خرید نهال

بیوتکنولوژی

با افزایش جمعیت در دنیا، نیاز به افزایش تولید میوه نیز به همان نسبت وجود دارد. تکنیک های سنتی به نژادی گیاهان، پیشرفت های قابل توجهی را در اصلاح ارقام با پتانسیل بالا به وجود آورده اند، ولی این تکنیک ها قادر نیستند میزان تولید میوه ها را نسبت به افزایش تقاضا برای این محصولات در کشورهای در حال توسعه بالا ببرند، لذا نیاز فوری به استفاده از بیوتکنولوژی برای سرعت دادن به توسعه برنامه های اجرایی احساس می شود.

استفاده از تکنیک های مولکولی در جهت شناسایی ارقام و بررسی روابط خویشاوندی آنها، استفاده از نشان گرهای همراه، تهیه نقشه های ژنتیکی، مکان یابی ژن های کنترل کننده صفات کمی (QTL)، تعیین وضعیت خودسازگاری یا خودناسازگاری ارقام و کاربردهای دیگر تکنیک های مولکولی نقش مهمی در پیش برد برنامه های به  نژادی توسط اصلاح گران داشته است.

عمده ترین کاربردهای بیوتکنولوژی جهت اصلاح و بهبود محصولات باغبانی عبارتند از:

• کشت بافت
• مهندسی ژنتیک
• نشان گرهای همراه
• مارکرهای مولکولی
• تولید و توسعه میکروب های مفید
• کشت بافت

یکی از کاربردهای وسیع بیوتکنولوژی در زمینه کشت بافت، ریز ازدیادی است. این تکنیک یکی از مهم ترین تکنیک های مورد استفاده برای ازدیاد غیر جنسی سریع گیاهان در درون شیشه () به حساب می آید. تکنیک کشت بافت از نظر زمان و فضای مورد استفاده برای تولید انبوهی از گیاهان عاری از بیماری بسیار مقرون به صرفه است. همچنین انتقال منابع با ارزش گیاهی (ژرم پلاسم) از نواحی بومی گیاهان به اقصی نقاط دنیا با کشت بافت میسر و تسهیل شده است. این در حالی است که روش سنتی قادر به پاسخگویی و تامین مواد گیاهی مورد نیاز جهت تقاضاهای موجود نیست. تولید گیاهان عاری از ویروس با تکنیک کشت مریستم (نقاط رشدی در نوک ساقه و ریشه گیاهان) در اکثر محصولات باغبانی امکان پذیر شده است، این تکنیک برای ارقام درختان میوه هسته دار و همچنین آلو که در معرض انواع بیماری های ویروسی هستند، حائز اهمیت است. تکنیک نجات جنین یکی دیگر از کاربردهای کشت بافت است که به نژاد گران گیاهی را ساخته است تا از سقط جنین های گیاهی در اثر عوامل مختلف پیش گیری نمایند. کشت جنین های نجات یافته در مراحل مناسب نمو می تواند مشکل ناسازگاری پس از تشکیل تخم را حل نماید. در آلوهای زودرس نجات جنین با موفقیت انجام شده است. تولید گیاهان ها پلوئید از طریق کشت گرده یا بساک یکی از کاربردهای مهم کشت بافت در به نژادی گیاهان است.

حفاظت درون شیشه ای ژرم پلاسم ها در محیط های کشت آماده و روش های جایگزین جهت غلبه بر مشکلات مدیریتی منابع ژنتیکی در محصولاتی  که به طور غیر جنسی تکثیر می شوند و گیاهانی که هتروزیگوتی بالایی دارند و ذخیره بذر مناسبی ندارند، از اهمیت زیادی برخوردار است. در برخی از محصولات خاص حفاظت درون شیشه ای، راحت و بسیار موثر است. این تکنیک ها به طور موفقیت آمیزی در مورد محصولات باغبانی به کار گرفته شده و در مراکز مختلف جمع آوری ژرم پلاسم، شناخته شده هستند. ژرم پلاسم درون شیشه ای همچنین تبادل مواد گیاهی عاری از آفت و بیماری را تضمین نموده و به قرنطینه بهتر آنها کمک می کند. به نژاد گران گیاهی به طور ممتد در حال تحقیق بر روی تغییرات ژنتیکی جدیدی هستند که کارآیی بالایی در اصلاح ارقام جدید دارند. برخی از گیاهان باززایی شده از طریق کشت بافت، اغلب تنوع فنوتیپی غیر معمول و جدیدی را نسبت به فنوتیپ گیاه اصلی و مادری از خود نشان می دهند. چنین تنوعی را تغییرات سوماکلونال می نامند که می تواند قابل توارث و تثبیت باشد و در نسل بعدی دیده شود. همچنین تغییرات ممکن است اپی ژنتیکی باشند و در تولید مثل جنسی (ازدیاد جنسی) دیده نشوند. تغییرات قابل توارث برای به نژادگرهای گیاهی بسیار مفید هستند.

مهندسی ژنتیک

در گیاهان مهندسی ژنتیک در سه مرحله اصلی دخالت دارد.

• شناسایی و جدا کردن ژن های مطلوب برای انتقال
• بیان اطلاعات ژنتیکی جدید در سلول های پذیرنده

با استفاده از تکنیک های مهندسی ژنتیک، ژن های مفید زیادی به داخل گیاهان وارد شده و باعث توسعه گیاهان تغییر یافته ژنتیکی (گیاهان تراریخته) گردیده است. در این گیاهان DNA خارجی به طور ثابت الحاق یافته و فرآورده ژنی مناسبی را باعث می شود. گیاهان تراریخته وسعتی در حدود 6/52 میلیون هکتار را در کشورهای صنعتی و در حال توسعه تا سال 2001 به خود اختصاص داده اند. ژن ها برای دستیابی به خصوصیات مفید زیر به داخل محصولات گیاهی وارد می شوند.

مهندسی مقاومت به پاتوژن ها (عوامل بیماری زا)

ویروس ها مهم ترین و خطرناک ترین عوامل بیماری زای گیاهی بوده که به طور قابل توجهی عملکرد محصولات باغبانی را کاهش می دهند. راهکارهایی با استفاده از پوشش پروتئینی ویروس ها و RNA ماهواره ای جهت کنترل آلودگی های ویروسی به کار گرفته شده است. ویروس ها موجودات ذره بینی متشکل از اسیدهای نوکلئوئیک هستند که در یک پوشش پروتئینی مصور بوده و قادر به تکثیر زیاد در داخل سلول میزبان هستند. استفاده از پوشش پروتئینی ویروس به عنوان یک عامل قابل تغییر جهت تولید گیاهان مقاوم به ویروس یکی از دستاوردهای مهم بیوتکنولوژِی گیاهی است. انتقال ژن مقاومت به بیماری ویروسی شارکا منجر به تولید رقم هائی سوئیت که به این بیماری مقاوم است، شده است. این رقم به مدت 10 سال و در سه مکان مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است.

همچنین برخی از مسیرهای مشخصی که آلودگی پاتوژنی  را دنبال می کنند، مورد شناسایی قرار گرفته اند. برخی ترکیبات ضد قارچ در گیاهان مقاوم به آلودگی های قارچی شناسایی و ساخته شده است. راهکارهای مناسبی جهت توسعه مقاومت به قارچ ها با تولید گیاهان تراریخته حاوی مولکول های ضد قارچ نظیر پروتئین ها و سموم توسعه یافته است.

• مقاومت به تنش های غیر زنده

برخی از ژن ها مسئول ایجاد مقاومت در برابر تنش هایی همچون گرما، سرما، شوری، عناصر سنگین و هورمون های گیاهی هستند. مطالعاتی نیز در مورد متابولیت هایی نظیر پروتئین ها و بتائین ها انجام گرفته است که نشان داده اند در مقاومت به تنش ها دخالت دارند. با استفاده از ژنی در باکتری ها که قادر به ساختن مانیتول است، این امکان وجود دارد که سطح مانیتول را در گیاهان مقاوم به خشکی بالا برد.

• نر عقیمی و تجدید باروری

این تکنیک در تولید بذر هیبرید بسیار مفید می باشد. این تکنیک تولید بذر هیبرید بدون اخته کردن دستی گل های نر را تسهیل می نماید.

شناساگرهای مولکولی کاوش گرهای اسید نوکلئیک

امروزه با استفاده از کاوش گرهای CDNA می توان بیماری های گیاهی را قبل از بروز علائم شناسایی کرد. استفاده از مارکرهای مولکولی جهت گزینش صفات زراعی کار را برای به نژادگرایان گیاهی آسان ساخته است. امکان گروه بندی گیاهان بر اساس صفات مختلف یا مقاومت به بیماری ها در مراحل مختلف رشد و نمو به وجود آمده است. استفاده از  RFLP (چند شکلی طولی قطعات برشی)، RAPD (چند شکلی تکثیر شده تصادفی)، AFLP (چند شکلی طولی قطعات تکثیر شده) و مارکرهای ایزوآنزیم در به نژادی گیاهان به طور فراوانی به چشم می خورد.

کاربرد نشان گرهای مولکولی در جنس پرونوس

نشان گرهای ملکولی از جمله موثرترین و کارآمد ترین ابزار تحقیقاتی در زمینه مطالعات پایه و کاربردی در اصلاح جنس پرونوس به شمار می آیند. نشان گرهای مولکولی به دلیل این که تحت تاثیر عوامل محیطی قرار نمی گیرند، امکان بررسی مستقیم تنوع ژنتیکی را در سطح ژنوم فراهم می کنند. نشان گرهای مولکولی به خصوص ریز ماهواره ها از جمله ابزار بسیار مفید و قدرتمند در مطالعات تنوع ژنتیکی هستند. این نشان گرها در مطالعات مولکولی نظیر تنوع ژنتیکی، روابط ژنتیکی، تهیه نقشه های ژنتیکی، مطالعات مکان یابی ژن های کنترل کننده صفات کمی (QTL) و انتخاب به کمک نشان گر در گونه های متعدد جنس پرونوس به کار رفته اند.

