زیست فناوری و کاربردهای آن- قسمت سوم

اگر بیوتکنولوژی (و اصلاح نباتات و ژنتیک) در کمک به استفاده موثر و بهتر از منابع، نقص داشته باشند، آنگاه احتمالاً کشاورزی پایدار نخواهد بود و اندازه جمعیت دنیا به دلیل استفاده بی رویه و نادرست از منابع کاهش خواهد یافت، همچنین با تخریب زیبایی های طبیعی، کیفیت زندگی برای کل جمعیت دنیا کاهش می یابد.مراقبت های محیطی برای پایدار کردن کشاورزی ضروری است و اگر مدیریت صحیحی اعمال گردد، بیوتکنولوژی در افزایش یا نگهداری منابع محیطی سهیم خواهد بود و در غیر این صورت باعث تخریب محیط خواهد شد و گام های بعدی باید در جهت کاهش ریسک این قضیه برداشته شود. چیزی که اغلب در زمینه کاربرد این علم نادیده گرفته می شود، مبحث انتقال تکنولوژی است که بسیار حائز اهمیت است، به طوری که با آموزش صحیح، تک تک افراد این علم را در مناسب ترین راه و بهترین شکل برای رفع نیاز خود به کار گیرند و در این صورت می توان انتظار داشت که بیوتکنولوژی در مسیرکشاورزی پایدار و همگام با آن باشد و بدین ترتیب ابزار و متد جدیدی را فراهم خواهد کرد تا به هر گونه افزایش تقاضا برای غذا پاسخ دهد، ضمن اینکه توجه خاصی به پایداری محیط دارد.عمده ترین کاربردهای‌ زیست فناوری ‌درکشاورزی‌ را می‌توان‌ به‌ دسته‌های‌ زیر تقسیم‌ کرد:

۱) ایجاد گیاهان‌ مقاوم‌ به‌ حشرات‌ و آفتها

۲) ایجاد گیاهان‌ تحمل‌ کننده‌ علف‌کشها

۳) ایجاد گیاهان‌ مقاوم‌ به‌ بیماریهای‌ ویروسی‌ و قارچی‌

۴) ایجاد گیاهان‌ مقاوم‌ به‌ شرایط‌ سخت‌ مانند سرما، گرما و شوری‌

۵) ایجاد گیاهان‌ دارای‌ ارزش‌های‌ غذائی‌ ویژه‌ و با طعم و عطر بهتر

۶) ایجاد گیاهان‌ دارای‌ خاصیت‌ درمانی‌ ـ پیشگیری‌

۷) ایجاد گیاهان‌ دارای‌ خصوصیت‌ متابولیکی‌ تغییر یافته‌ مانند رشد سریع‌ و راندمان‌ کشت‌ بالاتر

۸) ایجاد دامهای‌ تراریخته که‌ دارای‌ خصوصیات‌ ویژه‌ای‌ مانند تولید شیر زیاد یا گوشت‌ کم‌چربی‌

۹) ایجاد جانورانی‌ که‌ بعنوان‌ کارخانه‌ تولید آنتی‌بادی‌ و واکسن‌ و دارو عمل‌ کنند

۱۰) ایجاد ماهیها و سایر دامهائی‌ که‌ با سرعت‌ زیاد رشد می‌کنند

● تولید گیاهان تراریخته

به‌کارگیری روش‌ها و فنون مهندسی ژنتیک و زیست فناوری مولکولی به طور جدی از سال ۱۹۸۳ آغاز و روندی به شدت رو به رشد را به ویژه در قلمرو اصلاح گیاهان زراعی استراتژیک، طی کرد. پیشرفت در این حوزه، فوق‌العاده چشمگیر است. به‌طوریکه در مدتی کمتر از هشت سال، سطح زیر کشت گیاهان دست‌ورزی شده ژنتیکی (Transgenic)، وسعتی بالغ بر ۶۰ میلیون هکتار از اراضی کشاورزی جهان را به خود اختصاص داد. به این ترتیب، مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی به منظور تأمین امنیت غذایی جمعیت رو به رشد جهان وارد عمل شده و مواد غذایی دستکاری شده ژنتیک (GMOs) به تدریج وارد بازار شد. در سال ۱۹۸۶ نخستین آزمایش‌های مزرعه‌ای، با تنباکوی تراریخته، در امریکا و فرانسه صورت گرفت. چین نخستین کشوری بود که در سال ۱۹۹۰، تولیدگیاهان تراریخته (تنباکو) را به شکل تجاری آغاز کرد. امریکا، دومین کشوری بود که در سال ۱۹۹۴، گیاه تراریخته گوجه‌فرنگی را به شکل تجارتی تولید نمود. پس از آن، در فاصله سال‌های ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۶، ۳۵ گیاه تراریخته تولید شد که حدود ۸۰ درصد آن‌ها مربوط به دو کشور امریکا و کانادا بودند. تا سال ۱۹۹۹، بین ۲۵ تا ۴۵ درصد تولید برخی از محصولات اصلی زراعی (ذرت، سویا و غیره) در امریکا، با استفاده از گیاهان تراریخته صورت می‌گرفت. درحال حاضر، حداقل ۲۵ درصد از سطح زیر کشت ذرت تراریخته و ۴۰ درصد از سطح زیرکشت سویای تراریختة جهان در آمریکاست. وارد کردن ژن‌های فراوان (مربوط به صفات مختلف) به ده‌ها گونه گیاهی مانند گندم، جو، گوجه‌فرنگی، ذرت، سیب زمینی، سویا، پنبه، مارچوبه، تنباکو و چغندرقند جهت اصلاح یا بهبود فرآورده‌های کشاورزی، امکان تغییر ژنتیکی در راه‌های بیوسنتزی گیاهان برای تولید انبوه موادی مانند روغن‌های خوراکی، موم‌ها، چربی‌ها و نشاسته‌ها که در شرایط عادی به میزان بسیار جزیی تولید می‌شوند و کنترل آفات زیستی، تنها نمونه‌های کوچکی از کاربردهای گسترده گیاهان ترانس‌ژنی (تراریخته) را شامل می‌شوند. احیای مراتع و جنگل‌ها و حفظ تنوع گونه‌های گیاهی و جانوری در مناطق کویری و بیابانی از دیگر عرصه‌های کشاورزی است که با کمک زیست فناوری روند سریع‌تری یافته است. برای مثال، بیوتکنولوژیست‌ها با شناسایی، تکثیر و پرورش گونه‌های واجد ژن‌های مقاومت به نمک، گیاهان مقاومی مانند کاکتوس‌ها، کاج و سرو اصلاح شده‌ای را تولید کرده‌اند که قابلیت رشد و تکثیر در مناطق سخت بیابانی را پیدا کرده‌اند. همچنین به کمک روش‌های بیوتکنولوژی، از جلبک‌ها و گل‌ولای موجود در دریاها، ترکیبات و کودهای زیستی سودمندی را برای حاصلخیزی زمین‌های کشاورزی تولید می‌کنند.

بیوتکنولوژی ابزارهای جدیدی را برای اصلاح نباتات فراهم می‌کند

بیوتکنولوژی مفهوم گسترده‌ای است که به استفاده از موجودات زنده و مشتقات حاصل از آنها برای تولید محصولات مفید و سودآور اطلاق می‌شود. این تعریف کلی کلیه فعالیتهای مرتبط با صنایع سرکه، تخمیر خمیر نان، مواد آلی، مواد تولیدی برای کنترل حشرات و اصلاح گیاهان و جانوران و محصولات تولیدی و حیوانات اهلی را در بردارد. در حقیقت علم کشاورزی به تنهایی می‌تواند منشاء تکنولوژی زیستی باشد. قرن اخیر با افزایش اطلاعات حاصل از

