2018/06/24

نوشته کریم پوپل

اصلاح نباتات

Crop Improvement 

اصلاح نباتات : عبارت ازاست انکشاف یک نوع نبات بمنظور نوع بهتر و دلخا است. و یا مهارت و هنر که  تغیر در اوردن صفات نباتات بمنظور ارزش اقتصادی ویا بمنظور دیگر را اصلاح نباتات گویند. در یک تعریف دیگر هنر و علم که بمنظور بهبود ترکیب جنتکی نباتات به منظور بازده مناسب بکار میرود اصلاح نباتات گفته میشوند.

 اصلاح نبات در درختان  بوته  و خورد تراز ان امکان دارد ولی بشرفعلا بالای  نباتات کار می نمایند از ان بمنظور غذا و تغذیه استفاده می گردد. تغیرات که در نوع نبات بدست می اید عبارتند

ازدیاد پروتین ، مقاومت در برابر امراض حشرات ، قد مناسب ، نرم بوده درحرارت کم خورده شود، در برابر محیط مختلف روئیده از خود مقاومت نشان دهند، در برابر کم آبی و یا خشک آبی مقاومت داشته باشد وامثال این......

 دانشمندان  اصلاح نباتات یا ساینتست های زراعتی  برای تغییر یک صفت در جین نبات مورد نظر خود، از دیگر جنوتیپ‌هایی که خواست مناسب صفت را دارند استفاده می‌کند. اصلاح نباتات بر دو اصل تنوع و انتخاب  نمونه مطلوب استوار است. تنوع طبیعی که در طبیعت موجود است  تنوع مصنوعی که از القاع دو نبات بدست می اید.

در کشور های پیشرفته و زراعت مکانیزه شده تقریبا تمامی نباتات که کشت میشوند نباتات اصلاح شده است. که برای حاصل مناسب از کود کیماوی ویا حیوانی استفاده می نمایند. بعضا دیده شده که مردم در برابر محصولات کود کیماوی حساسیت پیدا نموده از نباتات  که در محیط بدون کود کشت میشوند استفاده می نمایند که بنام (نبات اکولوجی ) یاد می گردد.

علوم که وابسته به اصلاح نباتات است

یک دانشمند زراعتی بمنظور اصلاح نبات به این علم وارد باشد و یا دفاتر مخصوص به این علم داشته باشند.  جتیک ، نبات شناسی ، فیزیولوژی نباتات شناسی ، بیو شیمی گیاهی ، امراض نبات شناسی ، حشره شناسی ، احصایه ، کمپوترو بیو تکنولوجی  میباشد.

بیو تکنالوجی

 بیوتکنولوژی‌ مجموعه‌ای‌ از علوم ‌ و روشها است‌ که‌ برای‌ تولید، تغییر و اصلاح تولید ، به ‌نژادی‌ گیاهان‌ و جانوران‌ و تولید میکروارگانیسم‌ها برای ‌کاربردهای‌ بخصوص ، از ارگانیسم‌های‌ زنده‌ استفاده‌ می‌کند. ویا فعالیت و  روشهای‌ علمی‌ و فنی‌ در تبدیل‌ بعضی‌ مواد به‌ کمک‌ عوامل‌ بیولوژیک‌ (میکروارگانیسم‌ها، یا نباتی ‌ و جانوری‌ و آنزیم‌ها) برای‌ تولید کالاها وخدمات‌ در زراعت ‌، صنایع‌ غذائی‌ و دارویی‌ و طبابت‌ میباشد.

 ـمجموعه‌ای‌ از فنون‌ و روشها که‌ در آن‌ از ارگانیسم‌های‌ زنده‌ یا قسمتی‌ از آنهادر بدست اوردن  تولید، تغییر و بهتر‌ سازی‌ نباتات ‌ و جانوران‌ استفاده‌ می‌شود.

 ـاستفاده از تکنیکهای‌ انجنیری  جنتیک‌ در تولید محصولات‌ زاعتی ‌، صنعتی‌، درمانی‌ وتشخیص‌ باکیفیت‌ بالاتر و قیمت‌ ارزانتر و محصول‌ بیشتر و کم‌ خطرتر را گویند.

