10:22 ص
الانتاج النباتي -
كتب الزراعة
كتاب : انتاج و فسيولوجيا محاصيل السكر
اعداد : ا.د عبد الحميد محمد حسانين / د فاروق سلطان
عدد صفحات الكتاب : 161 صفحة
قصب السكر هو محصول استوائي مع التمثيل الضوئي لـ C4 والبرازيل هي المنتج الرئيسي له. زاد اهتمام العالم بالإيثانول الحيوي وقصب السكر مع ارتفاع إنتاجية السكروز والكتلة الحيوية بشكل مستمر على مر السنين. في الواقع ، يعد قصب السكر أحد أهم المحاصيل المستخدمة كمواد وسيطة مستدامة للطاقة المتجددة ، مثل الكهرباء الحيوية والإيثانول الحيوي ، في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية (وكالة الطاقة الدولية - http://www.iea.org). يُزرع قصب السكر في جميع أنحاء العالم في 22 مليون هكتار ويبلغ متوسط محصوله 70.9 طن / هكتار . هذا المحصول فعال للغاية في اعتراض الطاقة الشمسية وامتصاص الكربون في الكربوهيدرات ، مما يؤدي إلى تراكم السكروز العالي (حوالي 0.7 متر) في القصبات الناضجة وإنتاج الكتلة الحيوية العالية . ومع ذلك ، فإن متوسط المحصول الحالي أقل من 20٪ من الحد الأقصى النظري المقدر من النماذج الرياضية لنمو النبات والعمليات الفسيولوجية . يلعب التمثيل الضوئي دورًا رئيسيًا في إنتاج الكتلة الحيوية وإنتاج المحاصيل ، ومع ذلك ، فإن فهمنا لهذه العملية الفسيولوجية المهمة في قصب السكر محدود أكثر عند مقارنته بالذرة ، وهو نوع آخر من C4. هذا يسلط الضوء على الحاجة إلى دراسات فسيولوجية مفصلة لقصب السكر ، لا سيما على التمثيل الضوئي للأوراق. ستساعد مثل هذه الجهود في سد الفجوة بين متوسط العائد في الحقل والحد الأقصى النظري لإنتاج قصب السكر.
نشأ قصب السكر الحديث من التهجين بين الأنواع الأبوية Saccharum officinarum L. (2n = 80) و S. spontaneum L. (2n = 40–128). على الرغم من أهميته الاقتصادية ، إلا أن تعقيد جينوم قصب السكر بحجم جينومه أحادي الصبغة المقدر بـ 930 ميجا بايت في الثانية والعدد الكبير من الصبغيات واختلال الصيغة الصبغية وتعدد الأشكال ، قد حد من التقدم في تطوير أصناف جديدة عبر مناهج التربية الجزيئية. كان التكاثر الكلاسيكي هو المسؤول الوحيد عن أصناف قصب السكر التي تم إطلاقها في العقود الماضية ، على الرغم من بذل بعض الجهود لاستغلال التعديل الوراثي . وتجدر الإشارة إلى أنه ، على حد علمنا ، لم يتم إطلاق أي خط معدّل وراثيًا تجاريًا بعد .
تم إحضار قصب السكر إلى البرازيل في عام 1531 وعلى الرغم من العمل الزراعي الهائل لتوليد المزيد من الخطوط الإنتاجية ، فإن فهم فسيولوجيا قصب السكر ، خاصة فيما يتعلق بأداء التمثيل الضوئي ، لا يزال غير موجود . تم اختيار الأصناف الحديثة أساسًا للخصائص القائمة على الطلب الغذائي ومقاومة الضغوط الحيوية وغير الحيوية ، وليس للنشاط الضوئي ، كما هو الحال بالنسبة لبرامج تربية القمح والأرز . تشير الدراسات الحديثة إلى وجود علاقة إيجابية بين عملية التمثيل الضوئي ، وإنتاجية المحاصيل ، وإنتاج الكتلة الحيوية ، مما يشير إلى أن زيادة التمثيل الضوئي هي طريقة محتملة لتعزيز إنتاجية قصب السكر
من أجل زيادة و / أو معالجة التمثيل الضوئي لقصب السكر ، يجب علينا أولاً أن نفهم العمليات التنظيمية المتضمنة في الكيمياء الحيوية C4 . التمثيل الضوئي من النوع C4 أكثر كفاءة من النوع C3 بسبب بعض السمات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية والتشريحية الخاصة . ظهرت الأنواع ذات التمثيل الغذائي لـ C4 بشكل مستقل 45 مرة على الأقل أثناء تطور نباتات اليابسة في ما لا يقل عن 62 نوعًا من نباتات monocot و dicot منذ حوالي 30 و 15 مليون سنة ، مما يشير إلى أن الآليات الجينية والتنظيمية البسيطة نسبيًا يمكن أن تدفع تحويل C3 النمط الظاهري إلى C4 . ومع ذلك ، فإن الآليات والجهات التنظيمية ليست مفهومة بالكامل بعد.
إلى جانب العوامل البيئية ، يتم التحكم أيضًا في التمثيل الضوئي من خلال قوة الحوض التي توازن بين العرض والطلب بالوعة . في هذا السياق ، يتبع نشاط الإنزيمات والتعبير عن الجينات المرتبطة بعملية التمثيل الضوئي علاقة المصدر بالوعة في قصب السكر . وبالتالي ، ركزت العديد من الدراسات التي تقيم التعبير الجيني بشكل أساسي على الحوض ، أي تطوير قصب قصب السكر ، مما يوفر نظرة ثاقبة لنضج القصبة وتراكم السكروز . في المقابل ، استكشفت دراسات قليلة فقط الأسباب الفسيولوجية والكيميائية الحيوية لاختلاف التمثيل الضوئي بين الأصناف وأنواع الأوراق....
-------------------
----------------------------
ليست هناك تعليقات: