X
تبلیغات
Biotechnology

Biotechnology

بيوتكنولوژي

ذرت

ذرت
 
آمریکایی ها اولین استفاده کنندگان از ذرت بودند. ذرت تا قبل از سال ۱۴۹۲ میلادی (سال کشف آمریکا) در قاره آسیا، اروپا و آفریقا بعنوان یک گیاه زراعی شناخته شده نبود. اما این گیاه را از قرنها قبل در آمریکا مرکزی می شناختند و توسط مردم سرخ پوست آمریکا کشت می شد و بهمین سبب نام لاتین آن از یکی از طوایف سرخ پوست بنام Marisi Mahig گرفته شده است.
کریستف کلمب کاشف آمریکا برای اولین بار دانه ذرت را از آمریکا به اروپا برد و نام Mais را به آن داد. سپس طی سالیان دراز بذر ذرت از طریق کشور پرتقال به آفریقا و جنوب اروپا تا هندوستان و چین برده شد. حدس زده می شود که دانه این گیاه مانند غلات دارای پوشینه هایی بوده و بر حسب جهش بصورت بلال امروزی درآمده است.
سالیانه بیش از صد میلیون هکتار از اراضی زراعی دنیا به کشت ذرت اختصاص پیدا می کند و بعد از گندم بزرگترین سطح کشت را اشغال می کند، در حالیکه تولید محصول آن بعد از گندم و برنج قرار دارد. اهمیت محصول و بالا بودن سطح زیر کشت زیاد این گیاه بعلت قدرت تطابق آن با شرایط گوناگون اقلیمی می باشد، بدین جهت جزو عمده ترین محصولات مناطق معتدله، معتدله گرم، نیمه گرمسیر و مرطوب بشمار میرود.
این گیاه بعلت ارزش غذایی خاصی که دارد مورد توجه کشورهای مکزیک، پرو، کشورهای آمریکای مرکزی و اغلب کشورهای آمریکای جنوبی قرار دارد. طبق شواهد مختلف و متعدد چنین به نظر می رسد که کشت و کار ذرت قرنها قبل توسط بومیان این مناطق نیز رواج داشته و آنها در اصلاح آن سهم زیادی داشته اند و حتی ارقامی از آن تهیه کرده اند. ذرتی که مورد توجه خاص سفید پوستان قرار گرفتهاست ذرت دندان اسبی بوده که دارای قدرت تطابق پذیری بیشتری با شرائط مختلف آب و هوایی است.
● مختصری از گیاه شناسی ذرت
ذرت گیاهی است یک پایه (Monoique-Monoecious) بدین معنی که گلهای نر و ماده جدا از هم ولی بر روی یک پایه قرار دارند. گلهای ماده ذرت از جوانه ای که در قاعده غلاف برگ وجود دارد تولید می شود. محور سنبلچه ای ذرت بعد از تکامل تبدیل به مغز بلال ( چوب محور بلال ) شده که روی محور بلال سنبلچه های متعددی بطور جفت قرار می گیرند که هر کدام دارای دو گل مونث می باشند. از محل تخمدان میله بلند و باریکی بنام خامه (style) خارج می گردد که در روی آن کلاله (stigma) ظریف و کرکداری وجود دارد. این میله بلند از راس پوسته دور بلال خارج و ظاهر می گردد. اولین میله خامه از تحتانی ترین قسمت بلال و آخرین آن از قسمت انتهایی بلال خارج می شود. میله خامه احتیاج بمدت زمانی در حدود ۵ تا ۱۰ روز برای تشکیل دارد. میله خامه در تمام طول خود مستقیما می تواند گرده های مذکر را بپذیرد.
تعداد بلال های ذرت در هر گیاه بسته به واریته های مختلف، کاملا متفاوت بوده و بین یک تا ۱۲ عدد در نوسان است. اندام نر گیاه ذرت در انتهای ساقه اصلی به صورت خوشه و خوشه های فرعی قرار دارد که در روی این خوشه یا خوشه های فرعی دو سنبلچه یکی بلند و دیگری کوتاه بطور منظم قرار گرفته است. هر سنبلچه دارای دو گل و هر گل دارای سه پرچم می باشد. همانطور که اشاره شد ذرت گیاهی است یک پایه و در نتیجه بعلت جدا بودن اعضای زایشی گرده افشانی آن بطور مستقیم بوده و گرده های گل به طرق مختلف بر روی اعضای مونث انتقال پیدا می کنند.
در نتیجه گرده افشانی آزاد ممکن است حدود ۱ تا ۱۵ درصد، عمل گرده افشانی مستقیم در ذرت صورت بگیرد. گرده های ذرت تقریبا در تمام ارقام یک تا پنج روز قبل از ظهور اعضای مذکور می رسند ( Protandry ) گل کردن ذرت مدت چند روزی بطول می انجامد. بعد از آنکه میله پرچم خارج گردید از کیسه گرده مقادیر بسیار زیادی گرده های سبک آزاد می گردد. آنطور که محاسبه شده است گیاه ذرت برای گل ماده حدود ۲۵۰۰۰ دانه گرده تولید می کند. گرده افشانی غیر مستقیم ذرت بیشتر بوسیله باد صورت می گیرد و باد می تواند تا چندین کیلومتر گرده ها را منتقل کند.
دانه ذرت میوه ایست گندمه (Caryopsis) و پوسته آن فقط شامل پوسته میوه (Pericarp) است. ذرت دارای ساقه های راست و مستقیم بوده و ممکن است طول آن در مناطق خشک تا هشت متر هم برسد. جالب است بدانید که برای تشکیل یک کیلوگرم ماده خشک ذرت در حدود ۳۱۵ تا ۴۱۵ لیتر آب احتیاج است.
بطور متوسط ترکیبات شیمیائی دانه خشک ذرت بشرح زیر می باشد:
▪ ۷۷% : نشاسته
▪ ۹% : پروتئین
▪ ۵% : روغن
▪ ۵% : پنتوزان
▪ ۲% : قند
▪ ۲% :خاکستر
● انواع ذرت
اصولا ذرت یک گونه است ولی از ارقام و واریته های متفاوتی تشکیل شده است :
▪ ذرت دندان اسبی (Zea mays var. indentata)
▪ ذرت بلوری (Zea mays var. indurata)
▪ ذرت آردی (Zea mays var. amyalcea)
▪ ذرت پاپ کورن (Zea mays var. everta)
▪ ذرت غلاف دار (Zea mays ver. tunicate)
▪ ذرت مومی (Zea mays var. ceratina)
▪ ذرت شیرین (Zea mays var. saccharata)
+ نوشته شده در  یکشنبه 1386/12/26ساعت 10:38 بعد از ظهر  توسط رضا فرجامی نژاد  | 

پایلوت کشت بافت گیاهان گرمسیرى و زینتى از طریق کشت بافت

 کشت سلول و بافت گیاهى که با عنوانهاى کشت این ویترو و یا کشت استریل نیز مطرح مى شود، ابزارى مهم در مطالعات پایه و کاربردهاى تجارى است. در حال حاضر به عملیاتى نظیر کشت سلولها، بافت ها و اندام هاى استریل و اجزاى آنها تحت شرایط مطلوب فیزیکى و شیمیایى در آزمایشگاه، "کشت بافت گیاهى" اطلاق مى شود.

استفاده از فن آورى کشت بافت براى تکثیر رویشى گیاهان یا ریزازدیادى مهمترین کاربرد تجارى این فناورى است. با این فن آورى مى توان از یک گیاه میلیونها گیاه جدید، با کیفیت خوب و در زمان کوتاه تولید کرد. کشت بافت سلولى با ارائه تئورى سلولى در قرن 19 آغاز گردید. این تئورى عنوان مى کند که سلول واحد ساختمانى مستقل و عملى یک موجود است. کاربرد تجارى کشت بافت در سال 1960 در آمریکا با ریزازدیادى ارکیده آغاز شد.

به طور کلى امتیازهاى روش ریزازدیادى را مى توان در موارد زیر خلاصه کرد:

-         گیاهان تکثیر شده به روش کشت بافت از قدرت رشد بالایى نسبت به گیاهانى که به روش هاى سنتى تکثیر مى شوند برخوردارند.

-         ازدیاد آن گروه از گیاهانى که با روش هاى سنتى به سختى تکثیر شده و یا از نظر اقتصادى مقرون به صرفه نیستند.

-         تکثیر و تولید تعداد زیادى از کلون هاى با ژنتیک معین.

-         بذور از ریسک کمترى براى جوانه زدن برخوردارند.

-         آزاد شدن از قیود اقلیمى موجود از نظر فصل و زیستگاه و در تمام طول سال مى توان گیاه تولید کرد.

-         حمل و نقل مواد گیاهى را راحت تر مى کند.

-         نگهدارى دراز مدت و میان مواد گیاهی.

-     تکنیک هاى کشت بافت در تولید گیاهان عارى از ویروس، دستکارى ژنتیکى، هیبریداسیون سوماتیکى، اصلاح نباتات و مطالعات پایه استفاده مى شوند.

 براى برقرارى ارتباط بین تحقیق و عملیات کاربردى، مرکز پژوهشهاى بیوتکنولوژى خلیج فارس پایلوت کشت بافت گیاهى را براى تکثیر انبوه برخى از گونه هاى باغبانى و عرضه به بازار راه اندازى کرد. از گونه هاى باغبانى که تا کنون در این مرکز تولید شده اند مى توان به محصولات میوه اى مانند موز و انگور و گیاهان زینتى مانند فیکوس بنجامین، اسپاتیفیلیوم، ارکیده، بنفشه آفریقایى، رز، هاورتیا و غیره اشاره کرد. این گیاهان جوان در گلدانهاى کوچک مناسب براى نهالستانهایى هستند که تا زمان رسیدن به اندازه استاندارد قابل فروش پرورش یابند.  

                               

               

                                                        

                      

  

                                                             

                        

                               

                                                                               

اٌرگانا یک محصول جدید از این پایلوت مى باشد. این گیاه زینتى در لوله شیشه اى است که همه مواد لازم براى رشد گیاه در ژل غذائى داخل لوله وجود دارد و نیازى به دادن آب ، غذا و هوا به آن نمیباشد.

