up
Search      menu
تولید و کشاورزی :: مقاله روشهاي نوين اصلاح نباتات PDF
QR code - روشهاي نوين اصلاح نباتات

روشهاي نوين اصلاح نباتات

استفاده از روشهاي نوين اصلاح نباتات در بهبود عملكرد 2

● كاربردهاي كشت بافت هاي سلولي :
۱) توليد مواد شيميايي
گياهان به عنوان منبع مهمي از مواد پيشتاز فراورده هايي كه در صنايع مختلف مانند داروسازي، صنايع غذايي و آرايشي و بهداشتي و كشاورزي مورد استفاده اند.
۲) گياهان عاري از عوامل بيماريزايي گياهي
غلات ممكن است توسط گونه هاي زيادي از آفات ميكروبي ، ويروس، باكتريائي و قارچي آلوده مي شوند. اين آلودگيها تا حد زيادي موجب كاهش توليد فراورده كيفيت آن و توان گياه مي شوند. آلودگي در درختان ميوه بازده محصول را تا ۹۰% كم مي كند. اساس به دست آوردن گياهان بدون ويروس كشت مريستم انتهايي آنهاست با كشت قطعه كوچكي از مريستم مي توان كالوس بدون ويروس تهيه كرد.
مواد گياهي كه از طريق كشت بافت تكثير مي شوند تغييرات ژنتيكي بالايي را نشان مي دهند. زماني كه از كشت كالوس مرتباًَ زير كشت گرفته شود گياهان حاصل سطح پلوئيدي متفاوتي را نشان مي دهند و همينطور كه بحث خواهد شد اين تغييرات ناشي از كشت بافت مي تواند تنوع ژنتيكي جديدي را در اختيار اصلاح كننده نباتات قرار دهد.
● پروتوپلاست فيوژن :
اغلب ممكن است پيوند دو گانه گياه خويشاوند كه از نظر جنسي با هم سازگار نيستند مورد نظر باشد .بديهي است كه استفاده از روش آميزش جنسي كه معمولاًبراي پرورش گياه به كار برده مي شود در اين مورد ممكن نيست اما با هم در هم آميختگي و الحاق پروتوپلاست گياه مربوطه مي توان به همان مقصود نائل گرديد .
براي انجام اين كار دو روش اساسي وجود دارد.
۱) در روش اول از مواد شيميائي مانند پلي اتيلن گليلول ،دكستران و اورنيتين به عنوان مواد ملحق كننده وممزوج كننده استفاده مي شود كه باعث تسريع در تركيب پروتوپلاسها مي گردد.
۲) از روش ديگري به نام امتزاج الكتريكي نيز مي توان استفاده كرد .در اين روش چسبندگي پروتوپلاسها در يك ميدان الكتريكي غير يكنواخت به وقوع مي پيوندد و در هم آميختگي هنگامي روي مي دهد كه ضربان يا تناوب كوتاهي از جريان مستقيم به كار برده مي شود پس از در هم آميختگي مجموعه هاي ژني هسته و سيتوپلاسم مجدداًبا هم تركيب مي شوند ودر نتيجه آرايش جديدي از تر كيب ژنها به وجود مي آيد.
● تغيير در تعداد و ساختار كروموزوم (مهندسي كروموزوم):
الف) اتو پلي پلوئيدي:
اتوپلي ئيدي در طبيعت به عنوان مكانيسمي براي بهبود اطلاعات ژنتيكي اتفاق مي افتد. اتوتترا پلوئيد است و ارقام تجاري موزوبعضي از سيب ها اتوتريلوئيدهستند. در بعضي گونه هاي گياهي افزايش معقول در تعداد ژنوم با افزايش در اندازه سلول و بزرگترشدن اندامها همراه است . براي مثال تريپلوئيد از بنيه بهتري برخوردارند و در مقايسه با سيب هاي ديپلوئيد ميوه هاي بزرگتري مي دهند از اتو پلي پلوئيدي براي توليد ميوه و گلهاي بزرگ نيز استفاده شده است. در برنامه هاي اصلاحي اتو پلوئيدهاي مصنوعي دو هدف مهم در نظر گرفته مي شود:
۱)توليد يك ژنوتبپ يا تركيبي از ژنوتيپها كه برتر از بهترين ديپلوئيدها در بعضي از صفات مهم باشند
۲)افزايش باروري در نباتات بذري
ب) آلوپلوئيدي:
بنا به تعريف يك گياه آلوپلوئيد از تركيب و دو برابر نمودن دو يا چند ژنوم متفاوت توليد مي شود .تفاوت بين دو ژنوم مختلف بستگي به رفتاركروموزمها در تقسيم كاهش كروموزومي دارد. براي توليد آلو پلوئيدها از دو برابر نمودن تعداد كروموزومهاي هيبريد استفاده مي شود. آلوپلوئيدها غالباً تتراپلوئيد يا هگزا پلوئيد بوده واز تركيب ژنومهاي دو وسه گونه ديپلوئيد به وجود مي آيد .گندم بهترين نمونه آلوپلوئيدي در غلات است. گونه هاي گندمي كه داراي ۲۱ جفت كروموزم هستند از تلاقي بين گونه هاي تترا پلوئيد اهلي وگونه ديپلوئيد وحشي به وجود آمده اند.
ج) آنيوپلوئيدها:
تغييرات كروموزمي را كه شامل يك يا چند كروموزم باشد آنيوپلوئيدي مي گويند. اهميت آنيوپلوئيدي در تكامل گياهان كمتر از پلي پلوئيدي بوده و زمان لازم براي تكامل واهلي شدن گياهان آنيوپلوئيد طولاني تر از گياهان پلي پلوئيد است .حالات نالي زومي ،مونوزومي،تري زومي ،تترازومي از فرمهاي مختلف آنيوپلوئيدي هستند.
● نشانگرهاي مولكولي:
بسياري از محدوديتهاي روشهاي مختلف اصلاح نباتات ريشه در فقدان ابزارهاي مناسب براي مطالعات ژنتيكي دارد .وجود ماهيت كمي صفات اقتصادي در محصولات كشاورزي موجب شد كه محيط بسياري ارز براوردهاي ارزشهاي اصلاحي را تحت تاًثير قرار دهد و لذا استفاده از ابزارهائي كه حداقل تاثير پذيري را از محيط دارند گام مؤثري در افزايش پيشرفتهاي ژنتيكي مورد استفاده مي باشد. ماركرهاي مولكولي و اخير نشانگرهاي DNA ابزار مناسبي هستند كه بر اساس آن مي توان جايگاه ژني وكروموزمي ژنهاي تعيين كننده صفات مطلوب را شناسائي كرد. با دانستن جايگاه يك ژن روي كروموزم مي توان از نشانگرهاي مجاور آن براي تائيد وجود صفت در نسلهاي تحت گزينش استفاده نمود.
