بانک مقالات کشاورزی و باغبانی و گیاه پزشکی
بانک مقالات کشاورزی و باغبانی و گیاه پزشکی فارسی انگلیسی ترجمه
موضوعات مطالب
آمار و امكانات
:
:

دانلود ديكشنري كشاورزي مخصوص بابيلون

پشتیبانی سایت

 

لینک عضویت در کانال تلگرامی ما ضمنا برخی مقالات فقط در کانال ما موجود هستند حتما بازدید کنید.


بهار  96  برشما عزیزان  تبریک و تهنیت باد



202_ DNA و ژنوم
ارسال شده توسط سیدمهدی شمس در ساعت ۸:٤٤ ‎ب.ظ

DNA and Genome

Abstract

The size of a genome may change very rapidly if it fuses with another genome, or accumulates some DNA via a virus, or some other mechanism of horizontal transfer. Acquiring new DNA means acquiring new genes, but genomes do have size limits. Why? Every round of replication extracts a cost for the larger genome, and therefore genomes must balance the expense of replicating redundant DNA with the benefit of having genes that provide a selective advantage only under rare circumstances. Conversely, losing DNA and genes could be advantageous if the cell evolves to fill a new niche, such as inside another species. If genes are no longer advantageous, the DNA can be lost and the more efficient genome provides a selective advantage. From what we can tell so far, genome sizes tend to stay within a fairly narrow size range for a given group of species. For example, K- and O-islands are newly acquired DNA, but all gut bacteria tend to have genomes in the 4 to 5 Mb range. As they acquire new DNA, cells tend to return to a genome home-ostasis with an optimal size and gene count. You might think that 200 sequenced genomes is enough and that we don't need to sequence more, but there is power in numbers for comparative genomics. Consider the analogy of living in a cave all your life and coming out one day and seeing a bluebird and a blue jay. Based on this sampling, you might conclude that all birds are blue. Later in the day, you see a red cardinal and a yellow canary, which leads you to conclude diat all birds must be primary colors. Using a small sample size leads to inaccurate conclusions. Imagine your surprise when you see a hummingbird, an ostrich, and a penguin. Just as we learn more about birds by studying their diversity, we learn more about genomes when we have a larger sample size. However, resources are limited so we must choose wisely which genomes we sequence to maximize our ability to learn from them (see Section 2.1). DNA and Genome

 

چکیده ترجمه:

اندازه ژنوم ها، در صورتی که با ژنوم های دیگر ترکیب گردد، یا DNA هایی را از طریق یک ویروس یا مکانیسم های دیگر انتقال افقی گرداوری کند، ممکن است به سرعت تغییر کند. دسترسی به DNA جدید به معنی دسترسی به ژن جدید می باشد اما ژنوم ها دارای محدودیت اندازه می باشند. چرا؟ هر چرخه رونوشت، برای ژنوم های بزرگتر هزینه ای را در بر دارد و بنابراین ژنوم ها می بایست تعادلی را برای مقدار رونوشت DNA با داشتن ژن هایی که دارای مزایای گزینشی تحت شرایط خاص می باشند، ایجاد کنند. برعکس از دست دادن DNA و ژن ها می تواند مفید باشد اگر سلول های مربوطه شکاف های جدید ( همانند گونه های دگیر) را پر کنند. اگر ژن ها، دیگر مفید نباشند، DNA ها ار بین رفته و ژنوم های کارآمدتر مزایای گزینشی را خواهند داشت. از آنچه که تا به حال بیان کرده ایم  اندازه ژنوم ها برای گروهی از گونه ها در یک اندازه نسبتا محدودی قرار می گیرند. برای نمونه بخش های K وo بدن فرد، DNA جدیدی را کسب می کنند اما باکتری های مربوط به روده دارای ژنوم هایی در محدوده 4 و 5 MB می باشند. زمانی که آن ها DNA جدیدی را کسب می کنند، سلول ها به تعادل حیاتی ژتوم ، با اندازه بهینه شده و ژن ها شمارش شده بر می گردند.
شما ممکن است این موضوع را در ذهن داشته باشید که 200 توالی ژنوم کافی بوده و نیاز به توالی بیشتر نمی باشد اما در تعداد ژنوم های نسبی، قدرتی وجود دارد. تصور کنید که تمام عمر خود را در یک غار زندگی کرده اید و روزی که بیرون آمدید یک پرنده امربکای شمالی آبی رنگ و یک زاغ آبی رنگ را دیده اید، بر این اساس شما ممکن است تصور کنید که تمام پرندگان آبی رنگ هستند. در روزهای بعد شما یک سهره قرمز رنگ و یک قناری زردرنگی را می بینید و شما ممکن است به این نتیجه گیری برسید که تمام پرندگان از همان ابتدای وجودشان دارای رنگ های خاصی می باشند. استفاده از نمونه های کمتر ممکن است شما را منتهی به نتیجه گیری اشتباهی بکند. زمانی که شما مرغ مگس خوار، شترمرغ و پنگوئن را مشاهده می کنید این موارد باعث تعجب شما می شود. زمانی که ما در ارتباط با تنوع پرندگان مطالعات بیشتری را انجام می دهیم، چیزهای بیشتری نیز در ارتباط با آن ها یاد می گیریم. و زمانی که ما نمونه های بیشتری در دست داریم، چیزهای بیشتری نیز در ارتباط با ژنوم ها یاد می گیریم. به هر حال منابع محدود بوده و بنابراین می بایست به طور آگاهانه ای انتخاب کنیم که چه ژنومی را می خواهیم انتخاب کنیم تا بتوانیم توانایی های خود را در ارتباط با فرا گرفن آن ها افزایش دهیم.

 

نوع مقاله :فارسی با ترجمه

 مرتبط با : پروژه - بیوتکنولوژی - بیوشیمی گیاهی - ژنتیک

 عنوان مقاله  :  DNA و ژنوم

 مرجع مقاله :----

 سال انتشار: 2011

 تعداد صفحات :9 صفحه 

 

دانلود لاتین مقاله شماره 202

دانلود ترجمه مقاله  (4.500 تومان) به بخش راهنمای پرداخت برید

Mapping of QTLs affecting copper tolerance and the Cu, Fe, Mn and Zn 
contents in the shoots of wheat seedlings 
Abstract 
Quantitative trait loci (QTLs) for Cu-tolerance were determined in wheat grown in control and Cu-treated soil in greenhouse. In addition, loci having an influence on the shoot Cu-, Fe-, Mn- and Zn-contents under non-stressed and Cu-stressed environments were mapped. One major QTL for Cu-tolerance was found on chromosome 5DL, while slighter effects were determined on the chromosomes 1AL, 2DS, 4AL, 5BL and 7DS. QTLs affecting the shoot Mn- and Zn-contents were found on the chromosomes 3BL and 3AL, respectively. The centromeric region on the chromosome 3B plays a role in the regulation of the shoot Fe-contents in the stressed plants. Under Cu-stress QTL affecting shoot Cu-content was found on chromosome 1BL, while on the chromosome 5AL a QTL influencing the Cu-accumulation ability of wheat from Cu-polluted soil was determined.
نقشه برداری از QTL های تاثیر گذار بر تنش مس و مقادیر مس آهن منگنز و روی در ساقه 

چکیده
مکان یابی ژن های کمی کنترل کننده  (QTL) برای تنش مس در گندم . مس را در خاک گلخانه جهت بررسی و تیمار بودن تعیین شد.   علاوه بر این، جایگاه تاثیرتجمع مس بر روی ساقه و، آهن، منگنز و روی، مقادیرشان در شرایط بدون تنش بود و فقط تنش بر روی مس تاکید شد. یکی از بزرگترین  جایگاههای صفت کمی در تحمل مس در کروموزوم 5DL  دیده شد در عین حال نیز اثرات ناچیزی هم بر روی کروموزوم 1AL، 2DS، 4AL، 5BL و 7DS تعیین شد. QTL های موثر بر ساقه از نظر منگنز روی کروموزوم 3BL و 3AL قرار گرفتند. منطقه سانترومری در کروموزوم 3B نقش مهمی در تنظیم محتوای آهن موجود در ساقه  در گیاهان دارد از نظر میزان تنش مس نیز دیده شد در کروموزوم 1BL نقشی پیدا شد، در حالی که کروموزوم  5AL نیز موثر بوده بهرحال دیده شده که در خاک های آلوده تجمع مس در گندم وجود دارد.

نوع مقاله : انگلیسی با ترجمه

مرتبط با : فیزیولوژی کشاورزی  و دروس مرتبط با اصلاح نباتات یا ببیوشیمی گیاهی و ..

عنوان مقاله  : نقشه برداری از QTL های تاثیر گذار بر تنش مس و مقادیر مس آهن منگنز و روی در ساقه 

مرجع مقاله : تالیف و گردآوری سیدمهدی  شمس

سال انتشار: 2007 - 1393

تعداد صفحات : 6 صفحه 

دانلود مقاله لاتین شماره 129

دانلود متن ترجمه  (4000 تومان) به بخش راهنمای پرداخت برید

  پژوهش های جهانی اصلاح نباتات              National Plant breeding study

 

دانلود متن مقاله شماره ۶

 

 

 


 

 

درجه کیفی مقاله  ۲  است در ۲۵ صفحه

 

این مقاله مناسب برای ارائه در دروس  :  اصلاح نباتات - اصلاح خصوصی - ژنتیک - بیو تکنولوژی - طرح و پروژه  و... میباشد

 

برای دریافت ترجمه مقاله توسط  ایمیل  یا  فایل  یا  پرینت شده  با مدیریت تماس بگیرید

 

هزینه هر صفحه ترجمه  تخصصی ۹۰۰ محاسبه شده

 

 


 

 

  خلاصه               SUMMARY

A survey was conducted to determine the number of science person years (SY) thatwere devoted to plant breeding research and development (R&D) in the United States public and private sectors. Also, via estimates of cost per SY, annual dollar expenditures for plant breeding were estimated. Data were collected on plant breeding R&D activities defined as (a) basic plant breeding research (PBR), (b) genetic enhancement (GE), and cultivar development (CD), and on SY input per crop and crop group The primary findings were:

 

1  The total number of SYs devoted to plant breeding R&D in the United States is

2,241. The distribution of SYs is 1,499 in private companies, 529 in state and

territorial agricultural experiment stations (SAES), 177 in the Agricultural Research

Service of the U.S. Department of Agriculture (ARS/USDA), and 36 in the Plant

Materials Centers/USDA (PMC/USDA).

. Over the 5-year period 1990-94, the net loss of plant breeding SYs in SAES was

estimated to be 12.5 or 2.5 SYs per year. For the same period, private industry was estimated to have a net growth of 160 SYs or 32 SYs per year. Over public and private sectors, 372 SYs were devoted to PBR, 403 SYs to GE, and 1,430 SYs to CD. Proportions of SYs devoted to these 3 R&D activities vary by employment category. In SAES, percentages of SYs devoted to PBR, GE, and CD were 30, 29, and 41, respectively; in ARS/USDA they were 40, 48, and 12, respectively; and in private industry they were 9, 11, and 80, respectively.

4Crop groups with more than 100 SYs were cereal grains with 892, fruit vegetables

with 213, grain legumes with 207, fiber crops with 136, forages with 122, temperate

fruit and nut crops with 105, and oilseed crops with 104.

5. More than 25 SYs are devoted to each of 16 U.S. crops. Field corn led with 545

SYs or 25% of all plant breeding SYs in the United States. Next were soybean with

156 SYs, cotton with 134 SYs, and wheat with 131 SYs. Crops with 50 to 100 plant

breeding SYs are tomato, alfalfa, sorghum, and potato.

6. Private industry emphasizes the breeding of crops that use hybrid cultivars in agricultural production. Of the 16 crops to w1jich private industry devotes 20 or more plant breeding SYs, 6-com, sorghum, sunflower, sweet corn, sugar beet, and muskmelon-with entirely hybrid cultivars account for 654 SYs. Three crops with both hybrid and pure line cultivars-tomato, pepper, and onion-account for 119 breeding SYs in private industry. Six crops with pure line cultivars-cotton, wheat,

soybean, canola, rice, and lettuce-account for 328 SYs.

In contrast, the public sector has 11 crops with 15 or more breeding SYs, and 7 are

dominated by pure line cultivars.

7. Private industry is estimated to spend $338 million on plant breeding R&D annually or 61% of the U.S. annual expenditure whereas the public sector is estimated to spend $213 million or 39%.

 

 http://www.uplod.ir/download.php?file=309723

بقیه متن در ادامه مطلب

 

Growth and reproductive responses of true mountain

mahogany to browsing

 

 

دانلود مقاله شماره 4

 

                                                                                                                    

 

موضوع مقاله : تحقیقات عکس العمل رشد و رشد زایشی درخت ماهون در ارتفاعات کوهستانی

نوع کیفی مقاله درجه 1 برگرفته از پورنال مرتعداری و مراتع    range management journal

ارائه این مقاله در دروس : مرتعداری اکولوژی فیزیولوژی بیوتکنولوژی اصلاح نباتات و اصلاح خصوصی

برای دریافت ترجمه کامل این مقاله بصورت ایمیل یا فایل یا پرینت شده با مدیریت تماس بگیرید

 

هزینه هر صفحه ترجمه900تومان محاسبه شده

متن مقاله در ادامه مطلب

 

 

 

 

 

Gene duplication and transfer events in plant mitochondria genome
ارسال شده توسط سیدمهدی شمس در ساعت ٩:۳٠ ‎ب.ظ

دانلود فایل اصل مقاله

 

 

A B S T RAe T

Gene or genome duplication events increase the amount of genetic material available to increase the genomic, and thereby phenotypic, complexity of organisms during evolution. Gene duplication and trans­fer events have been important to molecular evolution in all three domains of life, and may be the first step in the emergence of new gene functions. Gene transfer events have been proposed as another accel­erator of evolution. The duplicated gene or genome, mainly nuclear, has been the subject of several recent reviews. In addition to the nuclear genome, organisms have organelle genornes, including mitochondrial genome. In this review, we briefly summarize gene duplication and transfer events in the plant mito­chondrial genome.

