A M S E T I S
25th February 2011, 12:11 PM
كاربرد بيوتكنولوژي در كشاورزي از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. در مطلب زير برخي از مهمترين حوزه‌هاي اثر بيوتكنولوژي گياهي معرفي شده است و تحليلي دربارة ضرورت توجه به اين حوزه از تكنولوژي‌هاي نو ارائه مي‌گردد.
از كاربردهاي بيوتكنولوژي در كشاورزي مي‌توان موارد زير را برشمرد:
بيوتكنولوژي با روشهاي عمدتاً مهندسي ژنتيك، انقلاب سبزي را براي غلبه بشر بر گرسنگي و فقر غذايي بنيان نهاده است. دانشمندان با دست‌كاري ژن‌هاي يك گياه، گونه‌اي از آن را به وجود مي‌آورند كه نسبت به گونه طبيعي، محصول بيشتري توليد مي‌كند، يا برخي ويتامينها و مواد معدني را كه نوع طبيعي فاقد آن است، دارا مي‌باشد.
دانشمندان آمريكايي و ژاپني روشي را تجربه و آزمايش كرده‌اند كه 20 درصد محصول برنج را افزايش مي‌دهد و معتقدند ميزان محصول‌دهي برنج تا سال 2020 بايد 40 درصد افزايش يابد.(مأخذ 2) عجيب‌تر اينكه محققان مركز بين المللي اصلاح گندم و ذرت مكزيكو(CIMMYT) پس از 20 سال تلاش توانستند گندمي داراي ساقه كوتاه و قوي با بيش از 200 دانه در هر ساقه كه عملكرد آن 18 تن در هكتار است، به وجود آورند. اين در حالي است كه عملكرد پر محصول‌ترين ارقام موجود گندم، 12تن در هكتار و متوسط عملكرد گندم در جهان 7/2 و براي گندم آبي ايران1/2 تن در هكتار است.(مأخذ 1، شمارة 20) دانشمندان سوئيسي نيز موفق شده‌اند ويتامين A را در بخش خوراكي گياه برنج، در دانه آن، افزايش دهند و بدين ترتيب در آينده نزديك دانه‌هاي برنج غني از ويتامينA به ياري كساني كه غذاي اصلي آنها برنج بوده و به دلايلي از فقر ويتامين A رنج مي‌برند، خواهد شتافت.(مأخذ 2)
حشره‌كشهاي بيولوژيكي كه بر اساس نقش يك باكتري به نام Bacillus Thuringiensis(BT)عمل مي‌كنند، از اوايل 1960 ميلادي تاكنون مورد استفاده بوده‌اند. آفت‌كشهاي بيولوژيكي كه از روشهاي غيرنوتركيبي(Non recombinant) ساخته مي‌شوند، برتري‌هايي بر سموم شيميايي دارند؛ از جمله اينكه در مقابل آفات خاصّّّّّّي بسيار سمّي و مؤثّر بوده و در عين حال براي انسان، گياه، حيات وحش و حشرات مفيد زياني ندارند. به علاوه آفت كشهاي طبيعي مي‌توانند به گونه‌اي گسترده براي انواع مختلف به كار روند بدون اينكه نيازي به برنامه‌هاي طولاني بهنژادي براي توليد گياهان تغيير ژن يافته باشد.(مأخذ 1، شمارة 7)
رويكرد ديگر بيوتكنولوژي براي مبارزه با آفات و بيماري‌هاي گياهي، مقاوم نمودن گياه در برابر آنها از طريق دست‌كاري ژنتيك است.مثلا سازمان تحقيقات علمي- صنعتي استراليا ژني از لوبياي قرمز را وارد نخود فرنگي كرده و از اين طريق آن را تا حد 5/99 درصد در برابر حملة شپشك‌ها مقاوم نموده است بدون آنكه خصوصيات ديگر، مثلا ميزان محصول، نسبت به گونه طبيعي افت كند(مأخذ 1، شمارة26) و يا اينكه محققان آمريكايي با انتقال ژن Pin2 به گياه برنج باعث مقاوم شدن آن در برابر حشرات شده‌اند،و نيز انتقال ژني به اسمBT به گياهاني مانند ذرّت، پنبه، و چغندر قند باعث مقاومت آنها در مقابل حشرات شده است(مأخذ 2) و واضح است كه اين بخش از بيوتكنولوژي با از بين بردن نياز به استفاده از سموم شيميايي چه خدمتي به حفظ محيط زيست و صرفه جويي اقتصادي مي‌نمايد.
