3:16 ص
البيولوجيا -
كتب الزراعة
كتاب : التكنولوجيا الحيوية و التغذية الجزيئية
تأليف : ا.د اسامة محمد الحسيني
عدد صفحات الكتاب : 587 صفحة
يزداد الإنتاج الزراعي القائم على المعرفة والاعتماد على العلم بشكل متزايد. ظهرت مجالات بحث إستراتيجية جديدة وتم تطويرها ، مع تأثيرات عميقة على القدرة على إنتاج الغذاء وإدارة الموارد الطبيعية والبيئة.
مع تطور الزراعة المستدامة ، تشهد أربعة مجالات بحث رئيسية توسعا سريعا. ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتنمية المستدامة وهي:
المكافحة البيولوجية ، أو الإدارة المتكاملة للآفات ؛
البحث في إدارة الموارد الجينية؛
إخصاب طبيعي
الايكولوجيا الزراعية.
في مجال التكنولوجيا الحيوية ، هناك تطور سريع للغاية لتطبيق البيولوجيا الجزيئية على مجموعة من مشاكل الإنتاج الزراعي وقضايا الاستدامة (انظر الإطار 1).
جعلت التكنولوجيا الحيوية من الممكن التربية الانتقائية وتهجين المحاصيل. تسمح هذه العملية بنقل واحد أو عدد قليل من الجينات المرغوبة ، مما يسمح للعلماء بتطوير محاصيل ذات سمات مفيدة محددة وبدون سمات غير مرغوب فيها. تسمح التكنولوجيا الحالية للعلماء بتغيير خاصية نباتية واحدة في كل مرة ، بدلاً من قضاء سنوات في محاولة تطوير أفضل وأقوى النباتات بالطريقة التقليدية.
يمكن أيضًا رؤية الفوائد في البيئة ، حيث تقلل محاصيل التكنولوجيا الحيوية المحمية من الحشرات من الحاجة إلى استخدام مبيدات الآفات. تقلل المحاصيل المحمية من الحشرات من التعرض المحتمل للمزارعين والمياه الجوفية للمخلفات الكيميائية ، بينما توفر للمزارعين السيطرة طوال الموسم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تقليل الحاجة إلى مكافحة الآفات يقلل أيضًا من الوقت والجهد والموارد التي يتم إنفاقها على الأرض ، وبالتالي الحفاظ على التربة السطحية.
يجب الاعتراف بإنجازات "الزراعة العضوية" ، ولكن يجب توضيح حدودها أيضًا. تهدف طرق النمو التي أوصت بها الحركات العضوية أساسًا إلى الاستدامة من حيث البيئة. قد تؤدي الزراعة العضوية إلى انخفاض الغلة ، وبالتالي لن يكون من الممكن تلبية احتياجات سكان العالم المتزايدين. بالنظر إلى أن الإنفاق على المتطلبات الغذائية الأساسية في البلدان النامية لا يزال مرتفعًا ، فقد يتبين أن الزراعة العضوية غير مستدامة اجتماعياً. في البلدان المتقدمة ، هي أكثر قدرة على المنافسة ولكنها لا تزال بحاجة إلى دعم مالي كبير. على الرغم من أن "الإنتاج العضوي" في حد ذاته لا يمكن اعتباره نظام إنتاج مستدام يلبي متطلبات الغذاء في المستقبل ، يمكن استخدام بعض الإنجازات والمعرفة المكتسبة من خلال اتباع أساليب النمو هذه في الإنتاج المتكامل والمستدام.
برزت التغذية الجزيئية كمجال جديد في علم التغذية بعد التقدم في البيولوجيا الجزيئية ومتطلبات شرح استجابات الكائن الحي للمغذيات على المستوى الجزيئي. وتشمل هذه التعبير الجيني ، ونقل الإشارة ، والتعديلات التساهمية للبروتينات (مولر وكيرستين ، 2003). طور جاكوب ومونود (1961) لأول مرة نظرية أوبرون اللاكتوز ، وهي أول مثال على تنظيم الجينات بواسطة مادة مغذية. شابيرو وآخرون (1969) عزل الحمض النووي لأوبرا اللاكتوز النقي من الإشريكية القولونية ، مما يدل بشكل كامل على نموذج أوبرا اللاكتوز لجاكوب ومونود (1961). التفاعلات الجينية مع المغذيات هي نموذج للتفاعل بين الجينوم والبيئة. تعتمد كل عملية غذائية على تفاعل عدد كبير من البروتينات المشفرة بواسطة جزيئات الرنا المرسال التي يتم التعبير عنها في خلية معينة. تعد تعديلات مستويات الرنا المرسال وبدورها مستويات البروتين المقابلة (على الرغم من أن المتغيرين لا يتغيران بالضرورة بالتوازي) هي معلمات مهمة في التحكم في تدفق عنصر غذائي أو مستقلب من خلال مسار كيميائي حيوي. وهكذا ، ساعدت التغذية الجزيئية في معالجة الأسئلة الأساسية للصحة وقدمت تفسيرات آلية رائعة للسبب والنتيجة.
إن تطبيقات "omics" ، مثل علم الجينوم والنسخة والبروتيوم والمستقلبات ، سهلت فهم التغذية الجزيئية . على سبيل المثال ، بحث في تغيرات التعبير الجيني للدماغ استجابة لأنظمة غذائية مختلفة غنية بالأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (PUFA) في الفئران باستخدام مصفوفة ميكروأري عالية الكثافة. وجدوا أن الأنظمة الغذائية المخصبة بـ PUFA تؤدي إلى تغييرات كبيرة في التعبير عن العديد من الجينات في الأنسجة العصبية المركزية ، ويبدو أن هذه التأثيرات مستقلة بشكل أساسي عن تأثيرها على تكوين الغشاء ، مما يسهل فهم الآثار المفيدة لـ ω-3 PUFA على الجهاز العصبي. سون وآخرون. (2013) بحث في الآلية الكامنة وراء زيادة استخدام الجلوتامين من الأحماض الأمينية لتغذية العمليات الابتنائية في خلايا سرطان القناة البنكرياسية الغدية (PDAC) باستخدام تقنية الأيض. لقد أثبتوا أن إعادة برمجة استقلاب الجلوتامين يتم بوساطة KRAS المسرطنة عبر التنظيم النسخي وقمع الإنزيمات الأيضية الرئيسية في هذا المسار.
--------------------
-------------------------------
ليست هناك تعليقات: