12:25 م المكتبة الزراعية الشاملة

 

كتاب : المرجع الشامل في : تربية النبات و الهندسة الوراثية 

في حين أن عملية التدجين كانت ببساطة تحفظ أفضل البذور لزراعتها في محصول العام التالي، فإن عملية التهجين بدأت تأخذ الأمور إلى خطوة أبعد. من خلال التهجين، يتم تهجين النباتات مع نباتات أخرى لإنشاء بذور جديدة للمحصول التالي. يتم استخدام النباتات ذات الخصائص المرغوبة كإناث، ويتم اختيار حبوب اللقاح من نبات معين له خصائص مرغوبة مختلفة. يتم التلقيح يدويًا لتقليل التلقيح المتبادل مع حبوب اللقاح غير المرغوب فيها. على سبيل المثال، يمكن استخدام نبات عالي الغلة كأنثى مع حبوب اللقاح من نبات مقاوم للأمراض، وبالتالي فإن البذرة الناتجة ستكون عالية الغلة ومقاومة للأمراض.

لو كان الأمر بهذه السهولة! في الواقع، يستغرق الأمر سنوات لتربية محصول - مثل البروكلي أو الجزر - بخاصية مثيرة للاهتمام. ولكن في بعض الحالات، يكون التهجين مستحيلًا بالفعل. غالبًا ما تكون تربية النباتات الأساسية محدودة بقيود الأنواع. بعض الزهور ببساطة غير متوافقة مع حبوب اللقاح من أزهار أخرى خارج نوعها.

طور مربي النباتات على مر السنين طرقًا للتغلب على هذه الحواجز. لقد تم استخدام تقنيات مثل الطفرات والتعدد الصبغيات لزيادة التنوع الجيني للنباتات.

تستخدم الطفرات الإشعاع لإيجاد سمات مفيدة في البذور. وقد تم استخدام هذه التقنية لإنشاء الجريب فروت الأحمر الياقوتي

تزيد تعدد الصبغيات من كمية المادة الوراثية في النبات. كما تساعد في زيادة حجم الثمرة أو خصوبة النبات. وقد تم استخدام هذه التقنية لإنشاء البطيخ الخالي من البذور.

إن أكثر أشكال الطفرات شيوعًا هي المواد الكيميائية أو الإشعاعية - وكلاهما يحفز الآلاف من الطفرات العشوائية غير المعروفة على أمل إيجاد سمات مفيدة لإنتاج محصول أفضل. وقد تم إنتاج أكثر من 3000 نبات بهذه الطريقة

الهندسة الوراثية، طريقة أكثر دقة للتكاثر

عندما يتعلق الأمر بالنباتات المعدلة وراثيًا، فإن الاختلاف هو أن النباتات المعدلة وراثيًا يتم إنتاجها في المختبر من خلال استهداف جينات معينة ذات أهمية وإدخال هذا الجين فقط في النبات المعدل وراثيًا الناتج. وبدلاً من الاعتماد على الطفرات العشوائية أو التهجين المتبادل للكروموسومات الكاملة، يمكن أن تكون النباتات المعدلة وراثيًا محددة للغاية ويجب اعتبارها أكثر أمانًا من سابقاتها. ولأن العملية أكثر دقة، يمكن للعلماء معرفة ما يتلاعبون به بالضبط وفحص العواقب غير المقصودة قبل مغادرة المنتجات للمختبر.

إن الهدف من كل من تربية النباتات المعدلة وراثيا والتقليدية هو إنتاج محاصيل ذات خصائص محسنة من خلال تغيير تركيبها الجيني. وتحقق النباتات المعدلة وراثيا هذا الهدف من خلال إضافة جين أو جينات جديدة إلى جينوم نبات المحاصيل. أما التربية التقليدية فتتحقق من خلال تهجين النباتات ذات الخصائص ذات الصلة، واختيار النسل الذي يتمتع بالتركيبة المرغوبة من الخصائص، نتيجة لتركيبات معينة من الجينات الموروثة من الوالدين.