بيوتكنولوژي در مبارزه با علفهاي هرز نيز به كمك كشاورزي آمده است. از جمله مهمترين مواد كشندة علفهاي هرز، گليفوسيت(Glyphosate) است كه در علف‌كش رونداپ(Roundup) موجود است. اين ماده فعاليت آنزيم خاصي را در بسياري از گياهان كم مي‌كند. به همين دليل بسياري از علف‌كشها قابل به كارگيري در مزارع كشت غلات نيستند زيرا باعث نابودي محصول نيز مي‌گردند. ژن مورد هدف گليفوسيت در باكتري سالمونلا تيفي‌موريم(Salmonella Typhimurium) نيز وجود دارد. با استفاده از جهش‌زايي(Autogenesis) و رشد اين باكتري، ژن مقاوم به گليفوسيت تهيه مي‌شود. با انتقال اين ژن مي‌توان واريته‌هاي جديدي از ذرت، پنبه و تنباكو را به علف‌كشها مقاوم كرد.(مأخذ 1، شمارة 7)
حدود 80 درصد اختلاف بين مقدار محصول بدست آمده و آنچه كه مورد نظر است، ناشي از تنش‌هاي محيطي است. هم اينك مهندسي ژنتيك توانسته است سيب زميني و توت فرنگي مقاوم به يخبندان ايجاد نمايد(مأخذ 1، شمارة 7). يا با تجهيز گياه تنباكو به يك ژن باكتريايي، به بقاي آن در محيط شور كمك كند (مأخذ 1، شمارة 11). با توليد برنج مقاوم به شوري نيز امكان زير كشت بردن 5/86 ميليون هكتار از زمين‌هاي شور جنوب و جنوب شرقي آسيا فراهم مي‌آيد. .(مأخذ 2) دانشمندان ژاپني مشغول تحقيق در مورد توليد گونه‌اي برنج پايدار در برابر خشكي و هواي سرد و مقاوم به بيماريها هستند(مأخذ 1، شمارة 49).
تحليل:
بيوتكنولوژي گياهي و به طور كلي بيوتكنولوژي، در سطح جهاني هنوز مراحل اوليه رشد و تكامل را مي‌گذراند و تقريباً در ابتداي چرخه عمر خود قرار دارد بنابراين امكان نوآوري در آن براي كشورهاي در حال توسعه مانند ايران وجود دارد. علاوه بر اين چون عوايد اقتصادي اين تكنولوژي در مقايسه با بسياري ديگر از رشته‌ها بيشتر است. با توجه به مزيت نسبي ما در بيوتكنولوژي ، بيوتكنولوژي مي‌تواند يك ابزار قوي توسعه اقتصادي ايران باشد. زيرساختهايي به شرح زير كه دولت نقش مهمي مي‌تواند در ايجاد آنها داشته باشد، مي‌تواند زمينه¬اي مناسب براي توسعة بيوتكنولوژي در كشور باشد:
الف) وضع قوانين مناسب، مانند: قانون مالكيت معنوي، قانون تشويق و حمايت از سرمايه‌گذاري بخش خصوصي داخلي و خارجي، تسهيل و افزايش اعطاي بودجه تحقيقاتي و سعي در هدايت بخش عمد‌ه‌اي از اين بودجه‌ها به بخش بيوتكنولوژي
ب) تلاش ويژه در جهت جلب متخصصين بيوتكنولوژي كشورهايي كه در اين رشته پيشرفته‌تر از ما هستند و به دليل ضعف‌هاي اقتصادي و ملاحظات سياسي بين‌المللي علاقمند به همكاري با كشور ما هستند.
ج) تربيت تعداد نسبتاً زيادي فارغ التحصيل دانشگاهي در اين رشته، در دراز مدت
د) وارد كردن سريع نتايج تحقيقات كاربردي محققين در چرخة توسعه اقتصادي
ه) تأسيس شركت‌هاي خصوصي و مؤسسات تحقيق و توسعه كه سهامداران آنها متخصصين بيوتكنولوژي باشند.