 

روش  اصلاح نباتات در بهبود عملکرد کمک می کند

اصلاح نبات در جهت حاصل زیاد ، کنترول نبات از حساسیت در برابر امراض و آفات  ، شوری ، سم فلزات چپه شدن ، قد مناسب ، مقاومت در برابر خشکی وغیره میباشد که ذیلاً نگاشته میشود.

۱. بهبود کیفیت

۲. حاصلات زیاد

۳.مقاومت در برابر امراض وآفات زراعتی

۴. مقاومت  در برابر تغیرات محیطی مثل شوری ، سرما ، وخشکی

۵.  تولید نباتات هاپلوئید و دبل پلودی در جنوم  بمنظور خالص سازی جین یعنی تخم

تولید هاپلوئید  جینها و سپس دو برابر نمودن کروموزمهای آن به ایجاد دبل هاپلوئید می‌انجامد که سریعترین روش دستیابی به بریدینگ کامل در طی یک مرحله می‌باشد. مهمترین روشهای القائی تولید هاپلوئید عبارتند از
۱روش  میکروسپور (آندوجینر)
۲. کشت گلچه (جای که برگ خوشه گندم به دانه تبدیل می شود)
۳.کشت بساک، تخمک (جینوجر) کشت تخمک، دورگ‌گیری بین نبات
تولید هاپلوئید به روش میکروسپور یکی از بهترین و معمولترین روش ایجاد هاپلوئید می‌باشد میکروسپور دانه گرده‌ای است که در مرحله ابتدائی نمو در محیط کشت، نبات  هاپلوئید را بوجود می‌آورد.

 کشت بساک (دوکیسه که گرده در آن است) نیز معمولترین شکل  کشت گرده است که بساکها در مرحله نموی یک هسته‌ای انتخاب می شود. تولید گیاهان هاپلوئید به تعداد زیاد به روش کشت بساک بستگی دارد. ایجاد هاپلوئید گندم توسط گندم ارزن و گندم جو امکانپذیر می‌باشد
تکنیکهای دو برابر کردن مجموعه کروموزمی (ژنوم) هاپلوئید‌ها برای تهیه نبات  صد درصد خالص (دبل هاپلوئید) نقش اساس را ایفا می‌کند. مکانیزمهای دو برابر شدن جینوم  میکروسپوربه دو پدیده اتحاد هسته‌ای و دو برابر شدن  مرحله میتوزی یا داخلی نسبت داده می‌شود.
Colchicine مهمترین عامل کیماوی  دو برابر نمودن کروموزومی است که در سطح وسیعی بکار می رود.کل‌سی‌سین دارنده رشته های مخروطی شکل وعمل کننده در حجرات  در حال تقسیم نباتات  می باشد.

نباتات برای تولید مثل خود بارور، دیگر بارور ، تولید جنسی و غیر جنسی ، اپومیکس  ، نرعقیمی  تقسیم شده است غرض اصلاح نبات مورد نظر روش های  های  دریافت شده است که به وقت کم تولید مثل نموده از آن نبات اصلاح شده بدست می اید.

اینتروگرسیون
اینترگرسیون ، به معنای وارد کردن قسمتی از مواد ژنتیکی یک نبات به نبات میباشد .در اکثر موارد از اینتروگرسیون به منظور انتقال جینهای مقاوم به بیماری از سایر گونه ها به گونه های زراعی که فاقد جین مقاوم هستند استفاده می شود