با در دست داشتن تعداد زيادتر نشانگر مي توان نقشه هاي ژنتيكي كاملتري را تهيه نمود كه پوشش كاملي را در تمام كروموزمهاي گياهان به وجود مي آورد.استفاده از نشانگرها موجب افزايش اطلاعات مفيد و مناسب از جنبه هاي پايه وكاربردي اصلاح نباتات خواهد گرديد .
انتخاب به كمك نشانگرهاي مولكولي راه حلي است كه دست آورد زيست شناسان مولكولي براي متخصصان اصلاح نباتات مي باشد در اين روش ژن مورد نظر بر اساس پيوستگي كه با يك نشانگر ژنتيكي تشخيص داده و انتخاب مي شود و بنابراين به عنوان قدم اول در روش انتخاب به كمك نشانگر بايد نشانگرهاي پيوسته با ژنهاي مورد نظر شناسائي شود. يافتن نشانگرهائي كه فاصله آنها از ژن مطلوب كمتر از cm۱۰مي باشد به طور تجربي نشان داده شده كه در اين صورت دقت انتخاب ۹۹ ۷۵ درصد خواهد بود لذا داشتن نقشه هاي ژنتيك اشباع كه به طور متوسط داراي حداقل يك نشانگر به ازاي كمتر از cm۱۰ فاصله روي كروموزمها باشد از ضروريات امر مي باشد.
يكي از پايه هاي اساسي اصلاح نباتات دسترسي وآگاهي از ميزان تنوع در مراحل مختلف پروژه هاي اصلاحي است . به همين جهت نشانگرهاي برآورد مناسبي از فواصل ژنتيكي بين واريته هاي مختلف را نشان مي دهند.
● مهندسي ژنتيك گياهي:
مهندسي ژنتيك گياهي در رابطه با انتقال قطعه اي DNAبيگانه با كدهاي حاوي اطلاعات ژنتيكي مورد نظر از يك گياه به وسيله پلاسميد، ويروس بحث مي كند. زماني كه هيبريداسيون جنسي غير ممكن است مهندسي ژنتيك پتانسيل انتقال ژن عامل يك صفت مفيد را از گونه هاي وحشي با خويشاوندي دور به يك گونه زراعي براي اصلاح كننده نباتات فراهم مي سازد در استفاده از باكتريها در مهندسي ژنتيك از پلاسميدهاي باكتري Ecoli استفاده مي شود.
● گياهان توليد شده از طريق مهندسي ژنتيك:
علم مهندسي ژنتيك تكنيكهائي را شامل مي شود كه بر اساس كار چندين دانشمند كه مؤفق به كسب جايزه نوبل شده اند، پايه گذاري شده است .مهندسي ژنتيكي يك علم افسانه اي به نظر مي رسد. اما امروزه در سطح وسيع در صنايع بيوتكنولوژي و آزمايشگاه هاي تحقيقاتي دانشگاهي انجام مي گيرد. تكنيكهاي مورد استفاده در اين عمل به خوبي تعريف شده است. اما بسياري از ادعاها در مورد مهندسي ژنتيك چندان درست نمي باشد. در اين مقاله چگونگي كاربرد تكنيكهاي مهندسي ژنتيك و مثالهاي مربوطه توصيف شده است. پاسخ بسياري از سؤالات پيرامون مهندسي ژنتيك در پي اين دو توصيف زير داده خواهد شد ضمناً تعريف بعضي از اصطلاحات در انتهاي اين مقاله آمده است .
● مهندسي ژنتيك در گياهان چگونه صورت مي گيرد:
دانشمندان معمولاً از مهندسي ژنتيك در عالم طبيعت در انجام كارهايشان الگو برداري مي كنند. مهندسي ژنتيك در عالم طبيعت در يك باكتري خاكزي تحت عنوان آگروباكتريوم تاموفاشين را به كار رفته است. اين باكتري شامل يك DNA حلقوي كوچك و آزاد بنام پلاسميد مي باشد از پلاسميد اين باكتري غالباً براي تغيير ساختار ژنتيكي يك گياه حساس به بيماري گال استفاده مي شود. دانشمندان در گام اول ژنهائي را كه يك خصوصيت مطلوب و يا يك صفت اتصالي را كنترل مي كنند ،شناسائي مي كنند. تا در گام بعدي اين ژن مطلوب را به گياه مورد نظر انتقال دهند. براي انجام چنين كاري در گياهي كه حاوي آن ژن مطلوب هست، ژن مربوطه را را از قطعه DNA آن گياه با استفاده از آنزيم هاي خاصي جدا مي كنند. اين آنزيم ها مانند يك قيچي عمل كرده و نيز پلاسميد حاصل از باكتري آگروباكتريوم را با همان آنزيم ها برش مي دهند و ايجاد يك قطعه DNA باز مي كنند سپس اين پلاسميد باز شده را در مجاورت ژن مطلوب قرار داده و با يكديگر ادغام مي كنند و با استفاده از آنزيمهاي خاصي اتصالات مربوطه را بين اين ژن و پلاسميد انجام مي دهند. آنها مي توانند پلاسميدي را توليد كنند كه حاوي اين ژن مطلوب مي باشد. چنين پلاسميدي را DNA ي نوتركيب يا RDNA مي نامند دانشمندان اين مجموعه را (پلاسميد نو تركيب) به داخل باكتري آگرو باكتريوم بر مي گردانند و در نتيجه اين باكتري شامل پلاسميد تغيير يافته مي شود . مجموعه پلاسميد+ ژن مطلوب+ آگروباكتريوم به گياه مورد نظر منتقل مي شود.
بعضي از سلولهاي اين گياه، ژن مربوطه را از پلاسميد دريافت كرده و جزء ساختار DNA خودي مي كنند. وقتي چنين سلولهاي گياهي در محيطهاي كشت رشد داده مي شوند، توليد گياهان كوچكي مي كنند كه مي توان وجود صفت جديد مورد انتظار از ژن انتقال يافته را در آنها تست كرد. اين چنين گياهاني ناميده مي شوند گياهان تراريخت و بايد آزمونهاي بيشتري بر روي آنها صورت گيرد.

●مقدمه ايران از جمله کشورهاي وسيع با تنوع آبوهوائي منحصربهفردي است که از ۱۴ گونه اقليم آبوهوائي شناخته شده در جهان ۱۳ نوع آن را شامل ميشود. با اين وجو ...

تاريخچه حفر گمانه بسيار قديمي است و پيشينيان براي جستجوي آب دردشتها و درهها به حفر گمانه ميپرداختهاند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب از ...

تازمان حاضر، ارقام برنج به سه زيرگونه معروف هندي، ژاپني و جاوايي تقسيم مي‌شده اند. برنج‌هاي باسماتي در گروه هندي طبقه بندي م‌شدند. تجزيه زادشناختي 166 ...

بيوتکنولوژي و مهندسي ژنتيک دانش جديدي است که دستاوردهاي آن در هاله اي از بيم و اميد است. درطول تاريخ علوم و کشفيات جديد بسياري از اختراعات و کشفيات عل ...

مقدمه ايران از جمله کشورهاي وسيع با تنوع آب‌وهوائيمنحصربه‌فردي است که از ۱۴ گونه اقليم آب‌وهوائيشناخته شده در جهان ۱۳ نوع آن را شامل مي‌شود. بااين وجو ...

●مقدمه ايران از جمله کشورهاي وسيع با تنوع آب وهوائي منحصربه فردي است که از ۱۴ گونه اقليم آب وهوائي شناخته شده در جهان ۱۳ نوع آن را شامل مي شود. با اين ...

● اصلاح لاله Tulip breegig در اصلاح گل هاي پيازي از جمله لاله نيز مثل ساير نباتات زينتي اهداف خاص و منحصر به فردي دنبال مي شود. مهمترني آن اصلاح فرم ظ ...

بطور کلي طرز پرورش قارچ مخصوص به خود آنست و مي توان آنرا در محيط تاريک پرورش داد و بجز نور مستقيم آفتاب, هر مقدار نور راتحمل مي کند در هر صورت در محل ...

دانلود نسخه PDF - روشهاي نوين اصلاح نباتات