11:37 ص
الانتاج النباتي -
كتب الزراعة
كتاب : التحسين الوراثي للنباتات
إن تحسين المحاصيل ، وهندسة النباتات لصالح البشرية ، قديم قدم الزراعة نفسها. منذ حوالي 10000 عام ، انتقل الأشخاص البدائيون من الصيد والبحث عن الطعام إلى زراعة المحاصيل. مع هذا التبديل بدأت العملية المستمرة لتحسين النباتات التي نعتمد عليها في الغذاء والألياف والأعلاف.
على مدار السنين ، تم استخدام طريقتين لتحسين المحاصيل ، وفقًا لما ذكره لورانس بوجوراد ، عالم الأحياء الجزيئية النباتية في جامعة هارفارد. الأول هو الانتقاء ، الذي يعتمد على التنوع الجيني المتأصل في النباتات. اختار المزارعون الأوائل نباتات ذات سمات مفيدة ، مثل تلك التي تحمل أكبر ثمار أو كانت الأسهل في الحصاد. ربما من خلال بعض الإدراك البدائي بأن السمات قد انتقلت من جيل إلى آخر ، تم استخدام أفضل النباتات والبذور لإنشاء محصول العام المقبل. إن الانتقاء الطبيعي ، الذي يحدد بقاء الأنواع ، قد تم تعزيزه الآن عن طريق الانتقاء الاصطناعي. من خلال اختيار وعزل نباتات الاختيار للزراعة ، كان المزارعون الأوائل يؤثرون في جوهرها على النباتات التي ستتلقح. من خلال الاختيار والعزلة ، كانوا يضيقون ، ولكن يتحكمون ، في مجموعة الجينات المتاحة لكل محصول.
تشير بقايا النباتات الموجودة في مصر القديمة وبلاد ما بين النهرين إلى أن زراعة النباتات كانت منتشرة بالفعل في ذلك الوقت. في الأطلال السابقة للقرى الهندية قبل الإنكا في بيرو ، اكتشف علماء الآثار حبوب ليما التي تحتوي على بذور أكبر بنحو 100 مرة من بذور ليماس البرية في المنطقة. يشير هذا إلى أن شعب الإنكان حصلوا على حبوبهم من مربي النباتات الأقدم الذين لم يتركوا أي سجل.
كانت التقنية الثانية هي التكاثر. اختار المزارعون نباتين ثم قاموا بعبورهما لإنتاج ذرية لها الصفات المرغوبة لكلا الوالدين. ومع ذلك ، فقد تعرضت العملية للإصابة أو الفشل ، نظرًا لأن مربي النباتات الأوائل لم يفهموا الانتقال الجيني للصفات ولم يتمكنوا من التنبؤ بالنتيجة المحتملة لتهجين معين. ومع ذلك ، ظهرت سمات قيمة يمكن اختيارها والحفاظ عليها في السكان.
الأساس المادي للوراثة - أو ما يحدث في الواقع عند عبور نباتين - لم يكن مفهومًا حتى أوائل القرن العشرين. كان المفتاح هو تجارب تربية جريجور مندل في ستينيات القرن التاسع عشر ، على الرغم من أن أهمية عمله لم يتم التعرف عليها إلا بعد وفاته. من خلال العمل مع البازلاء في حديقة الدير الخاصة به في النمسا ، استنتج مندل أن المعلومات الوراثية مخزنة في وحدات منفصلة نسميها الآن الجينات. علاوة على ذلك ، رأى أن كل سمة ، مثل اللون ، يتحكم فيها جينان ، أحدهما من الوالد الذكر والآخر من الوالد الأنثوي.
بعد فترة وجيزة ، وجد باحثون آخرون أن الجينات تنتقل في كتل من 5000 أو نحو ذلك ، وليس بشكل مستقل كما توقع مندل. ما لم يكن يعرفه مندل هو أن الجينات لا توجد منفصلة في الخلية. بدلا من ذلك ، فهي مرتبطة ببعضها البعض على كروموسومات طويلة في نواة الخلية. وهكذا ، في حين أن الجين هو وحدة الوراثة ، فإن الكروموسوم هو وحدة النقل. يساهم كل والد بنصف مكمل الكروموسوم في النسل ؛ في البشر ، على سبيل المثال ، يساهم كل والد بـ 23 كروموسوم.
في أوائل القرن العشرين ، تعلم علماء الأحياء كيف يتم تصنيف الكروموسومات أثناء انقسام الخلية - وكيف يحدد ذلك خصائص النسل. لقد تعلموا كيفية تحديد موقع الجينات على الكروموسومات ، لأن الكروموسومات تنكسر وتعاود الانضمام ، أو تتقاطع ، بشكل منتظم إلى حد ما أثناء انقسام الخلية ، مما يؤدي إلى مجموعات جينية جديدة. لقد تعلموا أيضًا أنه في بعض الأحيان توجد الكروموسومات في نسخ متعددة ، أو بأعداد أقل ، وأن هذه الجرعة المعينة تؤثر على التعبير الجيني. تمكّن الهندسة الوراثية علماء الأحياء الجزيئية من تعديل الجينات في مجموعات غير ممكنة في الطبيعة ، مما يفتح مصدرًا جديدًا واسعًا للتنوع الجيني لتحسين المحاصيل. وأوضح بوجوراد أن "أحد الإنجازات الرائعة للهندسة الوراثية والبيولوجيا الجزيئية هو أننا نمتلك الآن نوعًا من مجموعة الجينات العالمية". "بصرف النظر عن داروين ، وبغض النظر عن الانتواع ، يمكننا الآن تصور نقل أي جين ، من حيث المبدأ على الأقل ، من أي كائن حي إلى أي كائن حي."
في بعض الحالات ، يستلزم نقل الجينات الجمع بين جينات نباتين ، كما يفعل مربي النباتات اليوم ، ولكن دون قيود على العمل مع النبات بأكمله. على الرغم من أن علم الوراثة المندلية قد ألغى الكثير من التخمين في التربية الكلاسيكية ، فلا يزال هناك عنصر التجربة والخطأ: عندما يتم الجمع بين جينومين كاملين في تهجين جنسي ، لا يمكن للمربي أن يكون متأكدًا من النتيجة. قد يتكاثر من أجل صفة واحدة ، يتحكم فيها جين واحد ، لكن مئات الآلاف من الجينات الأخرى في كل نبات تعقد المهمة. على النقيض من ذلك ، يمكن للمهندس الوراثي الجزيئي أن ينتزع هذا الجين الفردي من النبات المانح ويدخله في المتلقي ، تاركًا الجينات الدخيلة وراءه. هذه الخصوصية تجلب أيضًا توفيرًا في الوقت. من خلال نقل الجينات ، يمكن إنشاء مجموعة محسنة في تجربة واحدة ، في جيل واحد. ومع ذلك ، باستخدام التقنيات التقليدية ، فإنه يأخذ تقاطعات متكررة للتخلص من الجينات غير الضرورية ، وبالتالي عدة أجيال وعدة سنوات لإنشاء تنوع محسن.
علاوة على ذلك ، فإن المهندس الجيني الذي يبحث عن جين لمقاومة الآفات أو تحمل الحرارة أو سمة أخرى لم يعد مقيدًا بحواجز التكاثر الطبيعية - يمكنه الاختيار من أي نوع. في النهاية ، قد يختار المهندس الجيني أيضًا من خارج المملكة النباتية ، مستعيرًا الجينات من الحيوانات أو البكتيريا. أظهرت تجربة حديثة أن عمليات النقل هذه ممكنة بالفعل: تم نقل جين لمقاومة المضادات الحيوية من بكتيريا إلى نبات البطونية ، حيث منح النبات مقاومة. في النهاية ، قد يكون من الممكن نقل جينات تثبيت النيتروجين من البكتيريا إلى النباتات ، وبالتالي تقليل الحاجة إلى الأسمدة.
---------------------
----------------------------
ليست هناك تعليقات: