در شرایط تنش 543 / 78 و در شرایط نرمال 485 / 77  درصد از تغییرات داده ها را توجیه نمودند . محاسبه هفت شاخص مقاومت به خشکی نشان داد که چهار  شاخص  MP ، GMP   ،  HARM  ، STI    مؤثرترین شاخص ها جهت شناسایی ژنوتیپ های مقاوم به خشکی می باشند . تفاوت تنوع ژنتیکی برای صفات مورد مطالعه در ژنوتیپ های مورد بررسی ، استفاده از ژنوتیپ های مطلوب از نظر صفات برتر را در برنامه های به نژادی امکان پذیر می سازد . همچنین  ارزیابی ژنوتیپ های از نظر پتانسیل حرکت مجدد اسیمیلات ها به دانه نشان داد که مقدار ماده خشک انتقال یافته از پدانکل و میان گره دوم در ژنوتیپ های مورد مطالعه در هر دو شرایط محیطی بدون تنش و تنش خشکی معنی دار نبود ، در حالیکه تفاوت ژنوتیپ ها از نظر مقدار ماده خشک  انتقال یافته از بقیه گیاه در شرایط تنش در سطح 5 درصد معنی دار و در شرایط بدون تنش ، بدون معنی محاسبه گردید . درموردکارایی حرکت مجدد ماده خشک و همچنین سهم حرکت ماده خشک از اندام ها در شرایط بدون تنش و تنش تفاوت ژنوتیپ ها همانند مقدار ماده خشک انتقال یافته محاسبه گردید .  با توجه به عدم همبستگی صفات وابسته به فرایند حرکت مجدد با عملکرد دانه ، اگر چه این فرایند به عنوان یک منبع پشتیبانی کننده وزن دانه گندم ارزیابی می شود ، اما با توجه به سهم نسبتا اندک این فرایند در وزن دانه به نظر نمی رسد که در ژنوتیپ های نیمه پاکوتاه انتخآب بر اساس صفات وابسته به این فرایند منجر به دست یابی ژنوتیپ هایی با عملکرد بالا می گردد .