ژنتیک و اصلاح نباتات در ما مواجه با بهبود عملکرد گیاه چه از لحاظ کمی چه از لحاظ کیفیت می‌باشیم. هم‌اکنون تکنولوژی جدید DNA نوترکیب اجازه تشخیص‌های و شناسایی‌ ، جداسازی و حتی تغییر ژنهای و محصولات حاصل از آنها را در موجودات زنده به منظور ایجاد واریته‌های تراریخت فراهم می‌کند. این تکنولوژیها مکمل و افزایش‌دهنده دقت روشهای سنتی اصلاحی به منظور افزایش غذا، فیبر و سایر محصولات حاصل از کشاورزی هستند. کشاورزان در آمریکا، کانادا و آرژانتین و سایر کشورها به سرعت با واریته‌های تراریخت و مهندسی ژنتیک شده آشنا شده‌اند. در بین سالهای ۱۹۹۶ الی ۲۰۰۱، تولیدات جهان محصولات تراریخت مانند سویا، پنبه، ذرت و کانوا، سیر افزایش را داشته و نزدیک به ۱۲۵ میلیون آکروز (۵۰ میلیون هکتار) از سطح زیر کشت را به خود اختصاص داده است.کشاورزان ایالت کالیفرنیا بالغ بر ۳۵۰ محصول متفاوت را تولید کرده‌اند که ۷۹ تا از این محصولات ملی معرفی گردید. کالیفرنیا همچنین اولین تولید کننده غذاهای تجارتی حاصل از واریته‌های ترانسژنیک می‌باشد، گوجه‌فرنگی calgen,s flouer به طور گسترده در سالهای ۱۹۹۴ در سطح تجارتی مورد کشت قرار گرفت اگر چه سهم قابل توجهی از محصول بازارهای فروش را به به خود اختصاص نداده است. با این حال بعد از آن فروش جهان محصولات زراعی تراریختی مانند ذرت، سویا و پنبه در مدیترانه و جنوب امریکا، به طور قابل توجهی گسترش یافت. تولیدات قابل توجه تجاری واریته‌های پنبه در کالیفرنیا از سال ۱۹۹۹ در کالیفرنیا آغاز شده و به سرعت، تولیدات این محصولات افزایش یافته است. سایر محصولات تراریخت دیگر در حال گسترش در کالیفرنیا می‌باشد.بهرحال معرفی محصولات تراریخت هیچ وقت با اطمینان کامل نبوده است و همواره در انجام این تکنیکهای جدید خطرات ناشناخته‌ای وجود دارد که در مقایسه با روشهای سنتی اصلاح نباتات معیارهای غیر قابل پذیرش را برای مصرف آنها ایجاد می‌کند

● اساس ژنتیکی اصلاح نباتات:

علم کشاورزی بر مبنای اهلی کردن گیاهان وحشی و ایجاد محصولات منطبق بر نیاز ما عمل می‌کند. بشر در حدود ده هزار سال پیش زمانی که به کاشت و داشت واریته‌های خاصی از گیاهان اقدام نمود، کشاورزی را برای تولید غذا ابداع کرد و لذا گیاهان بوسیله انتخاب و انتقال صفات به نسلهای بعد بهبود یافت. بعنوان مثال اهلی کردن ذرت بوسیله کشاورزان گذشته صورت گرفت. عمده صفات تغییر یافته مرتبط با اهلی کردن گیاهان بود بعنوان مثال صفات (افزایش در تولید بذر، کاشت آسان، اندازه بزرگتر و میزان محصول برداشت شده و تغییر در شکل ظاهری و کاهش و از بین بردن سوبستراهای و مواد سمی و غیره ) بوسیله تمدن‌های کشاورزی گذشته مانند چین و مصر و مادیان صورت پذیرفت بعلاوه، این محصولات کم‌کم با شرایط آب و هوایی خاص منطقه مورد کاشت تطابق و سازگاری یافتند و بنابراین از لحاظ ژنتیکی، صفاتی همچون کیفیت، مقاومت به استرس و مقاومت به بیماری در عملکرد مناسب را به دنبال خود همراه داشت. گیاهان اهلی شده در کشاورزی بر اساس نتایج حاصل از تغییر ژنتیکی گیاهان وحشی در هزاران سال پیش بوجود آمده‌اند. مطالعات علمی در مورد ژنتیک در حدود سال ۱۹۰۰ میلادی با فعالیتهای گرگور مندل آغاز شد. ما حالا می‌دانیم که ژنها واحدهای وراثتی هستند که از جنس رشته DNA که در داخل کروموزم موجود در هسته همه سلولهای موجودات زنده است استقرار یافته‌اند، البته بعضی از ویروسها حاوی ژنومی با ترکیب DNA هستند. همه واحدهای ژنتیکی موجود در کروموزم شامل ۴ ترکیب در مولکول DNA خود می‌باشند. آدنین (A) تیمین (T) سیتوزین (C) گوانین، نزدیک به هزار کلمه را می‌توان با ۲۶ حرف از الفبای انگلیسی ایجاد کرد،