1_ بهبود كمي و كيفي محصولات كشاورزي:
2_ مبارزه با آفات و بيماريها:
3_ مقاوم كردن گياه به شرايط نامساعد آب و هوايي و محيطي:
از كاربردهاي بيوتكنولوژي در كشاورزي مي‌توان موارد زير را برشمرد:
بيوتكنولوژي با روشهاي عمدتاً مهندسي ژنتيك، انقلاب سبزي را براي غلبه بشر بر گرسنگي و فقر غذايي بنيان نهاده است. دانشمندان با دست‌كاري ژن‌هاي يك گياه، گونه‌اي از آن را به وجود مي‌آورند كه نسبت به گونه طبيعي، محصول بيشتري توليد مي‌كند، يا برخي ويتامينها و مواد معدني را كه نوع طبيعي فاقد آن است، دارا مي‌باشد.
دانشمندان آمريكايي و ژاپني روشي را تجربه و آزمايش كرده‌اند كه 20 درصد محصول برنج را افزايش مي‌دهد و معتقدند ميزان محصول‌دهي برنج تا سال 2020 بايد 40 درصد افزايش يابد.(مأخذ 2) عجيب‌تر اينكه محققان مركز بين المللي اصلاح گندم و ذرت مكزيكو(CIMMYT) پس از 20 سال تلاش توانستند گندمي داراي ساقه كوتاه و قوي با بيش از 200 دانه در هر ساقه كه عملكرد آن 18 تن در هكتار است، به وجود آورند. اين در حالي است كه عملكرد پر محصول‌ترين ارقام موجود گندم، 12تن در هكتار و متوسط عملكرد گندم در جهان 7/2 و براي گندم آبي ايران1/2 تن در هكتار است.(مأخذ 1، شمارة 20) دانشمندان سوئيسي نيز موفق شده‌اند ويتامين A را در بخش خوراكي گياه برنج، در دانه آن، افزايش دهند و بدين ترتيب در آينده نزديك دانه‌هاي برنج غني از ويتامينA به ياري كساني كه غذاي اصلي آنها برنج بوده و به دلايلي از فقر ويتامين A رنج مي‌برند، خواهد شتافت.(مأخذ 2)
حشره‌كشهاي بيولوژيكي كه بر اساس نقش يك باكتري به نام Bacillus Thuringiensis(BT)عمل مي‌كنند، از اوايل 1960 ميلادي تاكنون مورد استفاده بوده‌اند. آفت‌كشهاي بيولوژيكي كه از روشهاي غيرنوتركيبي(Non recombinant) ساخته مي‌شوند، برتري‌هايي بر سموم شيميايي دارند؛ از جمله اينكه در مقابل آفات خاصّّّّّّي بسيار سمّي و مؤثّر بوده و در عين حال براي انسان، گياه، حيات وحش و حشرات مفيد زياني ندارند. به علاوه آفت كشهاي طبيعي مي‌توانند به گونه‌اي گسترده براي انواع مختلف به كار روند بدون اينكه نيازي به برنامه‌هاي طولاني بهنژادي براي توليد گياهان تغيير ژن يافته باشد.(مأخذ 1، شمارة 7)
رويكرد ديگر بيوتكنولوژي براي مبارزه با آفات و بيماري‌هاي گياهي، مقاوم نمودن گياه در برابر آنها از طريق دست‌كاري ژنتيك است.مثلا سازمان تحقيقات علمي- صنعتي استراليا ژني از لوبياي قرمز را وارد نخود فرنگي كرده و از اين طريق آن را تا حد 5/99 درصد در برابر حملة شپشك‌ها مقاوم نموده است بدون آنكه خصوصيات ديگر، مثلا ميزان محصول، نسبت به گونه طبيعي افت كند(مأخذ 1، شمارة26) و يا اينكه محققان آمريكايي با انتقال ژن Pin2 به گياه برنج باعث مقاوم شدن آن در برابر حشرات شده‌اند،و نيز انتقال ژني به اسمBT به گياهاني مانند ذرّت، پنبه، و چغندر قند باعث مقاومت آنها در مقابل حشرات شده است(مأخذ 2) و واضح است كه اين بخش از بيوتكنولوژي با از بين بردن نياز به استفاده از سموم شيميايي چه خدمتي به حفظ محيط زيست و صرفه جويي اقتصادي مي‌نمايد.
بيوتكنولوژي در مبارزه با علفهاي هرز نيز به كمك كشاورزي آمده است. از جمله مهمترين مواد كشندة علفهاي هرز، گليفوسيت(Glyphosate) است كه در علف‌كش رونداپ(Roundup) موجود است. اين ماده فعاليت آنزيم خاصي را در بسياري از گياهان كم مي‌كند. به همين دليل بسياري از علف‌كشها قابل به كارگيري در مزارع كشت غلات نيستند زيرا باعث نابودي محصول نيز مي‌گردند. ژن مورد هدف گليفوسيت در باكتري سالمونلا تيفي‌موريم(Salmonella Typhimurium) نيز وجود دارد. با استفاده از جهش‌زايي(Autogenesis) و رشد اين باكتري، ژن مقاوم به گليفوسيت تهيه مي‌شود. با انتقال اين ژن مي‌توان واريته‌هاي جديدي از ذرت، پنبه و تنباكو را به علف‌كشها مقاوم كرد.(مأخذ 1، شمارة 7)
حدود 80 درصد اختلاف بين مقدار محصول بدست آمده و آنچه كه مورد نظر است، ناشي از تنش‌هاي محيطي است. هم اينك مهندسي ژنتيك توانسته است سيب زميني و توت فرنگي مقاوم به يخبندان ايجاد نمايد(مأخذ 1، شمارة 7). يا با تجهيز گياه تنباكو به يك ژن باكتريايي، به بقاي آن در محيط شور كمك كند (مأخذ 1، شمارة 11). با توليد برنج مقاوم به شوري نيز امكان زير كشت بردن 5/86 ميليون هكتار از زمين‌هاي شور جنوب و جنوب شرقي آسيا فراهم مي‌آيد. .(مأخذ 2) دانشمندان ژاپني مشغول تحقيق در مورد توليد گونه‌اي برنج پايدار در برابر خشكي و هواي سرد و مقاوم به بيماريها هستند(مأخذ 1، شمارة 49).
تحليل:
بيوتكنولوژي گياهي و به طور كلي بيوتكنولوژي، در سطح جهاني هنوز مراحل اوليه رشد و تكامل را مي‌گذراند و تقريباً در ابتداي چرخه عمر خود قرار دارد بنابراين امكان نوآوري در آن براي كشورهاي در حال توسعه مانند ايران وجود دارد. علاوه بر اين چون عوايد اقتصادي اين تكنولوژي در مقايسه با بسياري ديگر از رشته‌ها بيشتر است. با توجه به مزيت نسبي ما در بيوتكنولوژي ، بيوتكنولوژي مي‌تواند يك ابزار قوي توسعه اقتصادي ايران باشد. زيرساختهايي به شرح زير كه دولت نقش مهمي مي‌تواند در ايجاد آنها داشته باشد، مي‌تواند زمينه¬اي مناسب براي توسعة بيوتكنولوژي در كشور باشد:
الف) وضع قوانين مناسب، مانند: قانون مالكيت معنوي، قانون تشويق و حمايت از سرمايه‌گذاري بخش خصوصي داخلي و خارجي، تسهيل و افزايش اعطاي بودجه تحقيقاتي و سعي در هدايت بخش عمد‌ه‌اي از اين بودجه‌ها به بخش بيوتكنولوژي
ب) تلاش ويژه در جهت جلب متخصصين بيوتكنولوژي كشورهايي كه در اين رشته پيشرفته‌تر از ما هستند و به دليل ضعف‌هاي اقتصادي و ملاحظات سياسي بين‌المللي علاقمند به همكاري با كشور ما هستند.
ج) تربيت تعداد نسبتاً زيادي فارغ التحصيل دانشگاهي در اين رشته، در دراز مدت
د) وارد كردن سريع نتايج تحقيقات كاربردي محققين در چرخة توسعه اقتصادي
ه) تأسيس شركت‌هاي خصوصي و مؤسسات تحقيق و توسعه كه سهامداران آنها متخصصين بيوتكنولوژي باشند.
1_ بهبود كمي و كيفي محصولات كشاورزي:
2_ مبارزه با آفات و بيماريها:
3_ مقاوم كردن گياه به شرايط نامساعد آب و هوايي و محيطي: