مهندسي ژنتيك گياهان زراعي

تكنولوژي DNA نوتركيب امكان توسعه كامل حشره كش­هاي بيولوژيكي جديد را فراهم ساخت كه مزاياي عامل كنترل بيولوژيكي كلاسيك را داشت، اما اثرات زيان آور كمتري را نسبت به آن داشت. بيوتكنولوژي چندين فرصت منحصر بفرد را ايجاد مي كند كه عبارتند از :

1. دستيابي به مولكول­هاي جديد.

2. توانايي تغيير ميزان بيان ژن.

3. قابليت تغيير الگوي بيان ژن­ها.

4. توسعه گياهان ترانس ژن با ژن­ها حشره كش مختلف.

با اين حال گياهان ترانس ژن اكسير يا دارويي براي حل كردن تمامي مشكلات آفت نمي باشند و به برخي اصول بستگي دارند. محدوديت هاي اصلي گياهان ترانس ژن شامل:

1.  آفات ثانويه در غياب سم پاشي براي آفات اصلي كنترل نمي شوند.

2. نياز به كنترل آفات ثانويه توسط سم پاشي شيميايي كه باعث مرگ دشمنان طبيعي مي شود كه يكي از مزاياي گياهان ترانس ژن را از بين مي برد.

3. هزينه توليد و گسترش گياهان ترانس ژن ممكن است بالا باشد.

4. نزديكي مزارع سم پاشي شده ممكن است باعث كاهش مزاياي گياهان ترانس ژن شود.

5. مهاجرت حشره ممكن است باعث كاهش ميزان تاثير يا سودمندي گياهان ترانس ژن شود.

6. ايجاد مقاومت در جمعيت­هاي حشره ممكن است سودمندي گياهان ترانس ژن را محدود كند.

بنابراين، گسترش و مديريت مناسب و موثر گياهان ترانس ژن از روش موثر، شرط لازم براي استفاده از بيوتكنولوژي براي بهتر شدن محصول مي باشد.

در نتيجه­ي پيشرفت در ترانسفورماسيون ژنتيكي و بيان ژن در طول دهه­ي اخير، پيشرفت قابل توجهي در استفاده از مهندسي ژنتيك براي گسترش محصولات صورت گرفته كه هدف اصلي حفاظت از محصولات در مقابل حمله حشرات مي باشد. نيازهاي اصلي براي ترانسفورماسيون ژنتيكي شامل : 

1. ژنوم هدف.

2. ژن كانديدا.

3. ناقل حمل كننده ژن.

4. كشت بافت و سيستم باززايي.

5. تغيير DNA خارجي براي افزايش ميزان بيان ژن.

6. روش انتقال DNA پلاسميد به سلول.

7. پروتوكل­هاي شناسايي سلول ترانسفورم شده يا تغيير يافته.

8. مشخص كردن گياهان ترانس ژن مشهور در سطوح موكلولي و ژنتيكي.

 

اغلب گياهان ترانس ژن مقاوم به حشره با استفاده از آلفا ندوتوكسين هاي Bt توليد مي شوند و مطالعات بسياري نيز در زمينه­ي ژن­هاي غير Bt براي كنترل آفت انجام مي شود. تعدادي از اين ژنها با نيازهاي غذايي حشرات تداخل مي كنند. اين ژنها شامل بازدارنده­هاي پروتئاز، كيتيناز، متابوليت هاي ثانويه گياهي و لكتين­ها مي باشد.

اولين ژن توكسين (سمي) Bt در سال 1981 كلون گرديد و اولين گياه ترانس ژن در اواسط سال 1980 توليد شد. بعدها نيز چندين گونه­ي زراعي براي توليد توكسين هاي Bt جهت كنترل حشرات آفت مهندسي گرديد. ژنهاي ايجاد كننده­ي مقاومت به حشرات در گياهان زراعي مثل ذرت، پنبه، سيب زميني، توتون، گل كلم، كاهو، گردو، سيب، يونجه و سويا درج شده است. اولين گياه ترانس ژن در سال 1994 رشد يافت و در سال 1996 نيز در سطح وسيعي در آمريكا كشت گرديد. در بين كشورهاي در حال توسعه چين، هند، آرژانتين، مكزيك، برزيل، پاكستان و آفريقاي جنوبي تحقيقات گسترده­اي را در زمينه­ي گياهان ترانس ژن انجام مي دهند.