نمونه ای از دستاوردهای کاربردی بیوتکنولوژی دربهبود گردافشانی و افزایش تولید زنبورستانها

بیوتکنولوژی دانش و فناوری جدید است و با توجه به اینکه رشد این فن آوری به صورت تصاعدی است تاخیر در تعریف صحیح نیازهای کشاورزی کشور، ماهها و سالهای زیادی را برای جبران عقب ماندگی می طلبد و از سوی دیگر کشورهای بیگانه هرگز به طور اصولی با انتقال واقعی تکنولوژی به نحوی که بتواند به طور مطبوع زیر ساختهای آن را فراهم نمود، موافقت نخواهند کرد . در ذیل چند نمونه از نتایج تحقیقات کاربردی بیوتکنولوژی کشاورزی را که در کشورهای مختلف صورت گرفته است و کشاورزی این کشورها را دچار سود کلان نموده توضیح داده می شود جالب اینجاست که هیچ اثر و رد پایی را در اینترنت نمی توان از جزئیات مواد و روشهای این دستاوردهای نوین مشاهده کرد. و این همان زنگ خطری است برای منتقدانی که اعتقاد دارند که باید نشست و فقط از نتایج و دستاوردهای کاربردی بیوتکنوژی الگو برداری کرد غافل از اینکه هیچ کشوری دستاوردی را که با هزینه گزاف بدست آمده به آسانی در اختیار دیگران قرار نخواهد داد. در کشور ما ایران، رشته های دانشگاهی مختلفی با قدمت طولانی در زمینه کشاورزی و دام و آبزیان وجود دارد که از دیدگاه تخصصی و به صورت جزء به جزء، مسائل و پارامترهای مختلف مرتبط با افزایش تولید را مطالعه می کنند. به عنوان مثال رشته زراعت و اصلاح نباتات، بیمارشناسی، حشره شناسی، خاکشناسی، آبیاری، جنگل و مرتع، علوم باغبانی، دامپروری و دامپزشکی مسائل علمی مربوط به خود را به طور جداگانه مورد بررسی قرار می دهند. کلمه University از کلمه Unity به معنی اتحاد و همبستگی مشتق شده است. با این وجود اجتماعات مشترک بین متخصصان تغذیه گیاهی، فیزیولوژیستها، متخصصان حشره شناسی و آفات و بیماریها، متخصصان علوم دام و آبزیان و دامپزشکها در کشور بسیار محدود می باشد. اگر با یک دید کلی و منصفانه به مسائل و مشکلات موجود در کشور در زمینه بیوتکنولوژی کشاورزی و دام نگاه کنیم، بی تردید در کنار متخصصان علوم مختلف کشاورزی، جای خالی و نیاز انکار ناپذیر موجود مبنی بر همکاری و همفکری متخصصان علوم پایه ای همچون دانشمندان شیمی تجریه، میکروبیولوژیستها، متخصصان علم بیوشیمی، متخصصان آمار و ریاضیات، ژنتیک مولکولی، آنزیم شناسی و سایر علوم مربوطه احساس می شود که امید این موانع نامریی موجود هر چه زودتر مرتفع شود.

منابع :

parsbiology

www.bio.org

www.biotech.about.com