12:01 ص المكتبة الزراعية الشاملة

 

كتاب : تطبيقات في التقانات الإحيائية النباتية : الجزء الاول و الثاني

تأليف : ا.د كاظم محمد ابراهيم الصميدعي

عدد صفحات الكتاب : 783 صفحة

النباتات هي أساس كل الأنشطة البشرية: فهي تخدمنا كغذاء وأدوية؛ كمصدر لمواد البناء، وألياف الملابس، والمواد الكيميائية السائبة (مثل السليلوز والأميلوز والمطاط) والمواد الكيميائية الدقيقة (مثل النكهات والعطور والمبيدات الحشرية والأصباغ). وبالتالي، منذ العصور القديمة، كان الناس يبحثون عن تطبيقات جديدة للنباتات والمنتجات المشتقة من النباتات وحاولوا تحسين إنتاج المنتجات المعروفة. ومع ظهور التكنولوجيا الحيوية أيضًا، أصبحت النباتات هدفًا مهمًا لأبحاث التكنولوجيا الحيوية.

أساس جميع تطبيقات التكنولوجيا الحيوية النباتية هو مبدأ القدرة الكاملة. تعني القدرة الكاملة أن كل خلية نباتية فردية تحمل جميع المعلومات الوراثية اللازمة لجميع وظائف النبات، ومن حيث المبدأ، ينبغي أن تكون قادرة على النمو إلى نبات كامل مرة أخرى.

تهتم التكنولوجيا الحيوية الزراعية بنمو النباتات كمحاصيل وتهدف إلى تحسين الإنتاجية أو تغيير السمات المرتبطة بجودة النبات. ويمكن القيام بذلك من خلال نهج التربية الكلاسيكية، حيث أصبحت زراعة الأنسجة النباتية أداة رئيسية تقلل من الوقت اللازم لتطوير صنف جديد إلى حد كبير، مما يتيح إنتاج العديد من النباتات المتطابقة في وقت قصير. البيولوجيا الجزيئية هي الأداة الرئيسية الأخرى المستخدمة لتحسين النباتات. في هذه الحالة، يتم التعبير عن الجينات بشكل مفرط، مما يعطي النبات سمات محسنة أو جديدة (ومرغوبة). لتحسين الإنتاجية، قام الجيل الأول من النباتات المعدلة وراثيا (المعدلة وراثيا، GM) بتطوير الجين الذي جعل النبات مقاومًا لمبيدات الأعشاب أو مقاومًا للآفات أو الأمراض.

تشمل أمثلة تطبيقات التكنولوجيا الحيوية النباتية تطوير المحاصيل الأكثر مقاومة للآفات أو الأمراض أو الضغوط البيئية، وإنتاج النباتات ذات المحتوى الغذائي المحسن أو غيرها من السمات المرغوبة، واستخدام النباتات لإنتاج المنتجات الصناعية مثل الوقود الحيوي والبلاستيك الحيوي. . يمكن أن تتضمن التكنولوجيا الحيوية النباتية أيضًا استخدام الكائنات المعدلة وراثيًا (GMOs) لأداء مهام محددة، مثل تطوير المحاصيل الأكثر مقاومة للآفات أو التي يمكن أن تنمو في بيئات صعبة. تعد التكنولوجيا الحيوية النباتية مجالًا مهمًا لديه القدرة على المساهمة في تطوير حلول مستدامة للتحديات العالمية مثل الأمن الغذائي وتغير المناخ. إنها منطقة للبحث والتطوير النشط، مع العديد من الاحتمالات المثيرة للمستقبل.

على سبيل المثال، قد تكون هناك حاجة لمحصول واحد لتوفير الغذاء المستدام والتغذية الصحية، وحماية البيئة، وفرص العمل والدخل. عادة ما يكون العثور على النباتات المناسبة أو تطويرها تحديًا معقدًا للغاية. وتشمل التكنولوجيات الحيوية النباتية التي تساعد في تطوير أصناف وسمات جديدة علم الوراثة وعلم الجينوم، والاختيار بمساعدة الواسمات (MAS)، والمحاصيل المعدلة وراثيا (المهندسة وراثيا). تسمح هذه التقنيات الحيوية للباحثين باكتشاف الجينات ورسم خرائط لها، واكتشاف وظائفها، واختيار جينات محددة في الموارد الوراثية والتربية، ونقل جينات سمات معينة إلى النباتات حيث تكون هناك حاجة إليها. تقوم NIFA بتمويل الأبحاث والتدريب والإرشاد لتطوير واستخدام التكنولوجيات الحيوية للأغذية والزراعة. تشمل مجالات العمل، على سبيل المثال لا الحصر، ما يلي:

الهياكل والآليات الجينية

طرق التكنولوجيا الحيوية المعدلة وراثيا (المعروفة أيضا باسم الهندسة الوراثية)

تحديد السمات والجينات التي يمكن أن تساهم في تحقيق الأهداف الوطنية والعالمية للزراعة

تسلسل الجينوم النباتي؛ العلامات الجزيئية والمعلوماتية الحيوية

تحرير الجينات/تحرير الجينوم

علم الأحياء الاصطناعية

تركز معظم الأبحاث العامة حول المحاصيل المعدلة وراثيًا بطريقة ما على هدفين عامين:

فهم أفضل لجميع جوانب عملية الهندسة الوراثية/الجينات، لتعزيز الكفاءة والدقة والتعبير السليم عن الجينات المضافة أو جزيئات الحمض النووي.

مجموعة واسعة من السمات المفيدة والقيمة، بما في ذلك السمات المعقدة.

توفر التكنولوجيا الحيوية للمزارعين الأدوات التي يمكن أن تجعل الإنتاج أرخص وأكثر قابلية للإدارة. على سبيل المثال، يمكن هندسة بعض محاصيل التكنولوجيا الحيوية بحيث تتحمل مبيدات أعشاب معينة، مما يجعل مكافحة الحشائش أسهل وأكثر كفاءة. وقد تم تصميم محاصيل أخرى لتكون مقاومة لأمراض نباتية معينة وآفات حشرية، مما يمكن أن يجعل مكافحة الآفات أكثر موثوقية وفعالية، و/أو يمكن أن يقلل من استخدام المبيدات الحشرية الاصطناعية. ويمكن لخيارات إنتاج المحاصيل هذه أن تساعد البلدان على مواكبة الطلب على الغذاء مع خفض تكاليف الإنتاج. تم اعتماد عدد من المحاصيل المشتقة من التكنولوجيا الحيوية والتي تم تحريرها من قبل وزارة الزراعة الأمريكية ومراجعتها من أجل سلامة الأغذية من قبل إدارة الغذاء والدواء (FDA) و/أو وكالة حماية البيئة (EPA) من قبل المزارعين.

العديد من الأنواع الأخرى من المحاصيل هي الآن في مراحل البحث والتطوير. وفي حين أنه من غير الممكن أن نعرف بالضبط ما الذي سيؤتي ثماره، فمن المؤكد أن التكنولوجيا الحيوية سيكون لها استخدامات متنوعة للغاية في الزراعة في المستقبل. قد يوفر التقدم في التكنولوجيا الحيوية للمستهلكين أغذية غنية بالعناصر الغذائية أو تدوم لفترة أطول، أو تحتوي على مستويات أقل من بعض المواد السامة الموجودة بشكل طبيعي في بعض النباتات الغذائية. يستخدم المطورون التكنولوجيا الحيوية لمحاولة تقليل الدهون المشبعة في زيوت الطهي، وتقليل المواد المسببة للحساسية في الأطعمة، وزيادة العناصر الغذائية المقاومة للأمراض في الأطعمة. كما أنهم يبحثون أيضًا عن طرق لاستخدام المحاصيل المعدلة وراثيًا في إنتاج أدوية جديدة، مما قد يؤدي إلى صناعة أدوية نباتية جديدة يمكن أن تقلل من تكاليف الإنتاج باستخدام مورد مستدام.

ويجري أيضًا تطوير النباتات المعدلة وراثيًا لغرض يُعرف باسم المعالجة النباتية حيث تقوم النباتات بإزالة سموم الملوثات الموجودة في التربة أو تمتص المواد الملوثة وتتراكمها خارج التربة بحيث يمكن حصاد النباتات والتخلص منها بأمان. وفي كلتا الحالتين تكون النتيجة تحسين نوعية التربة في الموقع الملوث. يمكن أيضًا استخدام التكنولوجيا الحيوية للحفاظ على الموارد الطبيعية، وتمكين الحيوانات من استخدام العناصر الغذائية الموجودة في الأعلاف بشكل أكثر فعالية، وتقليل جريان المغذيات إلى الأنهار والخلجان، والمساعدة في تلبية الطلب العالمي المتزايد على الغذاء والأراضي. ويعمل الباحثون على إنتاج محاصيل أكثر صلابة تزدهر حتى في أقسى البيئات وتتطلب كميات أقل من الوقود واليد العاملة والأسمدة والمياه، مما يساعد على تقليل الضغوط على الأراضي وموائل الحياة البرية.

بالإضافة إلى المحاصيل المعدلة وراثيا، ساعدت التكنولوجيا الحيوية في إجراء تحسينات أخرى في الزراعة لا تشمل النباتات. وتشمل الأمثلة على هذا التقدم جعل إنتاج المضادات الحيوية أكثر كفاءة من خلال التخمر الميكروبي وإنتاج لقاحات حيوانية جديدة من خلال الهندسة الوراثية لأمراض مثل مرض الحمى القلاعية وداء الكلب.....

-----------------

تنزيل الكتاب

------------------------

مشاركة