[Zohreh Gholami]

مهندسی ژنتیک گیاهان زراعی

تکنولوژی DNA نوترکیب امکان توسعه کامل حشره کش های بیولوژیکی جدید را فراهم ساخت که مزایای عامل کنترل بیولوژیکی کلاسیک را داشت، اما اثرات زیان آور کمتری را نسبت به آن داشت.


بیوتکنولوژی چندین فرصت منحصر بفرد را ایجاد می کند که عبارتند از:
1. دستیابی به مولکول های جدید.
2. توانایی تغییر میزان بیان ژن.
3. قابلیت تغییر الگوی بیان ژن ها.
4. توسعه گیاهان ترانس ژن با ژن ها حشره کش مختلف.

با این حال گیاهان ترانس ژن اکسیر یا دارویی برای حل کردن تمامی مشکلات آفت نمی باشند و به برخی اصول بستگی دارند.


محدودیت های اصلی گیاهان ترانس ژن شامل:
1.  آفات ثانویه در غیاب سم پاشی برای آفات اصلی کنترل نمی شوند.
2. نیاز به کنترل آفات ثانویه توسط سم پاشی شیمیایی که باعث مرگ دشمنان طبیعی می شود که یکی از مزایای گیاهان ترانس ژن را از بین می برد.
3. هزینه تولید و گسترش گیاهان ترانس ژن ممکن است بالا باشد.
4. نزدیکی مزارع سم پاشی شده ممکن است باعث کاهش مزایای گیاهان ترانس ژن شود.
5. مهاجرت حشره ممکن است باعث کاهش میزان تاثیر یا سودمندی گیاهان ترانس ژن شود.
6. ایجاد مقاومت در جمعیت های حشره ممکن است سودمندی گیاهان ترانس ژن را محدود کند.

بنابراین، گسترش و مدیریت مناسب و موثر گیاهان ترانس ژن از روش موثر، شرط لازم برای استفاده از بیوتکنولوژی برای بهتر شدن محصول می باشد. در نتیجه ی پیشرفت در ترانسفورماسیون ژنتیکی و بیان ژن در طول دهه ی اخیر، پیشرفت قابل توجهی در استفاده از مهندسی ژنتیک برای گسترش محصولات صورت گرفته که هدف اصلی حفاظت از محصولات در مقابل حمله حشرات می باشد.


نیازهای اصلی برای ترانسفورماسیون ژنتیکی شامل :
1. ژنوم هدف.
2. ژن کاندیدا.
3. ناقل حمل کننده ژن.
4. کشت بافت و سیستم باززایی.
5. تغییر DNA خارجی برای افزایش میزان بیان ژن.
6. روش انتقال DNA پلاسمید به سلول.
7. پروتوکل های شناسایی سلول ترانسفورم شده یا تغییر یافته.
8. مشخص کردن گیاهان ترانس ژن مشهور در سطوح موکلولی و ژنتیکی.

اغلب گیاهان ترانس ژن مقاوم به حشره با استفاده از آلفا ندوتوکسین های Bt تولید می شوند و مطالعات بسیاری نیز در زمینه ی ژن های غیر Bt برای کنترل آفت انجام می شود. تعدادی از این ژنها با نیازهای غذایی حشرات تداخل می کنند. این ژنها شامل بازدارنده های پروتئاز، کیتیناز، متابولیت های ثانویه گیاهی و لکتین ها می باشد.

اولین ژن توکسین (سمی) Bt در سال 1981 کلون گردید و اولین گیاه ترانس ژن در اواسط سال 1980 تولید شد. بعدها نیز چندین گونه ی زراعی برای تولید توکسین های Bt جهت کنترل حشرات آفت مهندسی گردید. ژنهای ایجاد کننده ی مقاومت به حشرات در گیاهان زراعی مثل ذرت، پنبه، سیب زمینی، توتون، گل کلم، کاهو، گردو، سیب، یونجه و سویا درج شده است. اولین گیاه ترانس ژن در سال 1994 رشد یافت و در سال 1996 نیز در سطح وسیعی در آمریکا کشت گردید. در بین کشورهای در حال توسعه چین، هند، آرژانتین، مکزیک، برزیل، پاکستان و آفریقای جنوبی تحقیقات گسترده ای را در زمینه ی گیاهان ترانس ژن انجام می دهند.