اصلاح گیاهان با استفاده از موتاسیون 
قسماقسم شدن  جنتیکی حاصل از موتاسیون مصنوعی با تنوع حاصل از موتاسیون طبیعی می  باشد. بنابراین اصول اساسی استفاده از تنوع (قسماقسم ) حاصله از موتاسیون مصنوعی  و تنوع حاصل از موتاسیون طبیعی یکسان است. به طور کلی دو عامل فیزیکی و کیماوی  در ایجاد موتاسیون دخالت دارند که عامل  فیزیکی شامل اشعه ایکس ، گاما، نوترون و UV می باشد. اکثراً ‌اصلاحگران به این موتا جین ها  دسترسی ندارند لذا از مواد کیماوی استفاده می کنند
۹.  هایبرایدسیون 
هیبریداسیون یکی از ابزارهای رایج  اصلاح نباتات کلاسیک می باشد که در واقع به یکجا شدن
بین دو ورایتی برای دستیابی به جینوتیپ بهتر اطلاق می شود. یک برنامه هایبرایدسیون  ممکن است به ورایتی های داخل یک بنات  یا بین والدین چند جنس مختلف صورت پذیرد. اصلاحگران نباتات  بعد از هایبراید در جستجوی ژنوتیپهای بهترهموزیگوت نیست بلکه سعی می کنند که مجموعه ای از جینهای  را انتخاب کنند که دارای اثر متقابل جنتیکی  مفید و اثرات هتروزیس هستند. وجود پدیده هیبریداسیون امکان انتقال جینهای  مفید از یک نوع به نوع  دیگر را فراهم می کند. هیچ پدیده ای در علم اصلاح نتوانسته تاثیر ی مانند ورایتی  که در اثر یکجا نمودن  دو ورایتی  و تولید ورایتی سوم در ازدیاد تولید  رول داشته باشد.
۱۰کشت بافت گیاهی
کشت بافت محصول  است که در آن قطعات کوچکی از بافت زنده از نبات  جدا شده و به مدت کشت نا محدودی در یک محیط مغذی رشد داده می شود. برای انجام کشت حجرات  موفق بهترین حالت آن است این عمل با کشت بعضی  از گیاه که حاوی حجرات که فرق بین هم  نیافته است آغاز می شود زیرا چنین سلولهایی می تواند به سرعت تکثیر یابند. قطعات گیاه در محیط کشت می تواند به طور نا محدودی رشد کرده و توده حجرات تمایز نیافته به نام کالوس یاد می کنند  بر اینکه سلول گیاهی نمو کند و به کالوس تبدیل شوند لازم است که محیط کشت حاوی هورمونهای گیاهی مانند اکسین، سیتوکسین و جبیرلین باشد.

میتود اصلاح نبات

۱.معرفی نبات

معرفی یک نبات که تقاضای مولد را پوره کرده بتواند . تخم نبات مورد نظر از خارج کشور باشد و یا داخل کشور. یعنی بین دو ولایت باشد بین دو کشور باشد یا بین دو قاره باشد. تخم مذکور بمنظور حاصل دهی خوب مقاومت در برابر امراض ویا منظور دیگر اورده شده است.

۲. توافق با آب و هوای یک محیط (Acclimatization)

سازگاری یا تعدیل یک گیاه فردی یا جمعیت گیاهان تحت شرایط آب و هوایی تغییر یافته برای چندین نسل است: بنابراین، نوعی انتخاب طبیعی به مواد گیاهی معرفی شده اعمال می شود. این موضوع مطالعه شده نبات مذکور کشت میشود تا چه حد میتواند مقاومت میتواند .

الف. تنوع ژنتیکی باید در مواد معرفی شده برای تغیر  پذیری وجود داشته باشد

ب. با توجه به نوترکیب جنتیکی بهتر، نوع  های گرده افشانی  متقابل دارای گرده افشانی بهتر باشد.

ت. محصول سالانه دارای ظرفیت بالاتری  نسبت به محصول چند ساله باشد  زیرا در هر ساله هر نسل ترکیب جین جدید را تولید می کند.

پ. دوره پیوستن  بسیار طولانی باشد، اماده ومهیا شدن  نیز نقش مهمی در تغیر پذیری دارد

اهلی نمودن (Domestication)

تمامی نباتات امروزی در اصل نباتات وحشی بودند و لی انسان انرا بشکل اهلی در اورده است. نبات مورد نظر  قابلت تحرک و تغیر پذیر را دارد یا خیر

۳.موتاسیون (Mutation Breeding:)

تغیرات که در یک مشخصه نبات بدست انسان صورت می گیرد موتاسیون یاد می گردد. این تغیرات ممکن بوسطه اشعه ایکس  اشعه گاما  و متاسون فریکی ویا طبیعی صورت گرفته باشد.  تغیرات که در نبات می اید این تغیرات   برای انسان موثر باشد.

۴. یکجا شدن کروموزوم (Polyploidy)

یک زنده جان بطور عموم دارای بیشتر از دو سیت کروموزم داشته میباشد که بنام پولی پلادی یاد می شود. یک نبات نو که به اثر تکثیر کروموزوم ها بدست می اید بنام اتو پولادی بادمی گردد. این حالت را بنام الو پولادی یاد می کنند. که تخم کلان دانه گیرد و سایر مشخصات بهتر میباشد.               روش اصلاح از طریق هاپلوئیدی، ارزش بسیار زیادی برای محققین اصلاح نباتات دارد، زیرا از این طریق می‌توان لاین های کامل هموزیگوت را در زمانی بسیار کوتاه بدست آورد.

۵.  تکثیر حجره (Tissue Culture:)

تکثر وانکشاف یک نبات را در یک محیط مناسب  را بنام تشو کلچر یا فرهنگ گشت  می گویند. قسمت گیاهی که در بازسازی استفاده می شود، اکسپلانت  نامیده می شود. برنامه تشو کلچر مفیدیت  برای بهبود تخم دارد . تخم را از صدمات مرض حشره ، تولید تخم توسط تغیرات جنتکی ، از صدمات زهر خاک  وفلزات ،  از نمک ، مقاوم در برابر خشکی ، حفظ جرم پلازم ، آیبراید سمی حفاظت می نماید. یعنی بشر میداند که چه تخم را در چه جای کشت نماید.

۶.جنتیک انجنیری (Genetic Engineering)

جا سازی یک خاصیت جدید را در دی این ای  حیوان و نباتات بنام  مهندسی جنتیکی گویند. این کار به  متخصص زراعت و انسان  متجرب ضرورت دارد که سالها تجارب را پشت سر گذشتانده  باشد. بطور مثال انتقال  جین مکروب مفیده را که بنام Bacillus thuringiensis یاد میشود به جواری  یا یک خاصیت نیک را از جین حیوانات به به نباتات انتقال می دهند. یا مثال دیگر انتقال جین را که یک نبات مقاوم در خاک شور دارد به نبات گندم جوار پنبه  ، انتقال ژن مقاومت در  اب وهوای سرد را از ماهی به برنج و غیره .

در گندم پرنسیب طوریست که گرده یک تخم را قبل از اینکه بشکفت در پاکت خورد گرفته بالای تخم دیکر که هنوز نشگفته است ا فشانده سپس تخم مورد نظر را با قاغذ می پوشانیم  مبادا توسد گرده بیگانه گرده افشانی نگردد. تخم حاصله  چهار نوع تخم را حاصل می دهد از میان نوع بهتر را انتخاب نموده دوباره کشت میشود.

در مثال ذیل بازی نبات پنبه است که مقاومت در برابر  خاک نمکی و خشکی ابی را پیدا می نماید

 

در مثال دوم یک تخم  گندم به گندم حاصل بالا تبدیل می گردد.

 

در مثال دیگر طریقه که از کچالو پژمرده  و جین وحشی یکجا شده کچالو مقاوم بوجود می اید.

منابع

۱. میتود اصلاح نباتات و یاد بگیرد در سایت یاد گرفتن  مرکز جنتیک

http://learn.genetics.utah.edu/content/cotton/crop/

۲. Crop Improvement Methods: Top 6 Methods  در سایت بیولوجیوکل ساینس نوشته هریکا گپتا

http://www.biologydiscussion.com/crops/crop-improvement-methods-top-6-methods/17641

۳. Bacillus thuringiensis

https://en.wikipedia.org/wiki/Bacillus_thuringiensis

۴. آموزش اصلاح نباتات نوشته  مهندس علی اکبر اسدی

https://faradars.org/courses/fvbio9506-plant-breeding

 

 

 

 

   

  

 

بقیه گزیده های مقالات    کریم پوپل کلیک نماید

 
 

 

 
admin@vatandar.at
 
 
 
 مدیر مسوول : انجنیر هما یوسفی
صاحب امتیاز : انجنیرنجیب یوسفی
کليه ی حقوق بر اساس قوانين کپی رايت  محفوظ و متعلق به وطندار می باشد