إن كل من تربية النباتات التقليدية والتعديل الوراثي يؤديان إلى تحسين المحاصيل وراثيا. وكان التحسين الوراثي ركيزة أساسية لتحسين الإنتاجية الزراعية لآلاف السنين. وذلك لأن النباتات البرية تنتج محاصيل رديئة للغاية. ويميل الانتقاء الطبيعي إلى تفضيل النباتات القادرة على التنافس مع النباتات المجاورة على الضوء والماء والمواد المغذية، والدفاع عن نفسها ضد أكلها وهضمها من قبل الحيوانات، ونشر بذورها على مسافات طويلة. وتتعارض هذه الخصائص بشكل مباشر مع أهداف الزراعة، التي تتطلب من النباتات استثمار أكبر قدر ممكن من مواردها في صنع منتجات مغذية وسهلة الحصاد للاستهلاك البشري. وبسبب التناقض الصارخ بين ما أنتجته عملية الانتقاء الطبيعي وما يشكل محصولاً جيداً، فقد استخدمنا لآلاف السنين أساليب التربية التقليدية لتحويل النباتات التي تتمتع بالقدرة على المنافسة في البرية إلى نباتات تتمتع بأداء جيد في الزراعة. والنتيجة هي أصناف المحاصيل الحديثة، التي تتمتع بإنتاجية أعلى كثيراً وأكثر تغذية من أسلافها البرية، ولكنها لا تتمتع بالقدرة على المنافسة في البرية.

إن إدخال خصائص جديدة إلى المحاصيل باستخدام الأساليب التقليدية أو الأساليب المعدلة وراثياً يثير التساؤل حول متى قد يختار مربي النباتات أسلوب التعديل الوراثي مقابل الأسلوب التقليدي. لا يمكن استخدام التعديل الوراثي لإدخال خصائص جديدة إلى محصول إلا إذا تم استيفاء شرطين. أولاً، من الضروري أن يكون من الممكن إدخال الخصائص بإضافة عدد صغير فقط من الجينات، وثانياً، من الضروري معرفة الجينات أو الجينات التي تنتمي إليها. في الوقت الذي تم فيه اختراع تكنولوجيا التعديل الوراثي، كنا نعرف أقل كثيراً عن وظائف الجينات النباتية، الأمر الذي حد بشكل كبير من عدد التطبيقات المفيدة للتعديل الوراثي في ​​المحاصيل.

• مع التحسينات التي طرأت على معرفتنا حول وظائف الجينات النباتية، أصبحنا نعرف الآن العديد من الجينات التي يمكن أن تساهم في تحسين الإنتاج الغذائي المستدام. في بعض الحالات، سيكون التهجين التقليدي هو أفضل طريقة لنشر هذه الجينات - أي عن طريق التهجين مع النبات الذي يحتوي على الجينات التي توفر هذه الخصائص.
• وفي حالات أخرى، قد يكون التعديل الوراثي، حيث يأخذ العلماء جينًا ويدخلونه مباشرة في نبات، أسهل، أو في الواقع الطريقة الوحيدة التي يمكن نشرها بها.
• هناك سببان رئيسيان يجعلان من الأفضل استخدام المحاصيل المعدلة وراثيا.
• أولا، قد لا يوجد الجين المطلوب في نوع يمكن تهجينه بنجاح مع المحصول. وقد يأتي الجين من مملكة مختلفة تماما، مثل البكتيريا، أو قد يأتي من نوع نباتي مختلف.

ثانيا، تحتوي سلالات المحاصيل عالية الغلة اليوم على مجموعات من الجينات تم صقلها بعناية. وإذا تم اكتشاف جين مفيد أو متغير جيني في قريب بري، فإن تهجين سلالة عالية الغلة مع قريب بري سيؤدي إلى خلط جينومات الوالدين معا، مما يؤدي إلى تدمير المجموعة المختارة بعناية من الجينات في سلالة عالية الغلة. وباستخدام تقنيات التربية الجزيئية الحديثة، مثل "التربية بمساعدة العلامات"، من الممكن إعادة تجميع مجموعات الجينات هذه على مدى عدد صغير نسبيا من الأجيال. ومع ذلك، فإن الأمر يستغرق أجيالا متعددة، وبالتالي عدة سنوات. وعلاوة على ذلك، حتى في هذه الحالة، من الممكن دائما تقريبا نقل جينات إضافية قريبة جدا من الجين المطلوب. يمكن تجنب هذه المشاكل إذا كان من الممكن إدخال الجين مباشرة إلى المحصول عالي الغلة عن طريق التعديل الوراثي.

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

تنزيل الكتاب :

تحميل

رابط التحميل جاهز! انقر على الزر أسفله للتحميل

تحميل

مشاركة