up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله بيوتکنولوژي PDF
QR code - بيوتکنولوژي

بيوتکنولوژي

بيوتکنولوژي و کاربرد آن در کشاورزي (3)

همچنين بذرهاي مقاوم به ويروس و آفات گياهي مي تواند، کاربرد سموم و موادشيميائي را محدود ساخته و بازدهي محصولات را افزايش بخشند.
به کارگيري بيوتکنولوژي نوين در کشاورزي منجر به توليد فرآورده هاي با کيفيت بهتر، کاهش هزينه توليد آن و توليد فرآورده هائي باارزش افزوده بيشتر مي گردد. به همين دليل، امروزه فعاليت هاي گسترده اي در بخش بيوتکنولوژي براي تبديل تحقيقات پايه اي به کاربردي و توسعه (تجاري) در حال شکل گيري است.
به کارگيري روش ها و فنون مهندسي ژنتيک و بيوتکنولوژي در کشت سلول و بافت گياهان به ويژه گياهاي که از جنبه اقتصادي و غذائي اهميت فوق العاده اي دارند، بسيار ارزشمند است. چرا که در مقايسه با شيوه هاي کشت و تکثير معمولي از اين روش مي توان با هزينه اي بسيار کمتر و سرعت عمل بيشتري به دودمان هاي خالص سلولي و انتخاب سالم ترين بافت گياه با بازده کمي و کيفي چشمگيري نائل شد. با به کارگيري بيوتکنولوژي مي توان گياهي را توليد کرد که به عواملي همچون سرما، گرما، رطوبت، خشکي، املاح، حشرات، آفات ويروس ها و ساير عوامل بيماري را مقاوم باشند و علاوه بر آن در مقايسه با موجود طبيعي، مجهز به مکانيسم هاي دفاعي اضافي باشند. اين عوامل قرن ها است که کشاورزان را آزار داده و لطمات بي شمار اقتصادي وارد کرده است.
بيوتکنولوژي کاربردهاي اميدوارکننده بسياري دارد، اما نه يک راه حل عمومي و نه جايگزيني براي روش هاي موجود است، بلکه يک روش کمکي براي حل مشکلات کشاورزي است.
▪ نمونه هاي فراواني از کاربردهاي بيوتکنولوژي در کشاورزي امروز وجود دارد که برخي از نمونه ها در ذيل اشاره مي گردد:
کرم اگروتيس (شب پره زمستاني) يکي از حشرات آسيب رساننده به غلات است که معمولاً به وسيله حشره کش ها با آن مبارزه مي شود. باکتري با سيلوس تورژين سيس پروتئيني توليد مي کند که کشنده حشره فوق است ولي اين باکتري با غلات همزيستي ندارد. بيوتکنولوژيست ها براي حل مشکل ژن پروتئين توليدي اين باکتري را به باکتري پسودوموناس فلوئورسنس که در خاک وجود داشته است و با سويا همزيستي دارد انتقال دادند و سپس با وارد کردن اين باکتري به خاک محل کشت غلات، حشره فوق را کنترل نموده و صدمات ناشي از آن را کاهش دادند. اين مثال نمونه اي از کاربرد علم بيوتکنولوژي در کنترل حشرات و آفات محسوب مي شود. از فن آوري بيوتکنولوژي در کنترل علف هاي هرز نيز استفاده گرديده است.
براي نمونه بسياري از علف کش ها به دليل حضور ماده اي به نام گيلفوسيت در علف کش رانداپ که تأثير منفي بر فعاليت هاي آنزيمي حيوانات دارد، در مزارع حبوبات قابل استفاده نيست. بيوتکنولوژيست ها توانسته اند با انتقال ژن مقاومت به گيلفوسيت (که آن را در نوعي باکتري به نام سالمونلا فلانيفي موريوم يافته اند) به گياهان زراعي، واريته هاي جديدي از ذرت، پنبه و تنباکوي مقاوم به علف کش ها را توليد نمايند. استفاده از بيوتکنولوژي در گياهان زراعي در افزايش کيفي گياهان زراعي نيز مؤثر بوده است، به طوير که گياهان تراريخته که از طريق بيوتکنولوژي به دست آمده اند نسبت به ارقام قديمي توليد بيشتري داشته اند که اين افزايش بهره وري به دليل عوامل چون تحمل به خشکي، مقاومت به حشرات، بيماري ها و قدرت رقابت بيشتر با علف هاي هرز بوده است.
همچنين بيوتکنولوژيست ها موفق شده اند مکانيسمي که موجب نرم شدگي و فساد ميوه هائي چون گوجه فرنگي مي شود را با استفاده از روش هاي مهندسي ژنتيک تحت کنترل خود درآورده و موجب حذف شيميائي موادي مي شوند که موجب رسيدگي پيش از حد محصول مي شود. با استفاده از اين تکنيک، گوجه فرنگي Flavorsaver را توليد نمودند که ميوه ها به حلت طبيعي رسيده و پس از برداشت، بدون اينکه ميوه ها در معرض فساد قرار گيرند به مسافت هاي دور قابل حمل بودند. ايجاد مقاومت در مقابل تنش هاي محيطي مانند خشکسالي، گرما، سرما، ازن موجود در اتمسفر، نمک و مواد کافي از ديگر اهداف بيوتکنولوژيست ها بوده است. در اين مورد مي توان به توليد سيب زميني و توت فرنگي مقاوم به يخبندان که از طرق مهندسي ژنتيک به دست آمده، اشاره نمود.
کشت سلولي که طي آن سلول هاي گياهي رشد يافته در محيط کشت، به عنوان منبع تأمين کننده مواد ارزشمندي محسوب مي گردند، از ديگر کاربردهاي بيوتکنولوژي مي باشد. براي نمونه، وانيل معمولاً از بذر گياه وانيلا به دست مي آيد. استخراج وانيل از سلول هاي گياهي کشت شده مي تواند ارزان تر از روش هاي سنتي تمام شود. علاوه بر اين از کشت سلول هاي گياهي در محيط کشت، مي توان ساقه و ريشه توليد کرد که برخي ا زاين اندام ها مي توانند به دليل جهش داراي صفات متفاوتي باشند که قابل بهره برداري خواهند بود.
علاوه بر موارد ذکر شده به اختصار، برخي از کاربردهاي بيوتکنولوژي را مي توان به صورت ذيل عنوان کرد:
۱) توسعه ظرفيت تثبيت نيتروژن در گياهان غيرلگوميتوز (مهندسان ژنتيک در حال کار کردن بر روي انتقال ژن نيف (nif) در گياهان غيرلگومينوز به وسيله استفاده از نافل E.Coli هستند).
۲) مراقبت از گياهان در مقابل بيماري هاي گياهي (گياهاني مثل پايه نيشکر که از کشت بافت مريستمي به دست مي آيند مقاومت بالائي نسبت به بيماري ها دارند).
۳) توسعه گونه هاي جديد به وسيله گداختن پروتوپلاسم با پروسه کلون سازي
۴) توليد ترکيبات مؤثر و مهم گياهي از راه کشت انبوه سلولي
۵) استفاده از گياهان به عنوان عوامل و منابع توليد محصولات زيست شناسي و شيميائي
۶) مطالعه فرآيندهاي رشد و نمو و تمايز آن
۷) مقاومت به تنش هاي زنده (حشرات، ويروس ها و بيماري هاي قارچي و باکتريائي)
۸) مقاومت به تنش هاي غيرزنده
۹) مقاومت به علف کش ها
۱۰) گياهان تراريخت براي بهبود کيفيت (کيفيت انباري)
۱۱) گل هاي تراريخت براي رنگ گل
۱۲) گياهان تراريخت براي نر عقيمي
۱۳) گياهان تراريخت براي توليد بذور خاتمه دهنده (به تکنولوژي که قابليت حيات يا باروري بذور را پس از يک مدت معين خاتمه مي دهد، خاتمه دهنده يا Termimator technology مي گويند. بدين ترتيب شرکت توليدکننده، بذور نسل اول را مي فروشد اما بذور و يا ميوه هاي حاصل از اين گياهان فقط به عنوان غذا قابل استفاده هستند و اگر کشت شوند جوانه نخواهد زد).
۱۴) گياهان تراريخت به عنوان بيوراکتورها (براي توليد ارزان مواد شييائي و داروئي که اين پديده به زراعت مولکولي يا Molecularfarming معروف مي باشد)
۱۵) توليد پلاستيک قابل تجزيه زيستي (Biodegradale plastic)
۱۶) استفاده از آنزيم ها در تلويد مواد شيرين کننده توليدات غذائي انسان
۱۷) کنترل و دفع آفات گياهي و تهيه انواع کودهاي زيستي و حشره کش هاي ميکروبي
۱۸) اصلاح ژنتيک بذر و دانه هاي روغني
۱۹) کاهش اثرات مخرب کشاورزي بر محيط خاک
۲۰) غني سازي خاک و حاصلخيز کردن آن با استفاده از ميکروارگانيسم هاي تثبيت کننده ازت و قارچ ميکوريزا
۲۱) استفاده از ايجاد مصونيت برخي مواد شيميائي گياهان در برابر امراض مزمن انسان
۲۲) تهيه نوعي آلبومين انساني در گياهان با دستکاري ژنتيکي
۲۳) استفاده از هورمون هاي رشد در دام ها
۲۴) تلقيح مصنوعي دام ها و بهره گيري از صفات برتر ژنتيکي در روش هاي انتقال جنين
۲۵) کاربرد در صنايع غذائي تبديلي و کاهش هزينه هاي توليد موادغذائي
۲۶) تهيه و توليد واکسن هاي مفيد و جديد براي پيشگيري از عفونت هاي مرگ آور در دام ها و طيور
● آينده
کمتر شکي در مورد مدرن بودن بيوتکنولوژي وجود دارد. بدون شک اين فن آوري يک مد زودگذر نيست. انتظارات ايجاد شده براي توسعه تجاري مقاومت به علف کش ها و حشرات، آينده درخشاني را براي بيوتکنولوژي کشاورزي خاطرنشان مي نمايد. با توجه به شواهد اوليه اي که در مورد استفاده از انتقال ژن هاي جديد به منظور ايجاد لاين هاي گياهي سودمند براي توليد مواد شيميائي، از مواد داروئي گرفته تا پلاستيک هاي قابل تجزيه زيستي وجود دارد، چشم انداز آينده اين تکنولوژي نيز اميدوارکننده است.
بيوتکنولوژي کشاورزي در مسير خود از شروع به کار بيوتکنولوژي تا تلويد مزرعه اي محصولات تجاري با موانع متعددي از محدوديت هاي علمي و تکنولوژيکي تا مشکلات قانوني و مديريتي، عوامل اقتصادي و نگراني هاي اجتماعي روبه رو مي باشد. فرضيه محافظه کارانه قوانين در اکثر کشورها اين است که تمام گياهان تراريخت به طور بالقوه خطرناک هستند. خطرات احتمالي مرتبط با ژن منتقل شده و يا فنوتيپ ايجاد شده است نه روش هاي مورد استفاده براي انتقال ژن، تاکنون گزارشي در مورد اثرات مضر محيطي و با ديگر خطرات پيش بيني نشده گياهان تراريخت در هزاران آزمايش مزرعه اي صورت گرفته در عرصه بين المللي ارائه نگرديده است، با اين حال نگراني هاي متعددي در رابطه با سيستم هاي کشاورزي ايجاد شده است.
اکنون عکس العمل مصرف کننده به محصولات گياهي تراريخت با آزادسازي تجاري واريته هاي پيشرفته در سطح تجاري سنجيده شده است. اين آزادسازي با افزايش انتشار اطلاعات در مورد گياهان تراريخت به شکل قابل دسترس براي عموم، همزمان گرديده است. با اين حال همچنان که محدوديت هاي تکنيکي برداشته مي شوند، اين احتمال وجود دارد که محدوديت هاي تجاري به اصلي ترين موانع تبديل گردند. تکنولوژي هاي جديد که در اين عرصه خلق مي گردند کاملاً اختراعي بوده و واجد شرايط احراز حق حفاظت انحصاري و ملاحظه حقوق مالکيت معنوي مي باشند.

«همچنانکه سده بيستم سده فيزيک و شيمي بوده است، سده بيست ويکم نيز سده زيست شناسي و زيست شناسي مولکولي- ژنتيک- خواهد بود.» در دوراني به سر مي بريم که بس ...

نانو بيوتکنولوژي نانوتکنولوژي، چنان که از اسم آن برمي آيد ، با اجسامي به ابعاد نانو سر وکار دارد . نانو تکنولوژي در سه سطح قابل بررسي است : مواد ، ابز ...

ژن Mi بطور عمده در خويشاوندان نزديك وحشي گوجه فرنگي شناسايي شد و از اين خويشاوندان وحشي به واريته هاي زراعي از طريق آميزش جنسي و كشت جنين منتقل شده اس ...

با تركيب روشهاي مناسب و عملي زراعي و بهبود ژنتيك واريته هاي زراعي بطور تصاعدي با افزايش عملكرد محصول و كيفيت آن مواجه خواهيم شد. بطور كلي تخمين زده مي ...

رشد جمعيت ، کمبود مواد غذايي ، سوء تغذيه و توليد گياهان زراعي در شرايط دشوار محيطي (شوري آب و خاک ، خشکي و سرما) و آثار سوئ زيست محيطي ناشي از مصرف بي ...

استفاده از ترکيبات دارويي مشتق از گياهان، نه تنها قدمت زيادي دارد، بلکه به دليل عوارض جانبي بي شمار داروهاي شيميايي از يک سو و نارسايي هاي متعدد طب نو ...

سنسورهاي تنش در مدل ژنتيکي Synechocystis سلول با ابراز گروه خاصي از ژنهايي که در اثر تنش القاء ميشوند، يک تنش معين را احساس و به آن واکنش نشان ميدهد. ...

جهان امروز بر خلاف دنياي ديروز که تمام توجهش به صنايعي چون نفت و انرژي بود، به سمت فن آوري اطلاعات، مواد جديد، بيوتکنولوژي، نانوتکنولوژي و الکترونيک گ ...

دانلود نسخه PDF - بيوتکنولوژي