• مطالعه تنوع ژنتیکی و روابط ژنتیکی

تنوع ژنتیکی مفهومی آماری است که به تنوع موجود بین مکان های ژنی یا میان آلل های ک ژن و یا ترکیبی از ژن ها و یا بین افراد یا  جمعیت های گیاهی و یا سایر موجودات اطلاق می شود. تنوع ژنتیکی از جمله اجزای اصلی در اصلاح گیاهان به شمار می رود و موفقیت در اصلاح ئ عرضه ارقام جدید در جنس پرونوس نیز در درجه اول تابع وجود تنوع ژنتیکی است.ژرم پلاسم موجود در جنس پرونوس بسیار متنوع بوده و انتقال ژن های جدید طی برنامه های اصلاحی از گونه های خویشاوند به ارقام زراعی به منظور دستیابی به ارقام و پایه های بهتر و سازگارتر به کمک دورگه های بین گون های صورت گرفته است.

• تهیه نقشه های ژنتیکی

نقشه های ژنتیکی پیوستگی معرف و بیانگر آرایش مکان های ژنی متعددی است که شامل نشان گرهای مورفولوژیکی، ایزو آنزیمی و نیز DNA در طول کروموزوم می باشد.

ترسیم نقشه های ژنتیکی به منظور بهبود فرآیند اصلاح در جنس پرونوس مورد توجه قرار گرفته است و در این میان هلو نسبت به سایر گونه های دگر بارور و هتروزیکوس این جنس بیشتر مطالعه شده است. تهیه نقشه های ژنتیکی متعددی بر اساس تلافی های بین و درون گونه ای و به کمک نشان گرهای مولکولی در جنس برونوس تهیه شده است.

• مکان یابی ژن های کنترل کننده صفات کمی (QTL)

آنالیز مکان های صفات کمی (QTL) منجر به شناسایی مکان های ژنی کنترل کننده صفات کمی در یک جمعیت می شوند و شامل دو مرحله نقشه یابی نشان گرها و تعیین ارتباط میان این صفات با نشان گرها است.

انتخاب به کمک نشان گرها

در این روش ژن مورد نظر بر اساس وجود پیوستگی با یک نشان گر ژنتیکی تشخیص داده شده و انتخاب می شوند. در انتخاب به کمک نشان گرمی توان بر اساس حضور نشان گر پیوسته با ژن به وجود ژن پی برد و لازمه این امر نزدیک بودن نشان گر به ژن مورد نظر است. در حقیقت انتخاب به کمک نشان گرهای ژنتیکی به یک نقشه ژنتیکی اشباع شده نیاز دارد که درجه اشباع آن به هدف مطالعه نقشه بستگی دارد.

تولید و توسعه میکروب های مفید

تولید مایه زن های میکروبی و استفاده بی رویه و بدون احتیاط از کودها و سوم شیمیایی برای تولید محصول و کنترل حشرات و آفات منجر به آلودگی محیطی و از بین رفتن حاصلخیزی و سلامت خاک و توسعه مقاومت در برخی حشرات و مشکلات بقایای سموم شده است. لذا یک توجه جهانی به استفاده از کودها و آفت کش های زیستی مطمئن در مدیریت تلفیقی تغذیه و سیستم های مدیریت آفات وجود دارد. کودهای زیستی میکروارگانیسم هایی هستند که نیتروژن اتمسفر را تثبیت کرده و یا فسفر تثبیت شده را در خاک به صورت محلول درآورده و عناصر غذایی را بیشتر در اختیار گیاه قرار می دهند. استفاده از میکروارگانیسم ها به عنوان کود، مزایای زیادی دارداز جمله کم هزینه بودن آن ها، غیر سمی بودن برای گیاهان، آلوده نکردن آب های زیرزمینی و اسیدی نکردن خاک و مناسب برای رشد گیاه، باکتری های حل کننده فسفر گروهی از میکروارگانیسم ها هستند که فسفر غیرمحلول خاک را به صورت محلول درآورده و آن را به راحتی در اختیار گیاه قرار می دهند. میکوریزا به همزیستی بین قارچ های غیربیماری زا و ریشه گیاهان گفته می شود. میکوریزا عناصر غذایی را از لایه های عمیق تر خاک در اختیار گیاهان قرار می دهد و با مایه زنی آن ها به استقرار و رشد بهتر گیاهان می توان کمک کرد. این اجتماع میکوریزاها، همچنین به مقاومت گیاهان در برابر حمله بیماری ها کمک کرده و از طرفی خصوصیات خاک را نیز بهبود می بخشد.