         

                                                   

                     

       

                                       

                             

+ نوشته شده در  یکشنبه 1386/12/12ساعت 2:18 بعد از ظهر  توسط رضا فرجامی نژاد  | 

کنگره 2008 و دهمین کنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات ایران

 
تقویم کنگره های جهانی سال 200۸ میلادی

 دهمين کنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات ایران

 دهمين کنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات ايران توسط انجمن علوم زراعت و اصلاح نباتات ايران با همکاری مؤسسه تحقيقات اصلاح و تهيه نهال و بذر در تاريخ 28 تا 30 مرداد ماه سال 1387، در محل مؤسسه تحقيقات اصلاح و تهيه نهال و بذر، برگزار مي گردد.

براي اطلاعات بيشتر  انجمن زراعت و اصلاح نباتات ايران  كليك كنيد

 

ديگر كنفرانس های ۲۰۰۸ و تاریخ اتمام ثبت نام و تاریخ اجرا: 

(http://www.agronomy.org.au/events/2008/                   (۱۳۸۶/۱۱/۲۶

(11th Intern.l  Wheat Genetics Symposium (Australia)   (۱۳۸۶/۱۱/۲۵
http://www.cimmyt.org/english/wps/events/index.htm 

(Intern.l Symposium ,Plant Induced Mutations (Austria

http://www.cropscience2008.org.au 

(The 1st Africa Congress on Biotechnology (Kenya)          (22-26-Sept-2008

+ نوشته شده در  پنجشنبه 1386/12/09ساعت 12:54 بعد از ظهر  توسط رضا فرجامی نژاد  | 

موتاسیون  Mutation:

 

موتاسیون: به تغییرات ناگهانی در مواد ژنتیکی موتاسیون اطلاق می گردد.در تعبیر عمومی تر موتاسیون را تغییرات ناگهانی در ژنوتیپ موجود می دانند،بطوریکه این تغییرات را نتوان از طریق نوترکیبی ژنتیکی نوجیه نمود.

انواع موتاسیون:

موتاسیون ها به 2 طریق طبقه بندی می شوند یکی  را بر اساس تاثیر بر روی فنوتیپ موجود موتانت Mutant  و یکی دیگر بر اساس تاثیر بر روی ماده  ژنتیکی تقسیم کرداه اند.

تقسیم بندی بر اساس تاثیر برروی فنوتیپ :

1- موتاسیون در سلولهای سوماتیکی  Somatic cell mutation و جنسی.

2- موتاسیون های ظاهری Morphological mutations

3-موتاسیون های تغذیه ای Nutritional mutation

4- موتاسیون های کشنده  Lethal mutation

5- موتاسیون های شرطی  Conditional mutation

 

طبقه بندی موتاسیون ها بر اساس تاثیر بر روی ماده ژنتیکی:

موتاسیون های هستند که  موجب تغییر با حذف در یک یا تعدادی از جفت باز ها می شوند.

موتاسیون های نقطه ای  Point mutation

1- موتاسیون های خودبخودی  Spontaneous mutation

2- موتاسیون های القایی Inducible mutation

3- موتاسیون های خاموش  Silent mutation

4- موتاسیون های برگشتی یا معکوس  Back mutation(revesion mutation)

 

کاربرد موتاسیون:

برخی از موتاسیون ها قادرند در جهت بهبود ژنها عمل نمایند و فرآورده های ژنی را به صورتی تغییر دهند تا موجود بتواند بهتر به حیات خود ادامه دهد یا محیط اطراف خود سازگاری بیشتری پیدا نماید.از چنین ایده ای،متخصصین استفاده نموده اند تا بتوانند بالاخص گیاهان در جهت اهداف مشخص اصلاح نمایند.

+ نوشته شده در  پنجشنبه 1386/12/09ساعت 12:53 بعد از ظهر  توسط رضا فرجامی نژاد  | 

روشهاي به نژادي سنتي و نوين گياهي براي شرايط كم آبي در كشاورزي پايدار

 

بيش از يك سوم گره زمين را مناطق خشك و نيمه خشك در بر مي گيرد كه پذيراي بيش از 600 ميليون نفر جمعيت جهان متعلق به بيش از 100 كشور جهان مي باشد. در سالهاي خشكسالي اين مناطق بيش از ساير نقاط ديگر با پديده كاهش نزولات جوي مواجه بوده و اثر آني خود را به صورت بحرانهاي كم آبي نه تنها در مناطق كشاورزي و دامداري بلكه در شهرها نيز نمايان مي كند و دست اندركاران و متوليان اين كشورها را به فكر چاره وادار مي نمايد و در سال يا سالهاي بعد با اندكي افزايش بارش بار مسئله تا ايجاد بحران بعدي به بوته فراموشي سپرده مي شود. در قرن گذشته بويژه درچند دهه اخير بسياري از كشورهاي پيشرفته حتي در سالهاي خشكسالي با مشكل حادي روبرو نمي شوند كه در بررسي دقيق علت اين موفقيت بايد به توجه آنها به نقش كشاورزي در مقابله با بخشي از مشكلات كم آبي و تلاشهاي پژوهشي فراوان آنان در جنبه هاي مخلتف به زراعي، مكانيزاسيون، بيوتكنولوژي به نژادي و … براي حداكثر استفاده در حداقل شرايط آبي و با حداقل زيان به محيط زيست طبيعي تحت عنوان كشاورزي پايدار (Sustainable Agriculture) اشاره نمود. در اين سيستم در اختيار داشتن ارقام زراعي كم توقع و موفق در شرايط كم آبي از طريق روشهاي مختلف كلاسيك و نوين اصلاح نباتات از اهيمت ويژه اي برخوردار است كه با پيشرفتهاي شگرف علوم و فنون اصلاح نباتات در هر دو قسمت بويژه مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مولكولي در كشاورزي راه بيش از گذشته براي رسيدن به اين امر نويد بخش و گشوده شده است. اصولا در به نژآدي سنتي اصلاح گر تنها به گزينش بهترين اترقام مقاوم به كم آبي در ژرم پلاسم موجود با روشهاي طرحهاي آزمايشي مي پردازد. در حالي كه در روشهاي به نژادي نوين به نژادگر پا را فراتر نهاده و به ايجاد ارقام جديد از طريق دو رگ گيري پرداخته و مواد ژنتيكي جديد خود را با روشهاي نوين و كمكي اصلاح مانند مهندسي كروموزوم، مهندسي ژن و بيوتكنولوژي مولكولي ارزيابي نموده و لاينها يا ارقام مقاوم به تنش خشكي را گزينش مي نمايد در اين بررسي كتابخانه اي و عملي به يافته ها و كاربرد انواع اين روشها به اصلاحدر گياهان پرداخته و نمونه هايي از ارقام و محصولات مهايي زراعي و باعي گزينش شده و يا پديده امده از اين تكنيكها براي مقابله پايدار و دراز مدت و كاهش احتمال تكرار بجرانهاي خانمان سوز حاصل از كم آبي و خشكسالي پرداخته شده است. اگرچه دسترسي به ارقام ژنتيكي مقاوم به تنش كم آبي كاري دشوار است ولي غير ممكن نيست كه نتيجه اين مقاله از بررسي بيش از 5000 عنوا كار پژوهشي در دنيا در سطوح مختلف به نژادي كلاسيك و بويژه نوين در گياهان مختلف و تعداد 300 عنوان تحقيق در ايران عمدتا از نوع به نژادي كلاسيك و توصيه برخي ارقام مقاوم به خشكي براي كاشت در مناطق خشك و نيمه خشك گوياي اين واقعيت است. در خصوص گروه گياهي عمده تامين كننده بيش از 540% كالري دنيا يعني غلات بيش از 1000عنوان كار پژوهشي در دنيا تنها از يك سايت اينترنت گزارش شده كه سهم ايران عمدتا بيش از 200 مقاله داخلي بويژه در به نژادي سنتي است بنابراين در كنار مولفه هاي مورد نياز براي مقابله با بحران خشكسالي مانند مديريت منابع آب و مديرتي به زراعي در زمان تنش خشكي، اثرات مخرب زيست محيطي خشكسالي و سياستگذاريهاي مديريتي كلان كشور توجه بهمولفه مديريت اصلاح و به نژادي گياهان براي مقاومت به خشكسالي و كم آبي رابايد افزود و مجموعه اجرايي و پژوهشي مربوط به اين مقوله را در كشور شناسايي و تقويت نمود تا در كنار راهكارهاي عملي و اجرايي ديگر مطرح شده در اين كنفرانس در دراز مدت در رويارويي با پديده خشكسالي و كم آبي كارساز و موثر واقع شود.


كلمات كليدي:

كشاورزي پايدار ، به نژادي سنتي ، به نژادي نوين و مقاومت به تنش خشكي

+ نوشته شده در  یکشنبه 1386/12/05ساعت 3:1 بعد از ظهر  توسط رضا فرجامی نژاد  | 

معرفی کتاب

تازه ترين كتاب دكتر غلامعلي رنجبر ، تحت عنوان اصلاح نباتات نظري و كاربردي منتشر شد. 
عناوين فصول مختلف اين كتاب عبارتند از: تاريخچه اصلاح نباتات،توليد مثل در گياهان،ساختار ژنتيكي و سيتوژنتيكي گياهان، تنوع ژنتيكي در گياهان، كاربرد روش هاي آماري و مزرعه اي در اصلاح نباتات، دورگ گيري و انتخاب در گياهان خودگشن و دگرگشن، انتخاب توده اي و لاين خالص، روش شجره اي، روش جامعة بالك، روش اصلاحي تلاقي برگشتي، روش هاي اصلاحي تك دانه و انتخاب دوره اي، هتروزيس و خويش آميزي در گياهان دگرگشن، روش هاي انتخاب در گياهان زراعي دگرگشن، توليد هيبريد و انتخاب والديني، ارقام ساختگي در گياهان زراعي دگرگشن، انتخاب دوره اي در گياهان دگرگشن، دورگ گيري بين گونه اي و بين جنسي، اصلاح نباتات با استفاده از جهش ها ، روش هاي اصلاح هاپلوئيدي روش هاي اصلاح غيرجنسي، كاربرد زيست شناسي سلولي و ملكولي در اصلاح نباتات، ارقام دورگ در گياهان زراعي خودگشن، آزاد سازي رقم، گواهي و تكثير بذر، حقوق مالكيت.
بخش هاي مختلف كتاب براي دروس اصول اصلاح نباتات، و اصلاح نباتات خصوصي براي دانشجويان گرايش هاي زراعت، اصلاح نباتا، باغباني، گياهشناسي در سطح كارشناسي  و براي دروس اصلاح نباتات تكميلي، اصلاح نباتات كاربردي و مباحث نوين اصلاح نباتات براي دانشجويان گرايش هاي اصلاح نباتات و زراعت در سطح كارشناسي و براي دانشچويان رشته اصلاح نباتات دورة دكتري قابل توصيه است. 
اين كتاب داراي 666 صفحه مي باشد و توسط انتشارات دانشگاه مازندران منتشر شده است.

+ نوشته شده در  یکشنبه 1386/12/05ساعت 2:59 بعد از ظهر  توسط رضا فرجامی نژاد  | 

 

استفاده از روشهای كلاسیك و نوین اصلاح نباتات در بهبود عملكرد

 

معرفی علم اصلاح نباتات

اهداف اصلاح نباتات
1- بهبود كیفیت
2- افزایش تولید در واحد سطح
3- مقاومت به آفات و بیماریها
4- مقاومت به تنشهای محیطی

روشهای كلاسیك اصلاح نباتات
1- هیبریداسیون واریته‌های هیبرید
2- سطوح مختلف پلوئیدی (مهندسی كروموزوم)
3- موتاسیون
4- اینتروگرسیون

روشهای بیوتكنولوژی
1- كشت بافت و تولید گیاهان هاپلوئید
2- كشت دانه گرده
3- پروتوپلاست فیوژن
4- انتقال ژن یا مهندسی ژنتیك
5- انتخاب بر اساس نشانگرها و QTL
6- تولید گیاهان هاپلوئید



اصلاح نباتات :
اهلی نمودن گیاهان یكی از مهمترین وقایع كشاورزی در دنیای جدید است. هدفهای كلی اصلاح نباتات افزایش عملكرد در واحد سطح بهتر نمودن كیفیت محصولات كشاورزی و تولید مواد اولیه مورد نیاز جوامع انسانی است. ارقام و واریته‌های اصلاح شده گیاهان زراعی و زینتی هر ساله از كشوری به كشور دیگر انتقال داده می‌شود. بدین طریق كیفیت و كمیت محصولات كشاورزی افزایش یافته و احتیاجات فراورده‌های زراعی رفع می‌شود. در اغلب گیاهان یك یا چند ژن باارزش اقتصادی فراوان دارد. ژنهایی كه حساسیت و مقاومت گیاهان را نسبت به امراض و آفات كنترل می‌كنند در اولویت برنامه‌های اصلاح نباتات قرار دارند. هدف اصلاحگر نبات نباید در توسعه روشهای معمول كشت نباتات اصلاحی منحصر گردد بلكه بایستی همواره در جستجوی تركیبات نو از ژنوتیپهای مطلوب باشد.
هدف اصلاحی نهایی در هر برنامه اصلاحی افزایش عملكرد می‌باشد. در شرایط نا مساعد افزایش عملكرد به طریق اصلاح نباتات به مقدار كم و صرف زمان طولانی ممكن است ژنهای كنترل كننده عملكرد برای بروز حداكثر پتانسیل خود به عوامل محیطی تولید وابسته می‌باشند. به طور كلی عمدترین اهداف اصلاح نباتات را می‌توان در عناوین زیر خلاصه می‌شود.


1- بهبود كیفیت
كیفیت خصوصیتی است كه باعث افزایش ارزش محصول می‌شود كیفیت در جائی ممكن است به ارزش غذایی یك غله یا طعم و بافت یك میوه تلقی شود. كیفیت 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 بافت و رنگ نان را مستقیماً تحت تاثیر قرار می‌دهد. بهرحال در گیاه اصلاح شده از لحاظ پروتئین و اسیدهای آمینه ممكن است متفاوت باشد. در اهداف تولید نباتات علوفه‌ای توجه به كیفیت علوفه همواره مسئله خوش‌خوراكی و ارزش تغذیه‌ای را در بردارد در گیاهان زینتی كیفیت مفهومی جدا از گیاهان زراعی دارد. خصوصیات كیفی در گلهای زینتی عمدتاً همچون شكل 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 كه طیف وسیعی از میوه جات و سبزیجات را در بر می گیرد كیفیت معمولاًَ به مقاوم و ماندگاری خصوصیات بیوشیمیایی محصول انبار شده در برابر تغییرات طولانی مدت محیط فیزیكی را شامل می شود. خصوصیات انباری از مهمترین شاخصهای اقتصادی را شامل می شودكه 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. عملكرد گیاه در واحد سطح منعكس كننده برآیند همه اجزا گیاه می باشد. بهرحال همه ژنوتیپهای تولید شده دارای عكس العمل فیزیولوژیكی و ژنتیكی یكسانی در شرایط مختلف نیستند. عملكرد صفتی پیچیده است كه تحت تاثیر اثر متقابل ژنوتیپ و محیط می باشد.

3- مقاومت به آفات و بیماری:
برای دستیابی به حداكثر تولید، مقاوم بودن به آفات و بیماریها ضروری است علفهای هرز، حشرات بیماریهای باكتریایی و ویروسی در مقاطع مختلف از مرحله رشد گیاه بیشترین خسارت را به محصول وارد می‌كند. اصلاحگران همراه سعی بر دستیابی به گیاهان را دارند كه حاوی ژنهای مطلوب به مقاومت به آفات و بیماریها هستند. علت مقاوم بودن بعضی از واریته‌ها را به مكانیزم فیزیولوژیكی فعال در برابر حمله آفات می‌دانند به عنوان مثال تركیبی به نام فیتوالكین در لوبیا همراه در هنگام شیوع بیماری فوزاریوم از گیاه ترشح می‌شود كه باعث بلوكه 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 كشاورزان نوید بخش است. مقاوم منجر به سرشكست شدن بسیاری از هزینه‌های تحمیلی به كشاورزان و بی‌نیاز شدن به فعالیتهایی همچون سمپاش و آلودگی محیط زیست و مسائل باقیمانده سموم در بافت گیاهان زراعی با مصرف خوراكی 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 كافی با این شرایط نامساعد مقابله كند بعضی از واریته‌های گیاهان در شرایط نامساعد محیطی و فقر حاصلخیزی خاك قادر هستند مقدار مناسبی محصول را در واحد سطح تولید كنند فلذا شناسایی ژنوتیپهای مقاوم به تنشهای محیطی از اصلی‌ترین راهكارهای مناسب برای رفع معضل مذكور می‌باشد.

● تولید گیاهان هاپلوئید و دابل‌هاپلوئیدی
تولید هاپلوئید و سپس دو برابر نمودن كروموزمهای آن به ایجاد دابل هاپلوئید می‌انجامد كه سریعترین روش دستیابی به اینبریدینگ كامل در طی یك مرحله می‌باشد. در روشهای متداول بهنژادی گزینش داخل نتاج به عنوان یك معضل اصلاح‌كنندگان محسوب می‌شود زیرا تعداد جمعیتهای و مزارع مختص ارزیابی هر سال افزایش می‌یابد. مهمترین روشهای القائی تولید هاپلوئید عبارتند از:

۱) میكروسپور (آندوژنز)
۲) كشت گلچه
۳) كشت بساك، تخمك (ژینوژنژ) كشت تخمك، دورگ‌گیری بین گونه‌ای

تولید هاپلوئید به روش میكروسپور یكی از كاراترین و معمولترین روش ایجاد هاپلوئید می‌باشد میكروسپور دانه گرده‌ای است كه در مرحله ابتدائی نمو در محیط كشت، گیاهچه هاپلوئید را بوجود می‌آورد، كشت بساك نیز معمولترین فرم كشت گرده است كه بساكها در مرحله نموی تك هسته‌ای انتخاب می شود. تولید گیاهان هاپلوئید به تعداد زیاد به روش كشت بساك بستگی دارد. ایجاد هاپلوئید گندم توسط تلاقی گندم× ارزن و گندم × ذرت امكانپذیر می‌باشد.
تكنیكهای دو برابر كردن مجموعه كروموزمی (ژنوم) هاپلوئید‌ها برای تهیه گیاهان صد در صد خالص (دابل هاپلوئید) نقش اساس را ایفا می‌كند. مكانیزمهای دو برابر شدن ژنوم میكروسپوربه دو پدیده اتحاد هسته‌ای و دو برابر شدن میتوزی یا داخلی نسبت داده می‌شود. در طرحهای به‌نژادی گیاهان خود گشن به تعداد نسبتاً زیادی گیاه دابل هاپلوئید جهت گزینش بهترین لاین نیاز می‌باشد. برای ایجاد لاینهای اینبرد به روش دابل‌هاپلوئیدی در گیاهان دگرگشن نیز تعداد زیادی لاین مورد احتیاج می‌باشد.
كل‌شی‌سین مهمترین عامل شیمیایی دو برابر نمودن كروموزومی است كه در سطح وسیعی بكار می رود. كل‌سی‌سین بازدارنده رشته های دوكی شكل وعمل كننده در سلولهای در حال تقسیم گیاهان می باشد. به ططور دقیق تر كل‌شی‌سین از تشكیل میكرو بتولها از طریق پیوند با زیر واحد پروتئین میكروبولی ها به نام تیوبولین ممانعت می كند لذا كروموزمها در مرحله متافاز یك جا وارد یك سلول می گردند كه نتیجتاًَ تعداد كروموزوم سلول حاصل از تقسیم دو برابر می گردد. گیاهان هاپلوئید در تعدادی از گونه های زراعی شامل پنبه، توت فرنگی ، گوجه فرنگی، جو و توتون و سیب زمینی و برنج و گندم و بعضی از گیاهان دیگر تولید شده اند.

● اینتروگرسیون :
فرایند اینترگرسیون ، به معنای وارد كردن قسمتی از مواد ژنتیكی یك گونه به گونه دیگر می تواند توسط تلاقی های برگشتی ( بک کراس ) مكرر F1 بین گونه ای با یكی از والدین انجام می شود. در اكثر موارد از اینتروگرسیون به منظور انتقال ژنهای مقاوم به بیماری از سایر گونه ها به گونه های زراعی كه فاقد ژن مقاوم هستند استفاده می شود.


● اصلاح گیاهان با استفاده از موتاسیون :
به نظر می رسد تنوع ژنتیكی حاصل از موتاسیون مصنوعی با تنوع حاصل از موتاسیون طبیعی یكسان باشد. بنابراین اصول اساسی استفاده از تنوع حاصله از موتاسیون مصنوعی ÿا تنوع حاصل از موتاسیون طبیعی یكسان است. اصلاح كننده بایستی با عوامل موتاژن كاربرد آنها و نحوه ایجاد موتاسیون آشنا بوده و به تشخیص گیا هان موتانت قادر و امكانات و وسایل لازم را دارا باشد. به طور كلی دو عامل فیزیكی و شیمیایی در ایجاد موتاسیون دخالت دارند موتاژنهای فیزیكی شامل اشعه ایكس ، گاما، نوترون و UV می باشد. اكثراًَ‌اصلاحگران به این موتاژنها دسترسی ندارند لذا از مواد شیمیایی عمدتاًَ استفاده می كنند.

● هیبریداسیون :
هیبریداسیون یكی از ابزارهای متداول اصلاح نباتات كلاسیك می باشد كه در واقع به تلاقی بین دو واریته برای دستیابی به ژنوتیپ برتر اطلاق می شود. یك برنامه هیبریداسیون ممكن است به واریته های داخل یك گونه یا بین والدین چند جنس مختلف صورت پذیرد. اصلاحگران بعد از هیبریداسیون در جستجوی ژنوتیپهای برتر هموزیگوت نیست بلكه سعی می كنند كه مجموعه ای از ژنهای را انتخاب كنند كه دارای اثر متقابل ژنتیكی مفید و اثرات هتروزیس هستند. وجود پدیده هیبریداسیون امكان انتقال ژنهای مفید از یك گونه به گونه دیگر را فراهم می كند. هیچ پدیده ای در علم اصلاح نتوانسته تاثیر ی مانند واریته های هیبرید روی افزایش مواد غذایی در دنیا بگذارد. واریته های هیبرید به جامعه F1 كه برای استفاده تجاری تولید می شوند اطلاق می شود یكی از روشهای هیبریداسیون ، دابل كراس می باشد كه به خوبی نتایج مطلوب پیامد خود را به ثبات رسانده است .

● كشت بافت گیاهی :
كشت بافت فرایندی است كه در آن قطعات كوچكی از بافت زنده از گیاهی جدا شده و به مدت كشت نا محدودی در یك محیط مغذی رشد داده می شود. برای انجام كشت سلولی موفق بهترین حالت آن است این عمل با كشت بخشی از گیاه كه حاوی سلولهای تمایز نیافته است آغاز می شود زیرا چنین سلولهایی می تواند به سرعت تكثیر یابند. قطعات گیاه در محیط كشت می تواند به طور نا محدودی رشد كرده و توده سلولی تمایز نیافته به نام كالوس می كنند بر اینكه سلول گیاهی نمو كند و به كالوس تبدیل شوند لازم است كه محیط كشت حاوی هورمونهای گیاهی مانند اكسین، سیتوكسین و جبیرلین باشد.

كاربردهای كشت بافت های سلولی :
1- تولید مواد شیمیایی
گیاهان به عنوان منبع مهمی از مواد پیشتاز فراورده هایی كه در صنایع مختلف مانند داروسازی، صنایع غذایی و آرایشی و بهداشتی و كشاورزی مورد استفاده اند.
2- گیاهان عاری از عوامل بیماریزایی گیاهی
غلات ممكن است توسط گونه های زیادی از آفات میكروبی ، ویروس، باكتریائی و قارچی آلوده می شوند. این آلودگیها تا حد زیادی موجب كاهش تولید فراورده كیفیت آن و توان گیاه می شوند. آلودگی در درختان میوه بازده محصول را تا 90% كم می كند. اساس به دست آوردن گیاهان بدون ویروس كشت مریستم انتهایی آنهاست با كشت قطعه كوچكی از مریستم می توان كالوس بدون ویروس تهیه كرد.
مواد گیاهی كه از طریق كشت بافت تكثیر می شوند تغییرات ژنتیكی بالایی را نشان می دهند. زمانی كه از كشت كالوس مرتباًَ زیر كشت گرفته شود گیاهان حاصل سطح پلوئیدی متفاوتی را نشان می دهند و همینطور كه بحث خواهد شد این تغییرات ناشی از كشت بافت می تواند تنوع ژنتیكی جدیدی را در اختیار اصلاح كننده نباتات قرار دهد.

پروتوپلاست فیوژن :
اغلب ممكن است پیوند دو گانه گیاه خویشاوند كه از نظر جنسی با هم سازگار نیستند مورد نظر باشد .بدیهی است كه استفاده از روش آمیزش جنسی كه معمولاًبرای پرورش گیاه به كار برده می شود در این مورد ممكن نیست اما با هم در هم آمیختگی و الحاق پروتوپلاست گیاه مربوطه می توان به همان مقصود نائل گردید .
برای انجام این كار دو روش اساسی وجود دارد.
در روش اول از مواد شیمیائی مانند پلی اتیلن گلیلول ،دكستران و اورنیتین به عنوان مواد ملحق كننده وممزوج كننده استفاده می شود كه باعث تسریع در تركیب پروتوپلاسها می گردد. از روش دیگری به نام امتزاج الكتریكی نیز می توان استفاده كرد .در این روش چسبندگی پروتوپلاسها در یك میدان الكتریكی غیر یكنواخت به وقوع می پیوندد و در هم آمیختگی هنگامی روی می دهد كه ضربان یا تناوب كوتاهی از جریان مستقیم به كار برده می شود پس از در هم آمیختگی مجموعه های ژنی هسته و سیتوپلاسم مجدداًبا هم تركیب می شوند ودر نتیجه آرایش جدیدی از تر كیب ژنها به وجود می آید.

تغییر در تعداد و ساختار كروموزوم (مهندسی كروموزوم):

۱. اتو پلی پلوئیدی:
اتوپلی ئیدی در طبیعت به عنوان مكانیسمی برای بهبود اطلاعات ژنتیكی اتفاق می افتد. اتوتترا پلوئید است و ارقام تجاری موزوبعضی از سیب ها اتوتریلوئیدهستند. در بعضی گونه های گیاهی افزایش معقول در تعداد ژنوم با افزایش در اندازه سلول و بزرگترشدن اندامها همراه است . برای مثال تریپلوئید از بنیه بهتری برخوردارند و در مقایسه با سیب های دیپلوئید میوه های بزرگتری می دهند از اتو پلی پلوئیدی برای تولید میوه و گلهای بزرگ نیز استفاده شده است. در برنامه های اصلاحی اتو پلوئیدهای مصنوعی دو هدف مهم در نظر گرفته می شود:
1)تولید یك ژنوتبپ یا تركیبی از ژنوتیپها كه برتر از بهترین دیپلوئیدها در بعضی از صفات مهم باشند
2)افزایش باروری در نباتات بذری

2-آلوپلوئیدی:
بنا به تعریف یك گیاه آلوپلوئید از تركیب و دو برابر نمودن دو یا چند ژنوم متفاوت تولید می شود .تفاوت بین دو ژنوم مختلف بستگی به رفتاركروموزمها در تقسیم كاهش كروموزومی دارد. برای تولید آلو پلوئیدها از دو برابر نمودن تعداد كروموزومهای هیبرید استفاده می شود. آلوپلوئیدها غالباً تتراپلوئید یا هگزا پلوئید بوده واز تركیب ژنومهای دو وسه گونه دیپلوئید به وجود می آید .گندم بهترین نمونه آلوپلوئیدی در غلات است. گونه های گندمی كه دارای 21 جفت كروموزم هستند از تلاقی بین گونه های تترا پلوئید اهلی وگونه دیپلوئید وحشی به وجود آمده اند.

3-آنیوپلوئیدها:
تغییرات كروموزمی را كه شامل یك یا چند كروموزم باشد آنیوپلوئیدی می گویند. اهمیت آنیوپلوئیدی در تكامل گیاهان كمتر از پلی پلوئیدی بوده و زمان لازم برای تكامل واهلی شدن گیاهان آنیوپلوئید طولانی تر از گیاهان پلی پلوئید است .حالات نالی زومی ،مونوزومی،تری زومی ،تترازومی از فرمهای مختلف آنیوپلوئیدی هستند.

نشانگرهای مولكولی:
بسیاری از محدودیتهای روشهای مختلف اصلاح نباتات ریشه در فقدان ابزارهای مناسب برای مطالعات ژنتیكی دارد .وجود ماهیت كمی صفات اقتصادی در محصولات كشاورزی موجب شد كه محیط بسیاری ارز براوردهای ارزشهای اصلاحی را تحت تاًثیر قرار دهد و لذا استفاده از ابزارهائی كه حداقل تاثیر پذیری را از محیط دارند گام مؤثری در افزایش پیشرفتهای ژنتیكی مورد استفاده می باشد. ماركرهای مولكولی و اخیر نشانگرهای DNA ابزار مناسبی هستند كه بر اساس آن می توان جایگاه ژنی وكروموزمی ژنهای تعیین كننده صفات مطلوب را شناسائی كرد. با دانستن جایگاه یك ژن روی كروموزم می توان از نشانگرهای مجاور آن برای تائید وجود صفت در نسلهای تحت گزینش استفاده نمود.
با در دست داشتن تعداد زیادتر نشانگر می توان نقشه های ژنتیكی كاملتری را تهیه نمود كه پوشش كاملی را در تمام كروموزمهای گیاهان به وجود می آورد.استفاده از نشانگرها موجب افزایش اطلاعات مفید و مناسب از جنبه های پایه وكاربردی اصلاح نباتات خواهد گردید .
انتخاب به كمك نشانگرهای مولكولی راه حلی است كه دست آورد زیست شناسان مولكولی برای متخصصان اصلاح نباتات می باشد در این روش ژن مورد نظر بر اساس پیوستگی كه با یك نشانگر ژنتیكی تشخیص داده و انتخاب می شود و بنابراین به عنوان قدم اول در روش انتخاب به كمك نشانگر باید نشانگرهای پیوسته با ژنهای مورد نظر شناسائی شود. یافتن نشانگرهائی كه فاصله آنها از ژن مطلوب كمتر از cm10می‌باشد به طور تجربی نشان داده شده كه در این صورت دقت انتخاب 99/75 درصد خواهد بود لذا داشتن نقشه های ژنتیك اشباع كه به طور متوسط دارای حداقل یك نشانگر به ازای كمتر از cm10 فاصله روی كروموزمها باشد از ضروریات امر می باشد.
یكی از پایه های اساسی اصلاح نباتات دسترسی وآگاهی از میزان تنوع در مراحل مختلف پروژه های اصلاحی است . به همین جهت نشانگرهای برآورد مناسبی از فواصل ژنتیكی بین واریته های مختلف را نشان می دهند.

+ نوشته شده در  یکشنبه 1386/12/05ساعت 2:55 بعد از ظهر  توسط رضا فرجامی نژاد  |