Mitochondria

Mitochondria are membrane-enclosed organelles that occur in most eukaryotic cells. Mitochondria have inner and outer mem­branes composed of phospholipid bilayers and proteins [1]. Mito­chondria, which have been called "cellular power plants", produce most of the cell's supply of adenosine triphosphate (ATP), which is used as a source of energy. In addition to supplying energy to the cell, mitochondria are involved in a range of pro­cesses, such as signaling, cellular differentiation, and cell death, as well as control of the cell cycle and cell growth [2]. Mitochon­dria are not necessarily inherited solely through the maternal line; they can be inherited from both parents [3].

Mitochondrial genome

The non-Mendelian genetics of extracellular genomes were first reported a century ago. Mitochondria are believed to be the products of endosymbiotic events. Most of the DNA present in eukaryotic organisms is in the cell nucleus, but they also have independent mitochondrial genomes [4-5]. Mitochondrial DNA is maternally inherited in most multicellular organisms. Coding regions in the mitochondrial genome accumulate sequence changes very slowly, but the linear arrangement of genes changes quite quickly [6]. Mito­chondrial DNA has direct repeats spread throughout the genome. More than 1000 complete mitochondrial DNA sequences have been

published for organisms including mammals, protists, ascomycete fungi and plants [7-10].

Gene duplication events as the primary driving force for evolution

Gene duplication and subsequent divergence are important in the evolution of genes by providing genetic material from which novel functions can arise [11-13]. The function of genes after duplication can be categorized as neofunctionalization, subfunc­tionalization. or nonfunctionalization [14]. Careful analysis of duplicated regions shows that the majority of duplicated genes dis­appear during evolution [15]. Some duplicated genes may be lost by accumulation of deleterious mutations (nonfunctionalization). Paralogous genes (newly duplicated genes) that are not silenced may be maintained by subfunctionalization (partitioning ancestral functions, with the duplicated genes performing different aspects of the original gene's function) and/or neofunctionalization (one of the genes acquires a novel function) [14.16-18].

There are several pathways by which genes can duplicate [19-22]. Gene or genome duplication events can involve a single gene, a segment of the genome, a single chromosome or even the whole genome. Genome duplications differ from single gene dupli­cations in that whole chromosomes are simultaneously doubled, and the overall number of genes is thereby increased [19,21.22,24]. It has long been known that new genes frequently emerge through gene and genome duplication. Spontaneous dupli­cation of large chromosomal segments has been demonstrated experimentally in yeast [25-26]. Polyploidy, which results in duplication of the whole gene complement of an organism, is  

widespread in eukaryotes, and is probably one of the main mech­anisms underlying evolutionary divergence [27-28].

The mitochondrion is a nearly autonomous organelle that contains the biochemical machinery necessary to replicate and transcribe its own genome and to synthesize protein. In addition to the nuclear genome, organisms have mitochondrial genomes, most of which undergo intra- and intergenomic recombination and rearrangement [29]. Mitochondrial genomes are simplified relics of the much larger cellular genomes of their cyanobacterial and proteobacterial ancestors [30]. Gene duplication is an impor­tant process in mitochondrial evolution, but duplication of large fragments of mitochondrial genomes is infrequent. Knowledge of the sequences of the mitochondrial genome of a number of organisms has made it possible to conduct comprehensive searches for duplicated genes, enabling informative study of their evolution [31]. The availability of complete mitochondrial and nuclear genome sequences has made it possible to study the extent of gene duplication events and gene transfer events.

Gene duplication events in plant mitochondria

The plant mitochondrial genome is a circular double-stranded DNA molecule that encodes tRNAs, rRNAs, ribosomal proteins, and a portion of the enzymes used in respiration [32-33]. Plant mitochondrial genomes range in size from 200 kb to 2400 kb and are at least 10-100 times larger than animal mitochondrial gen­omes [34-35]. At 208 kb, Brassica hirta is one of the smallest and Cucumis rneio at 2300 kb is the largest known mitochondrial gen­ome in higher plants [6,34,36]. The plant mitochondrial genome has an unusually dynamic structure due to recombination between repeated sequences, which generates a population of molecules of different sizes and molecular configurations. The plant mitochon­drial genome has a very low substitution rate, and its evolution is characterized by frequent structural rearrangements [36-37]. Several descriptive models have been proposed to explain the occurrence of deletion-duplication events in the plant mitochon­drial genome [37-39].

The entire mitochondrial genome of rapeseed (Brassica napus L.), which contains a 2427 bp sequence as a direct repeat, was sequenced by Handa [40]. This sequence includes the first exon, the intron, and part of the second exon of the cox2 gene. Due to duplication, two copies of cox2 genes exist in rapeseed, although these copies diverge from each other 55 bp upstream of the stop codon. One copy (cox2-1) is homologous to other plant mito­chondrial cox2 genes, but the other copy (cox2-2) has an exten­sion that shows no homology to any other sequence examined to date [40].

The cucumber (Cucumis sativus) has some unique attributes that make it a potential model system for mitochondrial transformation of higher plants. Microspores have relatively few, huge mitochon­dria, which have paternal transmission. The cucumber has unique mitochondrial mutations that result in strongly mosaic phenotypes [33]. Lilly and Havey investigated mitochondrial genome expansion within the cucurbits using hybridization to select mitochondrial se­quences present in high copy numbers in cucumber and at low levels in watermelon (Citrullus lanatus). Lilly and Havey sequenced 15 clones to identify sequences repeated throughout the cucumber mitochondrial genome. On the basis of dot-blot hybridizations, se­ven repetitive DNA motifs account for over 13% of the cucumber mitochondrial genome, equaling over 50% of the size of the Arabid­opsis mitochondrial genome. Sequence analysis of136 kb of cucum­ber mitochondrial DNA revealed only 11.2% with significant homology to previously characterized mitochondrial sequences, 2.4% to chloroplast DNA, and 15% to the seven repetitive DNA motifs. The remaining 71.4% of the sequence was unique to the cucumber

mitochondrial genome. These results demonstrate that the ex­panded cucumber mitochondrial genome is due, in part, to extensive duplication of short repetitive sequences, possibly by recombination and/or replication slippage [35].

There are two divergent copies of the chloroplast origin rps13 gene, which encodes ribosomal protein S13, are found in the nu­cleus of the rosids Arabidopsis, Gossypium, and Glycine. One is nucp-rpsI3, which encodes chloroplast-imported RPS13; the other is numit-rpsI3, which encodes mitochondria-imported RPS13 [41]. The function of numit-rpsl3 has been modified after gene duplica­tion, and one could argue that numit-rpsl3 has gained a new func­tion. Subsequently mt-rpsl3 was lost from mitochondrial DNA many times during the evolutionary history ofrosids. Those organ­ellar rps13 genes in rosids provide a distinctive case of gene dupli­cation involving the co-evolution of the nuclear and cytoplasmic genomes [41-42].

Gene transfer events between mitochondrial and nuclear genomes

In addition to the nuclear genome, plants have chloroplast and mitochondrial genomes, all of which undergo intra- and interge­nomic recombination and rearrangement. The nuclear, chloroplast and mitochondrial genomes have been sequenced in some plants, such as Arabidopsis [32,43,44] and rice [9,45,46]. With the comple­tion of those plant genome sequencing projects, it was possible to identify transfer events from the organelles to the nucleus on a whole-genome scale.

It is well known that mitochondria donated many genes to nu­clear chromosomes during evolution. Rujan and Martin compared 3961 Arabidopsis nuclear protein-coding genes with the complete set of proteins from yeast and 17 reference prokaryotic genomes [47]. The degree of conservation in protein sequences in addition to lateral gene transfer between free-living prokaryotes pose sub­stantial challenges to genome phylogenetics.

To date, several genes transferred from the mitochondrial gen­ome to the nuclear genome have been identified in flowering plants. However, the mechanism of gene transfer events is only poorly understood [48]. Gene transfer events between the mito­chondrial genome and the nuclear genome in plants are believed to often occur as single gene transfers through an RNA intermedi­ate. The majority of mitochondria gene transfer events have been reported to range from hundreds to thousands of base pairs [49­51]. The sequence analysis of Arabidopsis thaliana chromosome 2 revealed a mitochondrial-to-nuclear DNA transfer of nearly the en­tire mitochondrial genome into the pericentric region on the short arm. The size of the mitochondrial DNA insert was about 270 kb [52]. However, DNA fiber-based fluorescence in situ hybridization analysis revealed that the mitochondrial DNA insert is about 620 kb, which is near the centromere on chromosome 2 [51].

A promiscuous nuclear sequence containing a mitochondrial DNA fragment was isolated from rice by Kubo and his colleagues [53], who found that the integration ofthe mitochondrial sequence into the nuclear genome was mediated by a DNA fragment, and that the nuclear sequence was transcribed and spliced, but it ap­peared to be a pseudogene. The mitochondrial sequence was inte­grated in an antisense orientation into the pre-existing V-ATPase B pseudogene, which can be transcribed and spliced. They suggested that the DNA transfer event may be a case of unsuccessful gene transfer from mitochondrion to nucleus (Fig. 1).

The rps13 gene, encoding mitochondrial ribosomal protein S13, is normally present in the mitochondrial genome of higher plants, but is lacking from the A. thaliana mitochondrial genome [54-55]. Mollier et al. demonstrated that the nuclear gene encoding the plastid S13 has been partially duplicated in A. thaliana, such that  

the copy has lost the exon encoding the plastid transit peptide and has acquired a sequence capable of encoding a mitochondrial tar­geting sequence. The mitochondrial S13 ribosomal protein has probably been replaced by its homologue from plastids in A. thali­ana. The differences between the S13 gene sequence of the mito­chondrion and the chloroplast suggest that the gene duplication occurred after the Brassicaceae arose but before the divergence of Arabidopsis and Brassica [55].

The complete mitochondrial genome of rice has been se­quenced. Notsu et al. found that 6.3% and 13.4% of the mitochon­drial genome sequence is derived from the plastid and the nuclear genome, respectively [9]. They demonstrated frequent and independent DNA sequence flow among the mitochondrial, plastid and nuclear genomes during the evolution of flowering plants, and this may account for the range of genetic variation ob­served between the mitochondrial genomes of higher plants [9].

Conclusion and perspective

The complete genome sequences, including the mitochondrial and nuclear genomes, of more and more organisms are becoming available, and this can be considered a major step forward toward exploiting the usefulness of mitochondrial genetic engineering technology. Earlier work showed that many gene transfers to the nuclear occurred during mitochondrial evolution, but there is no reliable estimate of the total number of genes that have been transferred.

Gene duplication is a fundamental process in the evolution of eukaryotic genomes. After duplication, one copy of a gene may un­dergo divergence in sequence, expression pattern, and function, and the rate of gene duplication is an important parameter in the study of evolution. During the past decade, the amount of sequence data (primarily DNA sequence data) has increased nearly lOO-fold, and will continue to increase rapidly as the result of immense tech­nical progress in DNA sequencing. Completely sequenced mitochon­drial genomes are a valuable source of data for determining the evolutionary history of the organelle. Many mitochondrial enzy­matic subunits are nuclear-encoded, cytoplasmically translated, and imported into the mitochondria. Gene duplication events in the mitochondrial genome and gene transfer events between the mitochondrial genome and the nuclear genome are important pro­cesses in the evolution ofthe eukaryotic cell.

Uncited reference

Acknowledgments

Authors acknowledge the funding from Project for International Scientific and Technological Cooperation (Shanghai China-Alberta Canada); Shanghai Rising-Star Program (08QH14021); Hi-tech re­search and development program of China (2006AA10Zl17; 2008AA10Z401). We are grateful to Prof. Max Cheng (Department of Plant Sciences, University of Tennessee, USA) for his useful com­ments on the manuscript

 

 

Keywords:

Gene duplication Evolution

 Plant

 Mitochondria

 

 

 

 

 

تراریوم (Trurumm)
ارسال شده توسط سیدمهدی شمس در ساعت ۱٠:٠٠ ‎ق.ظ

اشاره:
پرورش و نگهداری گل وگیاهان از گذشته مورد توجه وعلاقه جوامع بشری بوده و بصورت های مختلف در باغها ، خیابان ها ، درون منازل و حتی بصورت مناظر و طبیت در آثار هنری و ادبی مورد استفاده قرار گرفته ولیکن امروزه با توجه به افزایش رو به رشد جمعیت ، مشغله ها وگرفتاری های مردم ، عدم وجود فضا و امکانات کافی برای ایجاد یک باغجه بویژه در محیط های آپارتمانی و صرف وقت و حوصله زیادی برای پرداختن به این امر و نگهداری ومواظبت از گیاهان توسط علاقمندان به طبیعت کاسته و یا بعضاً وجود نخواهدداشت اما از آنجایی که زندگی با گیاهان بویژه زینتی سبب آرامش روح و روان انسان می گردد و اصولاً با توجه به بررسی های انجام گرفته ثابت شده است که وجود گیاه در هرمکانی سبب افزایش راندمان کار شده و افرادی که در چنین محیطی شادابترو سرحالتر از افرادی هستند در مکانهای فاقد گیاه کار می کنند.در این میان به موازات پیشرفت روز افزون سطح فرهنگ جوامع بشری از حجم اعتقادات خرافاتی کاسته شده و قدرت بشرنیز فزونی می یابد تا بطور فزاینده ای از حقایق هستی آگاهی یابد گیاهان بویژه گل حقیقی موجوددر همه عصرها بوده است و اهمیت و قابلیت استفاده از آن در چند دهه اخیر روشن تر و عملی تر شده است.بطوری که امروزه نقش گیاهان در زندگی انسان آنچان نمایان است که می توان گفت زندگی انسان بدون گل وجود نخواهد داشت لذا جهت حفظ وبهره گیری از اثرات مهم گیاهان بویژه گل در زندگی اجتماعی با توجه به اینکه ایجاد فضای سبز و یا باغچه بویژه در محل سکونت هر انسانی میسر نمی باشد ایجاد تراریوم برای رسیدن به این اهداف می تواند یک روش ایده آل باشد.
تراریوم در لغت به معنی باغ شیشه ای است که اولین بار توسط یک پزشک جراح انگلسی بنامNatanail Ward در سال 1829 ایجادشد . البته این کارکاملاً اتفاقی بود و طی یک تجربه ای که هیچ ربطی به باغبانی نداشت دکتر وارد آن را کشف کرد .در واقع او می خواست پرورش دادن و تغییر و تحول پیله ای پروانه را امتحان نمایداما متوجه شد که آلودگی هوای حاصل از کارخانه های لندن که نزدیک منزلش بود مانع از رشد آنها می شود در طی دوره مشابهی دکتر وارد چرخه زندگی پروانه ها را در شرایط طبیعی مورد بررسی قرار داد به این شکل که او شفیره پروانه ای را در یک ظرف مربای قرار داد و سپس مقداری خاک درون آن ریخت بعداز چند هفته دکتر وارد یک گیاه درون آن مشاهده کرد و این گیاه از بذری که درون خاک حاصل شده بود او فهمید وقتی گیاه رطوبت را از طریق سطح برگهایش از دست می دهد رطوبت روی دیواره شیشه تجمع می یابد و شکل آب در آمده و مجدداً به کف ظرف برمی گردد این چرخه پایدار باران
Cycle) (Rain درون ظرف ، یکسری شرایط ایده ال برای رشد کامل و سالم گیاه فراهم می کند. دکتر وارد فهمید که این پدیده امری ضروری برای بازگشت مقداری از آب به گیاه برای جلوگیری از خشک شدن آن است و بعد از گذشت چند هفته گیاه بدون هچگونه مراقبتی به رشد خود ادامه داد وی نیز دو باغ شیشه ای (تراریوم) کوچک تهیه کرد که در آن سرخس و نوعی گیاه از خانواده غلات کاشته بود و آنها را با کشتی به سیدنی استرالیا فرستاد و در طول سفر که به مدت هشت ماه به طول انجامید و علیرغم تغییرات فاحش درجه حرارت در طول سفر گیاهان به خوبی رشد کردند و صحیح و سالم به استرالیا رسیدند و مجدداً در شرایط مشابهی آنها را به لندن باز گرداند و بیش از یکصد و پنجاه سال پیش این ظروف برای رشد و جابجایی گیاهان مورد استفاده قرار می گرفتند و امروزه نیز خیلی از خزانه داران ، باغبانها ، گیاه بازان از این ظروف برای کشت گیاهان استفاده می کنند و بیشتر جنبه تزئینی دارد.
ترایوم عبارت است از محیطی برای پرورش و نگهداری گیاهان و یابه عبارت دیگر محیطی برای ایجاد ریز اقلیمی با رطوبت بالا برای گیاهان که اکثراً بومی جنگل های مرطوب جنوب و مرکز آمریکا و جنوب شرقی آسیا و آفریقا هستند و عملاً سازگار با هم نیز می باشند و در یک ظرف سربسته رشد می کنند گفته می شود.این محیط با توجه به ویژگیهای یک گلخانه که فضای مرطوب و ایده آلی برای رشد گیاه فراهم می کندطراحی شده است و با توجه به ابعاد آن امکان قرار دادن انواع و اقسام گلها و گیاهان را در اندازه های کوچک و بزرگ در کنار فراهم می کندو چون رطوبت در آن در یک چرخه حفظ می شود به توجه بسیار کمی نیاز دارد پرورش و نگهداری گل وگیاه در این محیط نه تنها به خاطر زیبایی صورت می گیرد بلکه دارای فواید عملی و علمی نیز می باشد از این محیط می توان برای سبز کردن بذر گیاهان مختلف مثل سبزیجات استفاده کرد به این صورت که در داخل آنها به این صورت که در داخل آنها قطعه ای کاغذ از نوع کاغذ های خشک کن و یا قسمتی از یک پوشه غیر روغنی که می تواند رطوبت را رد خود نگه دارد قرار دادو سپس با افزودن مقداری از آب بذر مورد نطر را روی آن کاشت و بعد از آن ظرف راکه واقع محیط مناسب و مساعدی جهت زشد گیاه مورد نطر فراهم آورده را باید در محلی گرم و نسبتاً روشن در حالیکه درب آن را بسته است قرار داد و پس از جوانه زدن گیاه را بایدبه محل اصلی انتقال داد.
از تراریوم می توان برای انواع گیاهانی که در محیط طبیعی منازل امکان نگهداری از آنها امکان ندارد استفاده نمود و از طرفی این شیوه مناسبی برای آموزش رشد گیاهان و نحوه اثر متقابل بین گیاه ومحیط به دانش آموزان باشد استفاده از تراریوم بجای یک دسته گل که اصولاً مردم در مناسبت های مختلف بعنوان هدیه به همدیگر می دهند جایگزین خوبی باشد زیرا ار یک طرف بسیار زیبا و طراحی جذاب آن می تواند چشم گیر باشد و از طرف دیگر ماندگاری و دوام بیشتری داشته باشد.
ظروف تراریوم:
بطور کلی ظرف مورد استفاده جهت محیط تراریوم دونوع باز و بسته است و اصولاً مواردی که می توان به آن اشاره نمود شامل آکواریوم ، پارچ دهان گشاد ، تنگ ماهی ، شیشه مربا ویا ظروف شیشه ای بدون استفاده در طرح و شکلهای گوناگون می باشد. در یک تقسیم بندی ساده با توجه به شکل ظروف مورد استفاده به سه دسته یا گروه ذیل تقسیم کرد:
• محفظه های چهارگوش
• جامها و محفظه های دهان گشاد و ظروف گرد
• بطریها و ظرفهای که دهانه تنگ دارند و کشت گیاهان درآنها به سختی انجام می گیرد و نیازی به در پوش ندارد.
اندازه گیاه عامل مهمی برای اتنخای ظروف می باشد از طرفی ظرف انتخابی باید اجازه نفوذ نور کافی به داخل جهت استفاده گیاه در فرآیند فتوسنتز را بدهد.شیشه هاش مات و رنگی گزینه های خوبی نخواهد بود و در صورتی که از شیشه های رنگی استفاده می شود حداقل سعی کنید شیشه های انتخابی کمرنگ باشد ودر ضمن از گیاهان سایه دوست استفاده شود هرچند در این محیط گیاهان جالبی با این شرایط رشد نخواهندیافت.دقت شود ظرف انتخابی ترک یا خراشیدگی نداشته باشد و قبل از استفاده استرلیزه شود که این امر با آب داغ یا مایع شوینده میسر می شود و اگر ظرف انتخابی درب درا است دقت شود که درب آن مانع ورود و خروج آب شود.بطور کلی ظروف چهار گوش برای تراریوم عالی بوده و کاشت در آنها به دلیل سهولت انجام کار بسیار مناسب است این ظروف دهان گشاد ترین ظرفها برای تراریوم می باشند و اندازه آنها برحسب سلیقه ، نوع کار ، فضا و اندازه گیاه متفاوت می باشد ازطرفی وقتی این ظروف مانند تنگ ماهی ، جامهای دهانه گشاد ویا حبابهای شیشه ای به تراریوم تبدیل می شوند منظره جالبی به خود می گیرند و در واقع اینگونه ظرف ها عمدتاً به خاطر داشتن یک انحنا در قسمت میانی جای کافی برای رشد گیاهان جوان دارند.استفاده ازظرفهای دهانه تنگ یا بطریهای دارای فضای مناسب به دلیل سختی کاشت گیاه درون آنها و معدود و محدود بودن گیاهان و همچنین تنگی درب ورودی به اندازه ظروف دهانه گشاد مرسوم نیستند.
انتخاب گیاه:
در تراریوم انتخاب گیاه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد لذا گیاهانی که رشدشان سریع نیست بهترین انتخاب هستند. از طرفی در نظر گرفتن مواد غذایی و نیازهای گیاهی ازجمله آب ، نور،وغیره... وسازگاری گونه های انتخابی نباید فراموش شود. با این وصف انتخاب گیاهان با ارتفاع ، شکل و رنگ متفاوت منظره ای زیبایی ایجادمی کند از جمله گیاهان که می توان در تراریوماستفاده نمود عبارتند از:بگونیا ، پرسیاوشان ، دیفن باخیا ، دراسنا ، مارانتا ، فیلودندرون، بنفشه های آفریقایی ، برگ بیدی ، سرخس نر ، فیکوس.
ضمناً همه گیاهان باید عاری از آفت و بیماری باشند وهر برگی که علامت بیماری دارد یا زرد شده است نیز جدا شود.
بستر تراریوم و شرایط محیطی مناسب:
بستری که برای تراریوم تهیه می شود بسیار اهمیت دارد در واقع اگر بستر مناسبی انتخاب شود کشت موفقیت آمیزی حاصل نمی شود بنابراین باید دانست گیاهانی که با یکدیگر متفاوتند ممکن است به خاک مشابهی احتیاج داشته باشندبه همین جهت باید گیاهانی را که از جهت مختلف باهم
فرق دارند در گروهایی دسته بندی کرد که از لحاظ خاک احتیاجات یکسانی دارند.
خاکی که برای تراریوم انتخاب می شود از چندین لایه تشکیل شده که هر یک شرح داده می شود.
• مواد زهکشی: لایه زیرین به اندازه 1 الی 3 سانتیمتر شامل سنگ ریزه های درشت و یا حتی تیله خرده است .این لایه برای زهکش استفاده می شود زهکش خوب برای کمک به خروج آب اضافه از محیط اطراف ریشه بسیار مهم است و نیز ایجاد تعادل بین هوا و آب ظرف کمک کند. آب اضافی اطراف ریشه در تراریوم ها باعث جلوگیری از جذب اکسیژن از هوای خاک خواهد شد و اگر زهکش در یک تراریوم وجود نداشته باشد یا مناسب نباشد گیاه زرد خواهد شد و نهایتاً می میرد که علت آن کمبود اکسیژن و وجود آب اضافه است.زهکش در تراریوم می تواند با سنگ شکسته ها ، سنگ ریزه ها ،قطعات شکسته سفال و غیره ... ایجاد شود البته می توان با شن های رنگی طرحهای زیبایی به زهکش داد که به هنر تزئین شن می گویند. در ظرفهای کوچک بهتر است لایه های زهکشی حذف شود ولی باید توجه داشت که آب به میزان لازم به گیاه داده شود تا از جمع شدن آب در خاک جلوگیری به عمل آید.از سنگهای مرمری و آهکی به هیچ وجه استفاده نشود زیرا بعداز مدتی آهک آنها در آب حل شده و پس از مدتی خاک قلیایی می شود.بزرگترین خطر برای گیاهان کاشته شده درظروف شیشه ای احاطه شدن ریشه ها توسط آب است که وجود زهکش در این زمینه اهمیت خود را بخوبی نشان می دهد.
• لایه جداکننده: هدف ازاین لایه که روی لایه زهکش قرار می گیرد جلوگیری از مخلوط شدن خاک با زهکش است بهترین مواد مورد استفاده برای این لایحه خزه اسفاگنوم است زیرا از برگها و ساقه های استریل تشکیل شده است که خود وسیله ای برای سالم نگه داشتن بستر ار بیماریها و آفات می باشد.البته گاهی از پشم شیشه ، صفحه های پلاستیکی مشبک و خزه معمولی استفاده می شود و تنها اشکال این مواد این است که پس از مدتی پوسیده می شوند.
• پودر زغال : این لایه که روی لایه جداکننده قرار می گیرد با هدف گرفتن بوی تراریوم است که منشاء این بوها عمدتاً باکتریها هستند که اجزای موجود در بستر را تجزیه می کنند و این عمل باعث تولید ترکیبات بودار می شود.
• مخلوط خاک: یک مخلوط خاک که در سطح لایه پودر زغال پخش می شود که اصولاً خاکی برای این کار مناسب است که برای طیف وسیعی از گیاهان در درون تراریوم بتوان استفاده کرد. یک مخلوط خاک مناسب معمولاً خاک گلدانی است که از دوقسمت خاک لومی ، یک قسمت موادآلی ، یک قسمت پرلایت باغی تشکیل شده است.قابل ذکر است که مخلوط برای دسته های مختلف گیاهان قدر مختلف خواهد بود بعنوان مثال خاک مناسب برای کاکتوسها و گیاهان گوشتی مخلوطی از خاک لومی ، مواد آلی ، پرلایت و شن درشت و یا در قسمت خاک برگ و یک قسمت سنگریزه می باشدو یا خاک مناسب برای گیاهان جنگلی مخلوط خاک لومی و مواد آلی ، پرلایت باغی یا دو قسمت خاک برگ و یک قسمت ماسه و دو قسمت تورب است.از طرفی خاک مناسب برای گیاهان گرمسیری می تواند به دو شکل تهیه شود.یک شکل آن از دوقسمت خاک شنی و یک قسمت تورب ویک شکل دیگر از دوقسمت خاک باغچه ، یک قسمت تورب و یک قسمت ماسه.
یکی از مهمترین قسمتهای تهیه خاک استریل کردن آن است علت انجام این عمل حذف بذور علفهای هرز و زودودن خاک از وجود قارچها و بیماریهاست که احتمال وجودشان در خاک می رود.برای استریل کردن خاک باید تدریجاً خاک را بصورت لایه های نازک در یک ظرف مسطح پهن کرد و در آون در درجه حرارت 180 فارنهایت برابر 82 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه نگه داشت.
گاهی ممکن است استفاده از خاکبرگ استفاده شود که اولاً باید کاملاً پوسیده باشد ثانیاً برای استریل کردن آن کافی است که بسته های پلاستیکی را به صورت دربسته به مدت 30 دقیقه در آب جوش قرار داده و سپس استفاده شود.استفاده از بستر های تجاری نیز در تراریوم خوب بوده و در صورتی که مقدار مواد بستری که استفاده می شود کم باشد بهتر است ا زاین بستر ها استفاده شود. این خاک ها که در گلفروشیها و فروشگا های کشاورزی به فروش می رسند معمولاً ضد عفونی شده هستند و علاوه بر این چون ترکیب مناسبی از خاکبرگ وخاک باغچه و غیره... در آنها وجود دارد هم مختلفند و هم ماده غذایی لازم برای گیاه در آنها وجود دارد.
باید توجه داشت که نباید در تراریوم های در بسته از کود استفاده کرد چون وقتی که کود تجزیه می شود گاز آمونیوم حاصل شده و ایم گاز باعث سوختن گیاه و نهایتاً مرگ ناگهانی گیاه را در بردارد.اصولاً عدم موفقیت بسیاری از تراریوم ها در نتیجه کود بیش ازاندازه می باشد و در نظر داشتن این نکته که کمتراز یکسال بعد از کاشت برنامه ای برای کود دادن نباید داشت حائز اهمیت است.اگر گیاهان به زرد گرائیدند و یا قدرت رشدشان بدون هیچ دلیلی مشخصی کم شود دادن کود سبکی که بصورت محلول با آب است به نسبت 1به4 گیاهان خانگی موثر می باشد. پس از کاشت گیاهان را با اسپری آبیاری کرده که در این صورت برگهای آنها تمیز نیز می شود.
باتوجه به شناخت تراریوم می توان نتیجه گرفت این نوع کاشت می تواند را حل مناسبی برای کسانی باشد که در عین علاقمندی به گلکاری و پرورش گیاهان بویژه گلهای زینتی و همچنین کسانی که در صدد ایجاد فضایی زیبا و با طراوت درآپارتمایشان به لحاظ کمبود فضای محدود به خصوص جاهایی که به خاطر گرم و خشک بودن هوا پرورش بسیاری از گیاهان امکان ندارد و یا وقت زیادی را نمی توانندصرف این کار کنند، باشد.

دریافت متن انگلیسی

ترجمه متن در زیر    

    pcr    The Polymerase Chain Reaction

بسیار دشوار می توان گفت که در بیان تایید و اهمیت پو لیمراز بزرگنمایی صورت میگیرد . PCR  یاواکنش زنجیره ای پلی مرازیک روش آسان و سریع برای ایجاد و تولید کپی های متعدد از تکه های DNA   می باشد و یکی از پیشرفتهای علمی است که می توان از صفت های عالی قدیمی نظیر پیشرفت انقلابی یا موفقیت عظیم را در موردآن بکار برد .

در حالی که اولین بار 10 سال پیش معرفی شد ، در طی حیات کوتاهش PCR  علوم وابسته به حیات را به کلی متحول کرده است . از کاربرد روزانه آن در تشخیص پزشکی گرفته تا چهار چوب نظری در مورد دستگا های منظم ، از دادگا های قانون گذاری تا تحقیقات در زمینه رفتار حیوانات ،PCR ذرات بسیار کوچک ماده ژنتیکی را مورد بررسی و تجزیه قرار می دهد حتی اگر ماده ژنتیکی آسیب دیده باشد می تواند آن را به یک سطح جدید از دقت و اعتماد رساند.

PCR مهمترین فناوری علمی جدید است که در صد سال گذشته با آن مواجه شده ایم طبق گفته مارک آر هوگز که نایب رئیس مرکز ملی تحقیقات ژنوم انسانی در سازمان ملی سلامت (یا به عبارت بهتر پروژه ژنوم انسانی ) این امر صحیح می باشد. و علم مشخص کرده است از آنجا که این روش  آسا نترین و ارزانترین  روش شناخته شده برای دو برابرکردن DNA در مقایسه با روشها ی پیشین است ،PCR  بر تحقیقات ژنتیکی مسلط شده است و آن را در دسترس زیست شناسان قرار داده است حتی در اختیار زیست شناسانی که هیچ آموزشی در زمینه زیست مولکولی نداشته اند .

PCR چیست ؟

حقیقت علمی اساسی که موجب می شود PCR این چنین مفید باشد به این صورت است : ماده ژنتیکی هر موجود زنده نظیر گیاهان یا حیوانات – باکتری ها یا ویروسها – دارای زنجیره ای از ساختار نوکلئو تیدی (معمولا DNA  و گاهی RNA ) هستند که به صورت بی نظیر و منحصر به فردی تنها در گونه های مخصوص خو دشان یافت می شوند . بنابراین ، موجودات زنده پیچیده نظیر انسان ، دارای زنجیره هایی از DNA هستند که به صورت بی نظیر و منحصر به فردی در افراد خاص مشاهده می شود. این گوناگونی های بی نظیر این امکان را فراهم می آورند تا ماده ژنتیکی را بامراجعه به موجود زنده پیگیری کردو حداقل به دقت ، گونه موجود زنده را که ماده ژنتیکی از آن گرفته شده شناسایی کنیم  و اینکه بدانیم از کدامین عضو مخصوص آن موجود زنده گرفته شده است. چنین بررسی نیازمند این است که مقدار کافی DNA برای تحقیق و تجزیه موجود باشد در این موقع PCR  مطرح میشود . PCR  عملکرد طبیعی آنزیم ها را بطور چشمگیری افزایش میدهد که این عمل پولیمراس نامیده میشود. این آنزیمها در تمامی موجودات زنده وجود دارند و کارشان کپی کردن  مواد ژنتیکی و (همچنین تصحیح و درست کردن این کپی ها ) می باشد. PCR  گاهی با نام فتوکپی مولکولی نامیده میشود و می تواند هر گونه خاص از DNA یا RNA رامشخص ، تجزیه و سنتز کند. PCR گاهی بر روی مخلوطهای بسیار پیچیده نیز کار میکند تا به جستجو، شناسایی و دوبرابر کردن قسمت کوچکی از ماده ژنتیکی خون، مو یا نمونه بافتی ، از میکروبها ، حیوانات ، یا گیاهان که حتی گاهی بیشتر آنها هزاران یا میلیونها سال قدمت دارند ، بپردازند.  

مراحل PCR چنان آسان هستند که حداقل برای زیست شناسان مولکولی که کری مولیس مخترع آن است این سوال پیش می آید که چرا من در این مورد فکر نکرده بودم؟ در میان جوایزعلمی بیشماری که مولیس برای تفکر بسیار شگفت انگیز خود که در حین رانندگی زیر نور مهتاب در سال 1983 به ذهنش خطور کرده بود،دوتای آنها خیلی مشهور بودند. یکی جایزه ژاپن و دیگری جایزه نوبل که هر دو در سال 1993 به او اعطا شده بودند .  

PCRنیازمند یک مولکول نمونه است – یعنی DNA یاRNAای که می خواهید از آن کپی بگیرید و همچنین دو مولکول اولیه که بتوان مراحل کپی کردن را باآنها شروع کرد. مولکولهای اولیه زنجیره های کوتاه چهار ترکیب شیمیایی مختلف هستند که شاخه های مختلف مواد ژنتیکی را تشکیل میدهند. این چهار نوع ترکیب نظیرآجر یا

DNA به خودی خود نوکلئوتید نامیده میشود. تحت بسیاری از شرایط DNA دو شاخه میشود و شامل دو زنجیره نوکلئوتیدی است که بدور هم می پیچند و شکل مشهور مارپیچ دوگانه را بخود می گیرند. مولکولهای اولیه تک شاخه هستند . آنها شامل یک رشته از هسته ها هستند که با نظم خاصی قرار گرفته اند و تحت شرایط مناسب به شکل زنجیره ای از هسته های مکمل خاصی به هم می چسبند و به شکل تکه ای از DNAیا RNAتک شاخه  در می آیند.

برای PCR،مولکولهای اولیه باید یک کپی از زنجیره های نوکلئو تیدی در هر دو طرف قطعه DNAدر اندازه در نظر گرفته شده باید باشند این بدان معنی است که ترتیب دقیق نوکلئو تیدهای اولیه قبلا باید شناخته شده باشند. این زنجیره های یک پهلو را می توان در آزمایشگاه ایجاد کرد یا آنها را از منابع تجاری خریداری کرد.

سه مرحله اصلی در PCRوجود دارد. ابتدا ، ماده ژنتیکی هدف باید از حالت طبیعی خارج شود، این بدان معنی است که شاخه های مارپیچش از هم باز و جدا شوند این کار توسط گرما دادن در دمای 90تا 95 درجه سانتیگراد صورت میگیرد. مرحله بعدی هیبرید کردن یا سرد کردن آهسته است که مولکولها را به صورت مکملهای بنیادی  DNA- تک شاخه در آوریم. مرحله سوم ترکیب کردن DNAتوسط روش پلیمراس می باشد. اگر از مولکولهای اولیه شروع کنیم ، پلیمراس می تواند شاخه نمونه را تشخیص داده و به سرعت آن را با نوکلئوتیدهای مکمل  تطبیق دهد. نتیجه دو شاخه مارپیچی جدید به جای تک شاخه اولیه بود. هر شاخه شامل یکی از شاخه های اولیه به علاوه شاخه مکمل است که با آن جفت شده است .

تمام چیزهایی که PCRبرای تجهیز شدن نیاز دارد، لوله واکنش ، معرف شیمیایی ، و منبع گرماست . ولی هر کدام از این سه مرحله دمای مطلوب خود را می خواهد . به همین دلیل در حال حاضر کنترل دماهای مختلف توسط ماشین وبه صورت اتو ماتیک ( خودکار) صورت می گیرد.

اگرDNA – ی بیشتری می خواهید، فقط مراحل مختلف را تکرار کنید و با از حالت طبیعی درآوردن DNA- ای که قبلا ایجاد کرده اید این کار را انجام دهید. هر بار که این کار را انجام دهید مقدار DNAدو برابر می شود . با گردش گرمای سریع و سرد کردن کنترل شده به صورت خودکار طبیعت به کمک دانشمندان ، مولکولهای اولیه ، پولیمراس ، نوکلئوتیدها و معرف شیمیایی را فراهم میکند هر دوره گردش 1 تا 3 دقیقه طول می کشد بنابراین با تکرار کردن مراحل تنها به مدت 45 دقیقه میلیونها کپی از رشته های مخصوص DNAرا تولید می کند. زمانی که مولکولهای اولیه مشخص شده و به دست می آیند، PCRمی تواند کاری را که در عرض یک سال انجام می شد در عرض یک هفته انجام دهد البته ممکن است بعضی مشکلات فنی در رابطه با PCRبوجود آید. مهمترین این مشکلات فاسد شدن نمونه با ماده ژنتیکی خارجی است که می تواند کپی های متعددی از DNAهای نا متناسب تولید کند. نتیجه اغلب غیر قابل استفاده است ولی گاهی منجر به نتایج نادرست میشود. آزمایشگاهها اغلب در مورد معرفی تصادفی حتی تعداد معدودی از مولکولهای آلوده ، بخصوص DNAهای توسعه یافته از مشاهدات و آزمایش های قبلی بسیار محتاطانه عمل می کنند. جلوگیری از آلودگی وفساد مهمترین مشکل در کاربردهای انسانی است. نظیر استفاده از دارو یا قانون ، که زندگی افراد واقعا در گرو تعادل و موازنه است .

-PCRای که به صورت سریع خودکار شده است برای افزایش خارق العاده در استفاده از آن در علوم حیاتی بسیار کلیدی است و راه حل کلیدی برای به حرکت درآوردن مراحل مختلف پلیمراس {تک} است. تک یک اسم مستعار برای ترموس آکاتیکوس است . که یک نوع باکتری است که خوشبختانه در محیطهایی که برای موجودات زنده دیگر مرگبار است به حیات خود ادامه می دهد و تولید مثل می کند نظیر چشمه های داغ . به همین دلیل است که پلیمراس موجود زنده در نوسانات سریع دمای PCRفعال شده بدون تغییر باقی می ماند . برخلاف سایر پلیمراسها ، آنزیمی که از{تک} استخراج میشود و اکنون در مقادیر تجاری توسط باکتریهاییکه به روشهای ژنتیکی تولید می شوند به دست می آیند در مقادیر بالای دما ثابت می ماند . میکروبیولوژیستها (زیست شناسان مولکولی) که این اجزای زنده را دهها سال پیش کشف کردند ، و چندین سال صرف فیزیولوژی و بیوشیمی آنها کردند، هیچ راهی برای درک اینکه این باکتریها تا چه حد برای سلامت انسانها حیاتی هستند نداشتند و اینکه تا چه حد در اقتصاد تاثیرگذار هستند معلوم نبود .

PCRچگونه مورد استفاده قرار می گیرد ؟

سلامتی انسان و پروژه ژنوم انسانی

به زودی PCRتبدیل به وسیله ای ضروری برای بهبود سلامتی انسان ها و حیات آنها شد . تحقیقات پزشکی و داروهای کلینیکی به طور عمده از PCRدر دو ناحیه سود می برند  : جستجوی اجزای بیمار عفونی و جستجوی تحول و دگرگونی در ژنها ، بخصوص ژنهای انسانی زیرا که PCRمی تواند مقادیر بسیار ریز غیر قابل تصوری

از DNAرا گسترش دهد ، و حتی این کار را توسط یک سلول انجام می دهد ، پزشکان و محققین می توانند یک اسپرم تنها را مورد آ زمایش قرار دهند یا منابع گمراه کننده یک عفونت مرموز راپیگیری کنند . این بررسیها که مبتنی بر PCRهستند همانند سایر روشها قابل اطمینان شناخته شده اند و حتی در بیشتر موارد سریعتر و ارزانتر از این روشها هستند .

این روش بخصوص برای جستجوی عوامل بیماری که کشت آنها مشکل یا غیرممکن است ، مفید می باشد . این عوامل ممکن است انواع مختلف باکتری ، قارچ ، و ویروس می باشند چرا که این روش می تواند مقادیر تجزیه پذیری از ماده ژنتیکی موجود زنده را برای شناسایی تولید کند ، به عنوان مثال ، این روش می تواند زودتر از تست استاندار ELISAویروس ایدز را در هفته های نخست عفونت تشخیص دهد .

PCRبلافاصله به دنبال DNAمخصوص ویروس می گردد . این کار درست برخلاف روشی است که در تست استاندارد بکار می رود یعنی تست استاندارد به جای جستجوی مستقیم DNA ویروس به دنبال شواهد غیر مستقیم آن ویروس که با جستجوی آنتی بادیهاییکه در بدن برعلیه آن ساخته می شوند ، می گردد .

روش PCRهمچنین بسیار دقیق تر از روش تست استاندارد است . به عنوان مثال در یکی از اتفاقات ناگوار دوران کودکی که عفونت گوش میانی است و ورم شامه مخاطی متوسط نامیده می شود و بسیار دردناک ، جدی و سرسخت است تغییرات جدی بوجود می آید . این تکنیک به دنبال DNA- ی باکتریایی در مایع گوش میانی کودک می گردد و خبر از عفونت فعال می دهد حتی زمانیکه روشهای کشت در جستجوی آن ناتوان باشند . در بیماری عفونی ، التهاب دردناک مفصلی که از طریق گاز کنه و انتقال باکتری ایجاد می شود ؛ معمولا بر اساس گروهی از علائم شناسایی می شوند . ولی PCRبر روی DNA- ی عامل بیماری که در مایع مفصلی وجود دارد متمرکز می شود و باعث بهبودی سریع شده و از پیچیدگیهای  جدی بعدی بیماری جلوگیری می کند .

PCRیک روش حساس و ویژه برای تست هلیکوباکترپیلوری است ، یک عامل بیماری که امروزه به عنوان عامل اصلی زخم معده شناخته شده است . برخلاف تستهای قبلی ، PCR می تواند سه عامل بیماری راکه از طریق جنسی توسط یک مجرا منتقل می شوند نظیر ( تب خال ، زگیل های ویروسی و کلامیدیا )شناسایی کند و حتی می تواند شاخه خاصی از زگیل ویروسی راکه منجر به سرطان میشود تشخیص دهد که سایر تستها قادر به شناسایی آنها نیستند .

بطور خلاصه ، اگر یک اختلال توسط عضو عفونی ایجاد شود ، بطور اساسی PCR می تواند عامل بیماری را بیرون براند . بیشتر از 60 مقاله PCRبرای تشخیص پاتوژنها  تا امروز منتشر شده است و حداقل 10 محصول کلینیکی برای شناسایی عوامل مجازی بیماری در بیماریهایی مانند سل ، کلامیدیا ، مننژیت های ویروسی ، ایدز و زگیلهای ویروسی قابل استفاده هستند . از آنجا که PCRمی تواند به آسانی تغییرات کوچک در DNA را که هر یک از ما داریم و از لحاظ ژنتیکی مارا منحصر به فرد میکند شناسایی کند این روش منجر به ایجاد روشهای نوین در آزمایشهای ژنتیک شده است . این تستها نه تنها افرادی که اختلا لات ارثی دارند را شناسایی میکنند بلکه افرادی که ناقل گونه های زیان آور که با نام دگرگونی شناخته میشوند و میتوانند به فرزندان آنها انتقال یابند را نیز شناسایی میکند . معمولا خود این افراد ناقل توسط ژنهای دگرگون شده مبتلا نمی شوند ولی این ژنها منجر به بیماری در نسلهای بعدی آنها میشوند .

انتظار می رود که تحقیقات منجر به تستهای پیشگویانه شوند : روشهایی برای فهم اینکه چه کسی مستعد اختلا لات رایجی است که به طور معمول ما آنها را ژنتیکی محسوب نمی کنیم مانند بیماریهای قلبی و سرطانهایی که در بزرگسالی به دلیل تغییر در سلولهای بدن بوجود می آیند . این دانش به ما کمک خواهد کرد که قدمهایی را برای جلوگیری از این بیماریها که از عوامل اصلی  مرگ و میر در دنیای امروز است ، برداریم . با تجزیه PCR در سلولهایی که در مدفوع پراکنده شده اند ، به عنوان مثال ، پزشکان قادر شده اند که تغییرات زیان آور در مسیر معده و روده نظیر دگرگونی در ژنهایی که بدن را در مقابل ایجاد تومورها و ورمها محافظت می کنند شناسائی کنند . این امر می تواند به آنها کمک کند تا داوطلبانی را که احتمال خطر سرطان کلون بالایی دارند را به راحتی انتخاب کنند . محققان همچنین سلولهای مستعد ناقل بیماری در دوره بیماری افراد بیماری که تومورها اخیرا در آنهاتشخیص داده شده بودند را شناسایی کردند .

PCR می تواند آرامش خاطر بزرگی باشد برای کسانی که تلاش برای بچه دار شدن دارند ، به عنوان مثال می توان به پدر و مادرهای آینده که نگران هستند این اطمینان را داد که هیچ خطری در مورد به دنیا آمدن فرزندی که مبتلا به بیماری ژنتیکی خاصی است آنها را تهدید نمی کند . این روش حتی زندگی نوزادان را قبل از اینکه دنیا بیایند نجات میدهد .

پزشکان ازاین شیوه برای آزمایش DNA – ی جنین جهت شناسایی اینکه گروههای خونی مادر و جنین ناسازگار هستند یا نه استفاده می کنند . این روش اغلب منجر به ناتوانی جسمی و حتی مرگ جنین میشود ولی به برکت PCR میتوان به صورت موفقیت آمیزی در رحم توسط پیشرفتهای پزشکی این مشکلات رابرطرف کرد .

این مراحل یک روش مستقیم هست برای تشخیص آشفتگی میان دگرگونی های مختلف میان یک ژن ، که هر کدام منجر به یک اختلال مثل سوء تغذیه ماهیچه ای دوشن میشوند . همچنین این مراحل به پزشکان کمک میکنند تا وجود یا عدم وجود مشخصات غیر عادی را در سرطانهای مخصوص تشخیص دهند ، بنابراین آنها می توانند درمانهای دارویی واصلا حات رادیولوژیکی  را هر چه زودتر که ممکن است شروع کنند یا قطع کنند . و این روش سازگاری ژنتیکی  چشمگیری را بین پیوند مغز استخوان فرد دهنده و گیرنده تضمین می کند .

PCR حتی می تواند در تشخیص بیماریهای گذشته افراد به کار گرفته شود . نائب رئیس پیشین و کاندیدای ریاست جمهوری هابرت اچ . هامفری در سال 1967آزمایشهائی را برای سرطان مثانه انجام داد .  اگر چه تستها منفی بودند ولی او در سال  1978 براثر بیماری درگذشت . در سال 1994 ، محققان نمونه بافتی را که آنها در سال 1976 از مثانه سرطانی او گرفته بودند با نمونه ادراری او در سال 1967 مقایسه کردند به کمک گسترش PCR مقادیر کوچک DNA در نمونه برداری 27 ساله آنها دگرگونیهای یکسانی در ژن P53 پیدا کردند که در متوقف کردن تومورها در هر دو نمونه یکسان هستند . طبق گفته محققین اگر آزمایش هامفری در سال 1967 توسط تکنیکهای زیست مولکولی بررسی میشدند  می توانستند رشد سرطانی را آشکار کنند ولی این روشها آنچنانکه امروز شناخته شده اند در آن زمان شناخته شده نبودند .

ژنتیک پزشکی تاریخی توسط  PCR حتی به زمانهای خیلی دور بر میگردد . بعد از اینکه شیمیدان انگلیسی کورنگ جان دالتون در سال 1844 در گذشت مقداری بافت از چشمهای او نگهداری شد . دالتون خواستار یک بررسی پس از مرگ شده بود تا دلیل اینکه چرا رنگ قرمز را با سبز و صورتی را با آبی اشتباه می گرفت . یک آزمایش جدید که از DNA آن بافت گرفته شده توسط PCR به دقت پرورش داده شد و نشان داد که دالتون ژن مخصوص که برای ساختن سه ماده رنگی لازم برای دید رنگی عادی لازم بود نداشت . بیشتر تستهای جدیدژنتیکی نتیجه پروژه ژنوم انسانی هستندکه یک تلاش بزرگ بین المللی برای شناسایی و مطالعه ژنهای انسانی هستند . دانشمندان انتظار دارند که پروژه ژنوم انسانی تا قبل از پایان ترم به زودی تمام شود . نسبت به هدف اصلی تعیین شده برای دستیابی به هدف نهایی اش ، این پروژه بسیار سریع حرکت میکند  که تمام DNA ها را در سلولهای انسانی نمونه به صورت زنجیره در می آورد  زنجیره به معنی مشخص کردن ترتیب چهار نوکلئوتید مختلف هستند که هر رشته از DNA را ایجاد میکنند .

به صورت رشته ای درآمدن DNA تغییرات حیاتی رادر نوکلئوتیدهایی که ژنها را تشکیل می دهند ، ایجاد میکنند . این تغییرات با وادار کردن ژنها به تولید پروتیین های غیر عادی منجر به بیماری و حتی مرگ میشود . به رشته در آمدن DNA ها ابتدا شامل جدا کردن و دو برابر کردن اجزای DNA برای بررسی های نوکلئوتیدی می باشد . بنابراین PCR  یک وسیله ضروری برای پروژه ژنوم انسانی است چرا که به آسانی و به سرعت می تواند مقادیر نامحدودی از هر تکه از DNA را برای این نوع تحقیق تولید کند .

بقیه در ادامه مطلب

دانلود متن اصل انگلیسی

ترجمه متن بزودی 

ABSTRACT

An efficient donbled-haploid prodnction technology that indnces homozygosity can greatly rednce the time and cost of cnltivar development. Low efficiency of donbled-haploid prodnction previonsly has limited exploitation of this method for crop improvement. This stndy aimed to develop a more efficient and effective isolated microspore culture system for generating donbled-haploid wheat (Triticum aestivum L.) plants. We report here the development and testing ofa new chemical formnlation for its efficiency to indnce microspore embryogenesis, and the development of a system for donble haploid prodnction, in which the indnction of embryogenesis in microspores was followed by isolating embryogenic microspores, and cnlturing them nnder optimized growth conditions to prodnce high embryoid yields. Up to 50% of the total treated microspores in the whole spike were converted from their pre programmed gametophytic to a sporophytic pathway by a chemical indncer formnlation consisting of 0.1 g L -1 of2-hydroxynicotinic acid, 10-6 mol L -12,4-dichlorophenoxyacetic acid, and 10-6 mol L -1 6-benzylaminopurine. The isolated embryogenic microspores were cocnltivated with live wheat ovaries in a liqnid NPB 99 media with an osmolality of abont 300 mOsmol kg-1 H20, resnlting in the regeneration of 50 to 5500 green plants per single spike of eight wheat genotypes. The high efficiency and simplicity make the system practical for biological research and for accelerating cnltivar development in wheat breeding programs.

ANDROGENESIS, the process by which pseudoembryos .t-\... (embryoids) able to germinate into plants are pro-

duced from microspores (pollen embryogenesis), is of significant interest for developmental and genetic research as well as for plant breeding and biotechnology, since the process is a means for producing genetically true-breeding, doubled-haploid (DH) plants. By producing DH progeny, the number of possible gene combinations for inherited traits is more manageable (Konzak et al., 1987). An efficient DH technology can greatly reduce the time and the cost of cultivar development (Hu and Yang, 1986; Hu, 1997).

Low efficiency in DH production previously has limited exploitation of this potentially powerful method for crop improvement. Several methods of haploid production have been investigated and reported in the literature, including microspore and/or anther culture (androgenesis), ovule culture (gynogenesis) , Hordeum bulbosum L. or maize (Zea mays L.) pollination methods (alien species chromosome elimination), and an alien cytoplasm system (Dunwell, 1985; Kasha, 1989). Microspore and anther culture methods have the potential to produce more than a thousand haploid plants per cultured anther; all other methods are limited to one

Northwest Plant Breeding Company, 2001 Country Club Road, Pullman, WA 99163. Received 10 April 2001.*Corresponding author (weiguo _liu@yahoo.com).

Published in Crop Sci. 42:686-692 (2002).

haploid plant per floret (Devaux, 1988). Androgenesis induction in microspores may be affected by various factors which cause low induction efficiency and by genotype dependence (Dunwell, 1985). Most advances toward improving anther-microspore culture methods have been focused primarily on the concept of using "stress" treatments to induce androgenesis from the preprogrammed gametophytic to the sporophytic pathway (Touraev et al., 1996, 1997; Hu and Kasha, 1999; Zhou and Konzak, 1997; Zheng and Konzak, 1999; Simonson et al., 1997; Reynolds, 1997). Those culture systems have been effective only for a narrow range of responsive genotypes, and other genotypes remain recalcitrant. Thus, more effective methods are needed for inducing androgenesis in large populations of microspores for a wide range of genotypes.

A 



اهلی نمودن گیاهان یکی از مهمترین وقایع کشاورزی در دنیای جدید است. هدفهای کلی اصلاح نباتات افزایش عملکرد در واحد سطح بهتر نمودن کیفیت محصولات کشاورزی و تولید مواد اولیه مورد نیاز جوامع انسانی است.





● اصلاح نباتات :
اهلی نمودن گیاهان یکی از مهمترین وقایع کشاورزی در دنیای جدید است. هدفهای کلی اصلاح نباتات افزایش عملکرد در واحد سطح بهتر نمودن کیفیت محصولات کشاورزی و تولید مواد اولیه مورد نیاز جوامع انسانی است. ارقام و واریته‌های اصلاح شده گیاهان زراعی و زینتی هر ساله از کشوری به کشور دیگر انتقال داده می‌شود. بدین طریق کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی افزایش یافته و احتیاجات فراورده‌های زراعی رفع می‌شود. در اغلب گیاهان یک یا چند ژن باارزش اقتصادی فراوان دارد. ژنهایی که حساسیت و مقاومت گیاهان را نسبت به امراض و آفات کنترل می‌کنند در اولویت برنامه‌های اصلاح نباتات قرار دارند. هدف اصلاحگر نبات نباید در توسعه روشهای معمول کشت نباتات اصلاحی منحصر گردد بلکه بایستی همواره در جستجوی ترکیبات نو از ژنوتیپهای مطلوب باشد.
هدف اصلاحی نهایی در هر برنامه اصلاحی افزایش عملکرد می‌باشد. در شرایط نا مساعد افزایش عملکرد به طریق اصلاح نباتات به مقدار کم و صرف زمان طولانی ممکن است ژنهای کنترل کننده عملکرد برای بروز حداکثر پتانسیل خود به عوامل محیطی تولید وابسته می‌باشند. به طور کلی عمدترین اهداف اصلاح نباتات را می‌توان در عناوین زیر خلاصه می‌شود.

۱) بهبود کیفیت
کیفیت خصوصیتی است که باعث افزایش ارزش محصول می‌شود کیفیت در جائی ممکن است به ارزش غذایی یک غله یا طعم و بافت یک میوه تلقی شود. کیفیت جزء مهمی از هر برنامه اصلاح نباتات محسوب می‌شود. به عنوان مثال ژنوتیپهای مختلف گندم آرد تولیدی حاصل از آن را تحت تاثیر قرار داده و نهایتاً حجم و بافت و رنگ نان را مستقیماً تحت تاثیر قرار می‌دهد. بهرحال در گیاه اصلاح شده از لحاظ پروتئین و اسیدهای آمینه ممکن است متفاوت باشد. در اهداف تولید نباتات علوفه‌ای توجه به کیفیت علوفه همواره مسئله خوش‌خوراکی و ارزش تغذیه‌ای را در بردارد در گیاهان زینتی کیفیت مفهومی جدا از گیاهان زراعی دارد. خصوصیات کیفی در گلهای زینتی عمدتاً همچون شکل ظاهر، شدت و میزان عطر ساطع شده و وجود و عدم وجود تیغ، تعداد گلبرگ را شامل می شود. در میوه ها و محصولات انباری که طیف وسیعی از میوه جات و سبزیجات را در بر می گیرد کیفیت معمولاًَ به مقاوم و ماندگاری خصوصیات بیوشیمیایی محصول انبار شده در برابر تغییرات طولانی مدت محیط فیزیکی را شامل می شود. خصوصیات انباری از مهمترین شاخصهای اقتصادی را شامل می شودکه با بازار پسندی محصول ارتباط مستقیمی دارد.

۲) افزایش تولید در واحد سطح:
افزایش تولید در واحد سطح و استفاده از ژنوتیپهای مفید و مطلوب در هر منطقه آب و هوایی از دیگر اهداف اصلاحگران نباتات می باشد. عملکرد گیاه در واحد سطح منعکس کننده برآیند همه اجزا گیاه می باشد. بهرحال همه ژنوتیپهای تولید شده دارای عکس العمل فیزیولوژیکی و ژنتیکی یکسانی در شرایط مختلف نیستند. عملکرد صفتی پیچیده است که تحت تاثیر اثر متقابل ژنوتیپ و محیط می باشد.

) مقاومت به آفات و بیماری:
برای دستیابی به حداکثر تولید، مقاوم بودن به آفات و بیماریها ضروری است علفهای هرز، حشرات بیماریهای باکتریایی و ویروسی در مقاطع مختلف از مرحله رشد گیاه بیشترین خسارت را به محصول وارد می‌کند. اصلاحگران همراه سعی بر دستیابی به گیاهان را دارند که حاوی ژنهای مطلوب به مقاومت به آفات و بیماریها هستند. علت مقاوم بودن بعضی از واریته‌ها را به مکانیزم فیزیولوژیکی فعال در برابر حمله آفات می‌دانند به عنوان مثال ترکیبی به نام فیتوالکین در لوبیا همراه در هنگام شیوع بیماری فوزاریوم از گیاه ترشح می‌شود که باعث بلوکه شدن و توقف توسعه بیماری می‌شود. به هر حال از برنامه‌های اصلاحی مهم ایجاد گیاهان مقاوم می‌باشد. مقاومت به آفات بیشترین بازده اقتصادی را برای کشاورزان نوید بخش است. مقاوم منجر به سرشکست شدن بسیاری از هزینه‌های تحمیلی به کشاورزان و بی‌نیاز شدن به فعالیتهایی همچون سمپاش و آلودگی محیط زیست و مسائل باقیمانده سموم در بافت گیاهان زراعی با مصرف خوراکی می‌گردد.

۴) مقاومت به تنشهای محیطی
مقاومت از جمله عمده‌ترین اهداف اصلاح نباتات می باشد. بیشتر تولیدات در مناطق نامساعد سرما و شوری حاصل می شود. و گیاه مجبور است برای تولید کافی با این شرایط نامساعد مقابله کند بعضی از واریته‌های گیاهان در شرایط نامساعد محیطی و فقر حاصلخیزی خاک قادر هستند مقدار مناسبی محصول را در واحد سطح تولید کنند فلذا شناسایی ژنوتیپهای مقاوم به تنشهای محیطی از اصلی‌ترین راهکارهای مناسب برای رفع معضل مذکور می‌باشد.

● تولید گیاهان هاپلوئید و دابل‌هاپلوئیدی
تولید هاپلوئید و سپس دو برابر نمودن کروموزمهای آن به ایجاد دابل هاپلوئید می‌انجامد که سریعترین روش دستیابی به اینبریدینگ کامل در طی یک مرحله می‌باشد. در روشهای متداول بهنژادی گزینش داخل نتاج به عنوان یک معضل اصلاح‌کنندگان محسوب می‌شود زیرا تعداد جمعیتهای و مزارع مختص ارزیابی هر سال افزایش می‌یابد. مهمترین روشهای القائی تولید هاپلوئید عبارتند از:

۱) میکروسپور (آندوژنز)
۲) کشت گلچه
۳) کشت بساک، تخمک (ژینوژنژ) کشت تخمک، دورگ‌گیری بین گونه‌ای



تولید هاپلوئید به روش میکروسپور یکی از کاراترین و معمولترین روش ایجاد هاپلوئید می‌باشد میکروسپور دانه گرده‌ای است که در مرحله ابتدائی نمو در محیط کشت، گیاهچه هاپلوئید را بوجود می‌آورد، کشت بساک نیز معمولترین فرم کشت گرده است که بساکها در مرحله نموی تک هسته‌ای انتخاب می شود. تولید گیاهان هاپلوئید به تعداد زیاد به روش کشت بساک بستگی دارد. ایجاد هاپلوئید گندم توسط تلاقی گندم× ارزن و گندم × ذرت امکانپذیر می‌باشد.

تکنیکهای دو برابر کردن مجموعه کروموزمی (ژنوم) هاپلوئید‌ها برای تهیه گیاهان صد در صد خالص (دابل هاپلوئید) نقش اساس را ایفا می‌کند. مکانیزمهای دو برابر شدن ژنوم میکروسپوربه دو پدیده اتحاد هسته‌ای و دو برابر شدن میتوزی یا داخلی نسبت داده می‌شود. در طرحهای به‌نژادی گیاهان خود گشن به تعداد نسبتاً زیادی گیاه دابل هاپلوئید جهت گزینش بهترین لاین نیاز می‌باشد. برای ایجاد لاینهای اینبرد به روش دابل‌هاپلوئیدی در گیاهان دگرگشن نیز تعداد زیادی لاین مورد احتیاج می‌باشد.

کل‌شی‌سین مهمترین عامل شیمیایی دو برابر نمودن کروموزومی است که در سطح وسیعی بکار می رود. کل‌سی‌سین بازدارنده رشته های دوکی شکل وعمل کننده در سلولهای در حال تقسیم گیاهان می باشد. به ططور دقیق تر کل‌شی‌سین از تشکیل میکرو بتولها از طریق پیوند با زیر واحد پروتئین میکروبولی ها به نام تیوبولین ممانعت می کند لذا کروموزمها در مرحله متافاز یک جا وارد یک سلول می گردند که نتیجتاًَ تعداد کروموزوم سلول حاصل از تقسیم دو برابر می گردد. گیاهان هاپلوئید در تعدادی از گونه های زراعی شامل پنبه، توت فرنگی ، گوجه فرنگی، جو و توتون و سیب زمینی و برنج و گندم و بعضی از گیاهان دیگر تولید شده اند.

● اینتروگرسیون :
فرایند اینترگرسیون ، به معنای وارد کردن قسنتی از مواد ژنتیکی یک گونه به گونه دیگر می تواند توسط تلاقی های برگشتی مکرر F۱ بین گونه ای با یکی از والدین انجام می شود. در اکثر موارد از اینتروگرسیون به منظور انتقال ژنهای مقاوم به بیماری از سایر گونه ها به گونه های زراعی که فاقد ژن مقاوم هستند استفاده می شود.

● اصلاح گیاهان با استفاده از موتاسیون :
به نظر می رسد تنوع ژنتیکی حاصل از موتاسیون مصنوعی با تنوع حاصل از موتاسیون طبیعی یکسان باشد. بنابراین اصول اساسی استفاده از تنوع حاصله از موتاسیون مصنوعی ÿا تنوع حاصل از موتاسیون طبیعی یکسان است. اصلاح کننده بایستی با عوامل موتاژن کاربرد آنها و نحوه ایجاد موتاسیون آشنا بوده و به تشخیص گیا هان موتانت قادر و امکانات و وسایل لازم را دارا باشد. به طور کلی دو عامل فیزیکی و شیمیایی در ایجاد موتاسیون دخالت دارند موتاژنهای فیزیکی شامل اشعه ایکس ، گاما، نوترون و UV می باشد. اکثراًَ‌اصلاحگران به این موتاژنها دسترسی ندارند لذا از مواد شیمیایی عمدتاًَ استفاده می کنند.

● هیبریداسیون :
هیبریداسیون یکی از ابزارهای متداول اصلاح نباتات کلاسیک می باشد که در واقع به تلاقی بین دو واریته برای دستیابی به ژنوتیپ برتر اطلاق می شود. یک برنامه هیبریداسیون ممکن است به واریته های داخل یک گونه یا بین والدین چند جنس مختلف صورت پذیرد. اصلاحگران بعد از هیبریداسیون در جستجوی ژنوتیپهای برتر هموزیگوت نیست بلکه سعی می کنند که مجموعه ای از ژنهای را انتخاب کنند که دارای اثر متقابل ژنتیکی مفید و اثرات هتروزیس هستند. وجود پدیده هیبریداسیون امکان انتقال ژنهای مفید از یک گونه به گونه دیگر را فراهم می کند. هیچ پدیده ای در علم اصلاح نتوانسته تاثیر ی مانند واریته های هیبرید روی افزایش مواد غذایی در دنیا بگذارد. واریته های هیبرید به جامعه F۱ که برای استفاده تجاری تولید می شوند اطلاق می شود یکی از روشهای هیبریداسیون ، دابل کراس می باشد که به خوبی نتایج مطلوب پیامد خود را به ثبات رسانده است .

● کشت بافت گیاهی :
کشت بافت فرایندی است که در آن قطعات کوچکی از بافت زنده از گیاهی جدا شده و به مدت کشت نا محدودی در یک محیط مغذی رشد داده می شود. برای انجام کشت سلولی موفق بهترین حالت آن است این عمل با کشت بخشی از گیاه که حاوی سلولهای تمایز 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 سلولی تمایز نیافته به نام کالوس 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

کوددهی در برنج
ارسال شده توسط سیدمهدی شمس در ساعت ۳:٠٧ ‎ق.ظ

 نیتریت ها موادی هستند که از کود اوره تولید و مستقیما وارد آب شده و زندگی انسانی را تهدید می نمایند. اوره به نیترات تجزیه می گردد و نیترات نیر سپس به نیتریت تبدیل و از طریق مصرف غذایی انسانی وارد بدن وی می گردد. اگر مقدار نیتریت در آب شرب بیش از 1000 پی پی ام باشد، در زندگی انسان مشکلاتی از قبیل نابینایی اطفال، سرطان کبد، سرطان رحم و ریه، بیماری مغز استخوان و سیروز کبدی را به وجود می آورد. تصور نشود، تنها سموم هستند که محیط زیست را آلوده می کنند، بلکه تمام موادشیمیایی کشاورزی ممکن است، آب های آشامیدنی را در شهر و روستا آلوده سازند و به ویژه افراد فقیر جامعه را که پروتیین کم تری وارد بدنشان می شود، با انواع مشکلات روبرو گردند. 

سازگان غذایی خاک

      بهم زدن خاک وآب را با پیشکاول، پیش از نشاء کاری باتلاقی کردن گویند. باتلاقی کردن خاک در وضعیت عناصر غذایی خاک تأثیر زیادی برجای می گذارد. دست رسی بعضی از عناصر غذایی در اثر این عمل افزایش می یابد و بعضی از عناصر در ذرات خاک تثبیت می گردند و یا از طریق محلول خاک از دست می روند. تغییر در دست رسی مواد غذایی به دلیل فرآیند های اکسیداسیون – احیاء زیست شناختی خاک است که از اکسیژن خاک باتلاقی پدید می آید.

عناصر غذایی پرمصرف

 

     عمل نیتروژن در خاک باتلاقی به طور محسوسی از عمل آن در خاک های با زهکشی خوب که از اکسیژن هوا استفاده می کند، متفاوت است. یون های آمونیوم (NH4+ ) در سطح منطقه اکسیده شده وجود دارد. این یون با کود دهی وارد خاک می شود و به وسیله باکتری ها  به نیتریت و نیترات، اکسید می گردد. این رادیکال های نیترات دارای بار منفی هستند. بنابراین، آن ها نمی توانند کلوئید های کمپلکس خاک را به وجود آورند و در اثر خاک شویی از بین می روند. رادیکال های نیترات به دلیل تحرّک بسیار بالایشان، به منطقه احیاء شده پایین تراوش می کند، پس از احیاء شدن به نیتریت، به وسیله باکتری های تجزیه کننده نیتراتی به اکسید نیترو و عنصر N تجزیه شده و به اتمسفر فرستاده می شود و ازاین طریق از دست رس گیاه خارج می گردد.

     غرقابی کردن مداوم خاک منجر به افزایش فسفات های نامحلول و قابل استخراج خاک می گردد. معمولا  به صورت فسفات فریک تا فرّو محلول و هیدرولیز ترکیبات P انتشار می یابد. علاوه بر استفاده از همه منابع فسفری مورد بهره برداری در محصولات دیم، برنج باتلاقی دارای قابلیت استفاده از فسفات های فریک است که برای محصولات دیم ارزش اندکی دارند. با باتلاقی کردن خاک پتاسیم کم تر از نیتروژن و فسفر تحت تأثیر قرار می گیرد. در نتیجه عمل زیر آب رفتن، شرایط احیائی باعث می شود، جزء بیش تری از یون پتاسیم از حالت کمپلکس به محلول خاک انتقال یابد. مقدار زیادی از یون های فرّو، منگنز دو ظرفیتی و آمونیوم در نتیجه جابجایی یون های پتاسیم از کمپلکس در محلول خاک به وجود آید.

 عناصر کم مصرف

 

در ضمن عمل باتلاقی کردن خاک، بعضی از عناصر غذایی مانند: کلسیم، منیزیم تنها به مقدار محدودی به تغییر می کنند. ترکیبا فرّیک و منگنیک در شرایط بی هوازی احیاء می شوند و در زیر آب بیش تر در دسترس گیاه برنج قرار می گیرند. غلظت مولیبدن محلول در آب در نتیجه احیاء اکسید های فرّیک در خاک باتلاقی افزایش می یابد. این عمل برای ایجاد لایه ای از جلبک تثبیت کننده N می تواند سودمتد باشد. باکتری های بی هوازی در خاک احیائی و باکتری های هوازی در ریشه فعّال هستند. شرایط باتلاقی نیز غلظت عناصر روی و مس قابل حل در آب را کاهش داده و موجب کمبود این ریز مغذی ها در گیاه برنج می گردد.

مدیریت کود های پر مصرف

 در تولید برنج، کود نیتروژنی مهم ترین و ضروری ترین نقش را برعهده دارد.

 بازدهی مصرف کود نیتروژنی

    

     بازدهی استفاده از هرگونه کودی به معنی مقدار افزایش محصول برداشت شده بر واحد کود به کار رفته است. اگر گیاه برنج به 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار نیاز داشته باشد و برنج کار 120 کیلوگرم بر هکتار در مزرعه به پاشد، و گیاه 100 کیلوگرم را به تواند جذب کند، بازدهی تولید بسیار عالی خواهد بود. این به ندرت پیش می آید. درصورتی که برنج کار 100 کیلوگرم برهکتار از این کود را به کار ببرد و گیاه 30 کیلوگرم را جذب کند، بازدهی کم خواهد شد. برنج در مزرعه آبیاری بارانی غیر بازده ترین مصرف نیتروژن را دارد، به طوری که، بازدهی مصرف نیتروژن در شرایط چنین مزرعه ای بیش تر از 30 – 20 درصد نخواهد بود. یعنی، یاگر برنج کار چهار کیسه کود اوره را در مزرعه بپاشد، تنها یک کیسه توسط گیاه جذب می گردد و سه کیسه دیگر ازدست خواهد رفت.

 

راه های اتلاف کودهای نیتروژنی

 

     بخش بزرگی از کودهای نیتروژنی، ممکن است از راه تبخیر، آبشویی، تجزیه و تثبیت در خاک ازدست رود. شدت یا درجه این اتلاف به عوامل متعددی مانند خاک، آب و هوا و شرایط زراعت بستگی دارد.

 

اتلاف ار راه تبخر

           آمونیاک که برای برنج کاری مورد استفاده قرار می گیرد، اگر در محوطه باز قرار گیرد، ممکن است تبخیر شود. این نوع اتلاف با افزایش pH آب جاری، زیاد خواهد شد. جلبک های آب در تنظیم pH آب جاری نقش مهمی برعهده دارند. درطول روز، جلبک ها فتوسنتز کرده و میزان دی اکسید کربن آب را کم می کند. درنتیجه، pH آن ممکن است افزایش یابد. افزایش pH تبخیر شدن آمونیاک را فعّال تر می سازد. می توان تخمین زد، 5 تا 6 درصد نیتروژن به کار رفته از راه چنین فرآیندی تلف شود. در درجه حرارت بالا و تابش خورشیدی زیاد، اتلاف از راه تبخر در هوا بیش تر رخ می دهد. برای به حداقل رساندن این اتلاف، بایستی کود آمونیاک را در داخل خاک یا در لایه های احیائی آن به عمق 10 سانتی متر تزریق کرد. به کار بردن کود های پوشش دار مانند اوره پوشش داده شده با گوگرد و گچ نیز مانع

اتلاف کود نیتروژنی از راه تخلیه آب مزرعه

      در یک دوره زراعی 1000 تا 2000 میلی متر آب ممکن است از راه زهکش از مزرعه تخلیه شود. نیتروژن حل شده در آب نیز همراه آن از مزرعه خارج می گردد. هنگامی که کود نیتروژنی به عنوان کود سرک پاشیده شود، نیتروژن از راه آبشویی نیز ممکن است از دسترس گیاه خارج گردد. نزدیک به 15 درصد نیتروژن به کار رفته، ممکن است از راه آبشویی خارج شود. برای جلوگیری از اتلاف آبشویی، برنج بایستی در خاک های با بافت خوب کشت شود. خلل و و فرج خاک دیکس خورده کاهش می یابد. مترجم: درعمل شخم زنی با گاوآهن کلوخه های درشت ایجاد می شود. این کلوخه با دیکس پشت تراکتوری خرد می گردد. در زبان فارسی به هردو عمل شخم گفته می شود. اما در گیلکی به اولی شخم و به دومی دیکس یا دیکس خورده می گویند. مانند این را می ماند که در دامداری به بچه تازه به دنیا آمده گاو می گویند، مانده ( گیلکی ) و کمی که بزرگ شد می گویند گوساله و بازهم بزرگ تر شد، مثلا یک ساله شد، اگر نر باشد می گویند، گودرو اگر ماده باشد می گویند، لیشه  و وقتی خیلی بزرگ شد و به بلوغ جنسی برای تکثیر رسید نر را می گویند، ورزا و ماده را میگویند گاو. اما در فارسی بدبختانه این جوری نیست و در همه این مراحل رشد و نموّ این حیوان می گویند گاو. کندوکاو خاک در مراحل مختلف نیزنام هایی دارد که با هم متفاوت است و آن ها را بایستی در زبان های محلی جستجو کرد. در زبان فارسی تا زمین را بکنی می گویند، زمین را شخم زدی، و مشخص نیست چه هدفی داشته ای و یا حتی چه عملی انجام داده ای. همیشه کود به شکل آمونیاکی را در عمق خاک به کار می برند. از آبگیری زیاد خاک مزارع برنج، خود داری می شود. مترجم: وقتی که کود با خاک مزرعه باتلاقی به خوبی مخلوط شود، قابلیت آبشویی خود را از دست خواهد داد. من عادت داشتم، کود اوره را پیش از وجین در مزرعه شخصی خودم بپاشم. متوجه بودم، پس از عمل وجین حتی نیم متر کود در مزرعه جابجا نمی شود. کود در اثر وجین در خاک دفن می شود.  

 تثبیت کردن کود نیتروژنی در خاک

 

     تثبیت نیتروژن درخاک به وسیله جمعیت های میکروبی انجام می شود. این موجودات ریز نیتروژن را به مصرف رسانده و آن را در بدن خود به شکل مواد آلی ذخیره می کنند. این عمل، مقدار نیتروژن در دسترس گیاه برنج را کاهش می دهد. کود در مزارع خشک بیش از باتلاقی تثبیت می شود. نتایج تحقیقات نشان می دهد، 20 درصد نیتروژن ممکن است در خاک حبس شود. در کنار میکروب ها، ذرات رسی نیز یون های آمونیاکی می توانند جذب کرده و آن ها را بین صفحات سیلیکاتی شان درگیر سازند. در صورتی که از کود سبز یا کود آلی حیوانی استفاده می شود، یک هفته قبل از کشت بایستی به خاک اضافه گردد. این عمل باعث تجزیه کامل آن ها می شود و مواد غذایی به سهولت در دسترس گیاه برنج قرار می گیرد.

نیتروژن زدایی خاک

      هرجسمی که وارد مزرعه برنج کاری شود، خروج گازهای هوا مانندی به شکل حباب را از سطح خاک باتلاقی آزاد می کند. 10 تا 95 درصد حجم گازهای آزاد شده از مزرعه به صورت نیتروژن است. نیترات های موجود درخاک به وسیله باکتری های معروف به نیتروژن زا، در خاک زیر آب به گاز آزاد N تبدیل می شوند. ازدست رفتن نیتروژن از طریق نیتروژن زدایی خاک، در خاک های فاقد زهکش مناسب، 68 درصد تخمین زده می شود. البته، حرارت و مواد آلی خاک عمل باکتری های نیتروژن زا را تشدید می نمایند. گاهی اوقات، حدود 30 تا 40 درصد نیتروژن پاشیده شده در سطح مزرعه در مدت زمان یک هفته پس از نشاء کاری، ممکن است به هوا آزاد گردند. حتی اگر کودهای آمونیاکی پاشیده شوند، در مجاورت اکسیژن قرار گرفته و به شکل نیترات در می آیند. این نیترات ها به طرف پایین باتلاق حرکت کرده و پس از رسیدن به خاک احیائی ، نیتروژن آزاد شده و به صورت گاز به فضا انتقال می یابند. برای کاهش نیتروژن زدایی، کودهای اوره یا آمونیاک بایستی در منطقه ریشه و درمحلی که فاقد اکسیژن است، قرارداده شود. اوره پوشش داده شده با مواد مشابه کودها یا اوره آز مسدود کننده اوره نیز به آهستگی حل شده و فعالیت نیتروژن زدایی را کاهش می دهد. اوره دانه درشت را مستقیما می توان درداخل خاک فروبرد. این دانه های اوره، در یک محل جمع می شوند و فعالیت اوره آز مسدود کننده، مقدار آنزیم تولید شده به وسیله باکتری نیتروژن زا را کاهش می دهند. همراه با رخ دادهای بالا، اتلاف تبخیری به طور چشمگیری نیز کاهش می یابد.

 راه های ارتقاء اثر کودهای نیتروژنی زیاد

  1 – ارقامی را کشت کنید که به کود پاسخ مثبت می دهند. یعنی با افزایش کود رشد و نموّ آن بیش تر شود و محصول بیش تری دهد.

2 – کودها رشد علف های هرز را زیاد می کنند. بنابراین، برای حداکثر تأثیر کود بایستی با علف هرز مبارزه کرد.

3 – به مزارع باتلاقی دایمی کود نیتروژنی زیادی بدهید.

4 – اگر مزرعه به طور متناوب و با فاصله زمانی باتلاقی گردد، نیتروژن به طور کامل نمی تواند مورد استفاده گیاه برنج قرار گیرد.

5 – از کودهای نیتروژنی پوشش دار مختلف زیر استفاده کنید. مترجم:ممکن است، چنین کودهایی در ایران یافت نشوند:

الف – با لایه پوششی اورهآز

     اوره بالایه پوششی Neem

     اوره با لایه پوششی Mahua

     اوره با لایه پوششی نیجر

     اوره با لایه پوششی هندی

ب – پوشش مصنوعی

     اوره با پوشش پلاستیکی یا پلی مری

     اوره با پوشش لاک

     اوره با پوشش موم

     اوره با پوشش لاستیک

ج – پوشش شیمیایی

     اوره با پوشش گوگردی

     اوره با پوشش فسفات معدنی

     اوره با پوشش گچ

د – بازدارنده های اوره آز

     استات فنیل مرکوریک

     هیدروکینون

     بنزوکینون

     فسفو فنیل دی آمیدات

ه – بازدارنده های آزاد سازی نیتروژن

     N – serve

     AM

     ST

     Thiurea

     Potassium azide

     Powder of citrullus

     Colosynthis

 تقش نیتروژن در افزایش تولید برنج

 

1 – تولید 5/6 تن محصول برنج برهکتار، حدود 95 کیلوگرم نیتروژن، 25 کیلوگرم P2O5  و 140 کیلوگرم K2O را از خاک خارج می کند و لازم است در فصل زراعی بعدی این مقدار مواد به خاک برگشت داده شود.

2 – در تشکیل کلروفیل و ایجاد رنگ سبز تیره به گیاه کمک می کند.

3 – تعداد پنجه ها، ارتفاع گیاه و تعداد دانه های خوشه که از اجزاء سازنده میزان محصول هستند را افزایش می دهد.

4 – افزایش سطح برگ و اندازه دانه.

5 – کمک به تجزیه و فساد مواد آلی خاک با تحریک رشد میکربی

 میزان مصرف کود های نیتروژنی

 

     عوامل متعددی مانند خاک، اوضاع جوّی و نوع رقم برنج در میزان مصرف کودهای نیتروژنی تأثیر دارد. در اغلب نواحی کشت برنج مقدار نیتروژن لازم نباید از 100 کیلوگرم (معادل 154 کیلوگرم اوره ) بر هکتار کم تر باشد. اگر تمام کود اوره پاشیده شده به مصرف گیاه برسد و تلف نشده باشد، این مقدار کافی است. اما عملا چنین چیزی امکان ندارد، بنا به شناخت برنج کار از میزان اتلاف و توانایی پیشگیری از آن بایستی بر مقدار فوق افزوده شود. این حداقل نیتروژن لازم برای برداشت 5/6 تن محصول برهکتار است. اما به دلیل کاهش و یا افزایش کود پذیری گیاه برنج در مقابل افزایش تابش خورشید و کاهش درجه حرارت هوا، مقدار نیتروژن لازم گیاه 100 تا 150 کیلوگرم برهکتار می رسد. درجه مرغوبیت خاک نیز شاخص مهمی در تعیین میزان کود نیتروژنی است.

 

شاخص دسترسی کود نیتروژنی خاک

 

     هرچه خاک از نظر نیتروژن فقیر تر باشد، مقدار نیتروژن افزوده شده بیش تر خواهد بود. ارقام برنج دیررس، به نیتروژن کم تری نیاز دارد. زیر آن ها وقت کافی برای دریافت نیتروژن تثبیت شده خاک را دارند. اما ارقام برنج زودرس که دوره رشد و نموّ آن ها کوتاه است، به مقادیر زیادتر نیتروژن پاسخ مثبت می دهند. اثر نیتروژن در مراحل اویله کم و در مراحل آخر زیاد است. برنج کاران، خاک مزرعه خود را خوب می شناسند. اما تعاونی های توزیع کود مطابق گزارش آزمایشگاه ها سهمیه کود را تعیین می کنند. مجهز ترین آزمایشگاه های خاک فقط می توانند به کشاورزان کمک کنند، اما قادر نیستند، خاک اورا شناسایی نمایند. برنج کار خودش بایستی میزان کود نیتروژنی را تعیین کند. بعضی از خاک ها به کود نیتروژنی نیاز ندارند و بعضی دیگر به مقدار خیلی زیادی احتیاج دارند.

 زمان کود پاشی نیتروژنی خاک

 

     به طور کلی، در خاک های معمولی، نیتروژن در 3 مرحله با مقادیر برابر پاشیده می شود. یعنی، یک سوم در مرحله اول ( در زمان دیکس زنی )، یک سوم در مرحله پنجه زنی فعال و یک سوم باقی مانده در مرحله تشکیل گل، پاشیده می شود. مرحله اول کودزنی را مرحله اصلی و مرحله آخری را سرک می گویند. مراحل بالا عومی است و کشاورزان، دو مرحله ای عمل می کنند و دو سوم را در مرحله اصلی و یک سوم باقیمانده را در مرحله پنجه زنی می پاشند و کود سرک را حذف می نمایند. تا کنون در ایران تحقیقی در باره کود سرک انجام نشده است. مدیریت وبلاگ در مزرعه شخصی خود در مراحل اول و دوم از کود اوره استفاده کرد و از انجام مرحله سوم ترسید. کود سرک مرحله خطر ناک کود دهی به ویژه با کود اوره است. زیرا کود اوره به سرعت جذب می شود. اگر برنج کاران تجربه مرحله سوم را ندارند، در مورد ارقام محلی نباید اجراء کنند، و در مورد ارقام خزر و سپیدرود حتما از کود سرک به مقدارخیلی کم تراز یک سوم بر اساس تجربه خودشان و پیش از تشکیل شدن گل می توانند بپاشند.

     1 – کودپاشی نیتروژنی خاک پیش از نشاء کاری در استقرار نشاء و بهبود نیتروژن گیاه برای آغاز فوری پنجه زنی کمک می کند.

     2 – به کار بردن کود نیتروژنی در مرحله پنجه زنی، فعالیت این مرحله را تسریع کرده و تولید تعداد پنجه را به حداکثر می رساند.

     3 – کود سرک در مرحله تشکیل گل افزایش طول خوشه و تعداد خوشه چه در خوشه را موجب می گردد.

 روش پاشیدن کودهای نیتروژنی

 

     پاشیدن سطحی کودهای نیتروژنی در خاک های باتلاقی، مقدار بسیار اندکی از این کودها را در دسترس گیاه قرار می دهد. کودپاشی سطحی خاک باعث تسریع عمل نیتریفیکاسیون شده و در نتیجه از طریق جریان آب تلف می گردد. هنگام کودپاشی سرک از یک روز پیش بایستی آب مزرعه را خالی کرد و کود را به حالت اشباع پاشید. پس از 48 ساعت کود اوره هیدرولیز شده و کربنات آمونیوم تشکیل می گردد. دو روز پس از کودپاشی اوره، مجددا مزرعه را آبیاری کنید، به این طریق یون آمونیوم در میسل های خاک تثبیت می گردد.

      دفن کردن اوره در منطقه سطح خاک زیرآب به علت فقدان اکسیژن در این لایه است. در لایه احیائی هیچ گونه عمل نیتریفیکاسیونی وقوع نمی یابد و نیتروژن آمونیومی به مدت زمان طولانی در دسترس ریشه گیاه برنج باقی می ماند.

     اگر عمق آب مزرعه را در 2 سانتی متری لایه خاک نگهدارید، پس از نشاء کاری، کود نیتروژنی را مستقیما می توان در آب پاشید. دفن کردن کود آمونیوم به وسیله وجین کن دورانی کارآیی مصرف کود نیتروژنی را بهبود می بخشد، به ویژه برای مرحله اول کود سرک پاشی مناسب است. در جا هایی که لم کردن آب زیاد است و امکان تخلیه آن وجود ندارد، بهتر است اوره را پیش از وجین پاشید و در حین عمل وجین در خاک دفن خواهد شد. دفن کردن اوره بین هرچهار بهترین نتیجه را دارد، اما کاری خیلی پر زحمتی است.

کلزا
ارسال شده توسط سیدمهدی شمس در ساعت ۱۱:٠۸ ‎ب.ظ

تاریخچه:

 کلزا در زبانهای اروپایی با نامهای Rapeseed و Colza و Raps شهرت دارد. کلزای روغنی مهمترین گونه زراعی جنس براسیکا میباشد و به احتمال قوی فرم وحشی ان به اروپا و آفریقای شمالی محدود میشود. محتملترین موطن آن ناحیهای که در آن شلغم روغنی(Brassica Campetris )و کلک روغنی ( Brassica Oleraces )در مجاورت هم روییده اند زیرا کلزا (Brassica Napus ) از تلاقی این دو گونه و دو برابر شدن کروموزومهای هیبرید حاصل بوجود آمده است.در آثار بجای مانده از دوران نو سنگی در مصر و در نوشته های هندوها که از سالهای 1500- 2000 سال قبل از میلاد بدست آمده و بویژه در کتیبه های یونانی رومی و چینی باقیمانده از سالهای 200-500 قبل از میلاد به گیاهان روغنی از جنس براسیکا و ارزش دارویی آنها اشاره شده است.اعتقاد بر این است که زراعت کلزا و خردل در اروپا از اوایل قرون وسطی آغاز آغاز گردیده است. از اوایل قرن شانزدهم زراعت تجاری کلزا در هلند ثبت شده است. در آن زمان از روغن این گیاه بعنوان سوخت چراغ روان کننده ماشینهای بخار استفاده میگردیده است. کشت تجاری کلزا از سال 1942 در قسمت شمالی قاره امریکا یعنی کشور کانادا شروع گردیده و امکان استفاده از روغن خوراکی در سال 1948 مورد توجه قرار گرفت و منجر به استخراج روغن خوراکی در سالهای 1956 و 1957 گردیده. در سال 1968 اولین رقم کازا با میزان اسید اروسیک پایین در کانادا تولید شده و هم اکنون کانادا به یک تولید کننده عمده کلزا تبدیل گردیده است. زراعت کلزا در استرالیا از سال 1969 آغازش و رقمهای مورد کشت متعلق به هر دو گونه کلزا و شلغم روغنی میباشد که از ژاپن و کانادا به این کشور وارد گردیده اند. در سالهای 1972 تا 1977 میزان اسیداروسیک روغن رقمهای کلزا و شلغم روغنی به کمتر از 2% کاهش یافت. در سال 1974 رقم Tower بعنوان اولین رقم دو صفر کلزا که هم میزان اسیداروسیک و هم یزان گلوکوزینولات آن پایین بو معرفی شد. در سال 1981 تولید رقمهای کلزا با میزان گلوموزینولات بالا تقریبا متوقف گردید.در دو دهه گذشته در ایران ازمایشهای به نژادی و به زراعی متعدد و متنوعی در بخش تحقیقات دانه های روغنی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر بر روی گیاه کلزا صورت گرفته و منجر به معرفی چهار رقم کلزای اصلاح شده با نامهای زرگل- طلایه- استقلال و ساری گل شده است. سطح زیر کشت کلزا در سال پلیه 1372 تا 1374 حدود 5/94 هکتار در سال زراعی 1379-1380 برابر 25939 هکتار و در سال زراعی 1380-1381 بالغ بر 70000 هکتار بوده و میزان تولید آن در سال |ایه برابر 2/51 تن و در سال زراعی 1379-1380 معادل 27950 تن ودر سال زراعی 1380-1381 بیش از 65000 تنبوده است. با انجام تحقیقات و بررسی نتایج حاصله مشخص شده که توسط کشت کلزا در کشور امکان پذیر است و میتوان به موازات توسعه کشت زیتون در کاهش میزان وابستگی به خارج در زمینه روغن گیاهی موثر باشد.  ا گیاهشناسی کلزا۱ریشه:کلزا دارای یک ریشه اصلی عمودی و غالباٌ بلند به شکل دوک شکل میباشد که قطر قسمت فوقانی آن به ۱ تا ۳ سانتیمتر میباشد و تا عمق ۸۰ سانتیمتر خاک نفوذ میکند. همچنین دارای ریشه های جانبی متعددی است که معمولاٌ افقی هستند و کمتر در عمق خاک نفوذ میکنند. عمق نفوذ و گستردگی سیستم ریشه نقش بسزایی در تحمل خشکی و استفاده بهینه از رطوبت ذخیره شده در خاک دارد. همچنین گیاه را در ارتفاع زیاد با کشت متراکم در مقابل بادهای شدید حفظ میکند. در خاکهای سنگین رسی عمق نفوذ ریشه کاملاٌ محدود میشود.ساقه:کلزا تولید یک ساقه اصلی میکند که از آن شاخه های زیادی منشعب میشود. پس از پایان زمستان ابتدا ساقه اصلی طویل میشود و پس از آن به گل نشستن ساقه اصلی شاخه های فرعی نیز شروع به طویل شدن میکنند. میزان شاخه دهی آن به واریته محیط تغذیه گیاه تکنیکهایزراعی و غیره بستگی دارد. برای نمونه تراکم بوته ها تاثیر قابل توجهی در میزان شاخه دهی و ارتفاعی دارد که ساقه اصلی در آن شروع به انشعاب میکند  ولی عمدتاٌ شاخه های جانبی در قسمتهای میانی و بالایی ساقه اصلی تشکیل میشوند و از ساقه اصلی ۸ تا ۱۰ شاخه فرعی منشعب میگردد. و قتی ساقه اصلی شروع به رشد میکند شاخه ها در محل اتصال برگهای فوقانی با ساقه جوانه زده و هرشاخه به یک گل آذین ختم میشود.ساقه مقطعی تقریباٌ مدور دارد. عمودی و رنگ آن سبز روشن است که به مرور زمان زرد میگردد. ارتفاع ساقه در واریته های مختلف از ۵۰ تا ۲۰۰ سانتیمتر تغییر میکند ولی معمولاٌ ارتفاع آن ۸۰ تا ۱۵۰ سانتیمتر است. کلزا غالباٌ از قوه تجدید رویش خوبی برخوردار است و در صورت فراهم بودن مواد غذایی کافی چنانچه تراکم بوته کم باشد میتوان با ایجاد شاخه های فرعی متعدد اثرات تعداد کم بوته را جبران کند.برگ:برگهای کلزا به سه فرم چسبیده - ساقه آغوش- چسبیده معمولی و دارای دمبرگ میباشند. برگهای رزت اغلب بیضوی و چند قسمتی با یک لوب بزرگ در راس برگ بوده و دارای دمبرگ نیز میباشند. رنگ برگها سبز مایل به آبی است و در متن آن رگبرگها مشاهده میشوند. برگهای رزت و برگهای پائینی ساقه کمی کرک دارند ولی برگهای فوقانی و میانی فاقد کرک - دمبرگ و لوب هستند و لبه آنها ممکن است دندانه دار و یا صاف باشد. این برگها به شکل قلب بوده و در محل اتصال یک سوم ساقه را میپوشانند. برگهای کلزا بصورت متناوب روی ساقه قرار میگیرند. تعداد برگهای ساقه اصلی بسته به نوع واریته از ۵ تا ۱۲ عدد در بوته های تیپ بهاره و تا ۴۰ عدد در بوتهای تیپ پائیزه تغییر میکند. میزان تولید برگ به طول دوره گلدهی مربوط میباشد. ریزش برگ به دلیل برخی عوامل از جمله آفات در نواحی گرمسیری شایع است. چنانچه ریزش برگها در ابتدای گلدهی رخ دهد تاثیر منفی بر عملکرد نهایی میگذارد اما پس از گلدهی اثر قابل ملاحظه ای بر آن نداردکاشت کلزا سبز یکنواخت ورشد یکدست از بوته های کلزادر سطح مزرعه تاثیر زیادی در افزایش تولید و دستیابی به عملکرد بالا دارد. برای رسیدن به این  تعداد بوته کافی و یک اندازه در هر مترمربع عوامل زیادی دخالت دارند. این عوامل عبارتند از: تناوب زراعی: محصول قبلی از نظر انتقال بیماری ، بجا گذاشتن بقایای گیاهی بر سبز شدن ورویش بوته های کلزا تاثیر می گذارد.  کیفیت بذر:بذر های سبز رنگ،بذورنگهداری شده در انبار گرم و مرطوب و بذور خشک شده با حرارت زیاد، قدرت جوانه زنی و سبز شدن زیادی ندارند. انتخاب بذر با کیفیت خوب یکی از عوامل بسیار مهم در داشتن تعداد بوته کافی در سطح مزرعه می باشد. تهیه بستر بذر: با توجه به کوچک بودن اندازه دانه های کلزا ،بستر بذر باید در حد مطلوب کلوخه های ریز و نرم داشته باشدتا ضمن تماس خوب بذر با خاک از تشکیل سله در سطح زمین جلوگیری به عمل آید.هرگونه عدم دقت کافی در تهیه بستر بذر می تواند منجر به کاهش تعداد بوته در هرمترمربع و عدم یکنواختی در سطخ مزرعه گردد. تاریخ کاشت:وقتی گرما و رطوبت خاک به اندازه کافی تامین گردد بذر کلزا سریع جوانه می زندو در سطح زمین ظاهر می شود.در شرایط دیر کاشت با سرد شدن خاک جوانه زنی بذر و سبز شدن آن به کندی صورت می گیرد و احتمال خسارت علف های هرز،بیماری ها و آفات افزایش می یابد. مقدار بذر:با توجه به ریزی ودرشتی اندازه دانه ای کلزا ،زمان کاشت و شرایط بستر بذرو عوامل دیگر مقدار بذر لازم جهت کاشت یک هکتار زمین متغیر است ومقداربین 5تا8کیلو بذر در هکتار درکشت کلزا مورد استفاده قرار می گیرد. عمق کاشت:محل قرار دادن بذر در عمق مناسب خاک به اندازه بذر، بافت خاک، شدت سله بندی و خسارت گنجشگ  بستگی دارد . در خاک های سبک و خشک بذر را درعمق پائین تر می گذارندو عمق کاشت بذر کلزا  2تا5سانتی متر می باشد. کوددهی: اگر در زمان کاشت، بذر در نزدیک ویا در تماس با کود  در خاک خشک قرار گیرد منجر به دیر جوانه زنی یا سبز شدن بذر کلزا می شود یا باعث ازبین رفتن بذر و یا گیاهچه می گردد. بیماری های بذر زاد یا خاک زاد: تعدادی از بیماری های گیاهی موجب پوسیدگی بذر  و مرگ گیاهچه می شوند و برای جلوگیری از خسارت این نوع بیماری ها، بذور کلزا را با سموم قارچکش مناسب ضد غفونی می کنند.‏ خسارت کک: این سوسک کوچک برگخوار ازبرگهای تازه سبز شدن بوته های کلزا تغذیه می کند و خسارت شدید این آفت می تواندموجب تنک شدن مزرعه کلزاگردد و آفات دیگری نیز وجود دارد که باعث کاهش تعداد بوته های کلزا در سطح مزرعه می شوند.ترکیبات شمیایی کلزا دانه کلزا(کانولا) دارای ۴۰تا۴۸ درصد روغن در دانه و ۳۸تا۴۵ درصد پروتئین در کنجاله میباشد و میزان رطوبت آن حدود ۵ درصد است. نسبت اسیدلینولئیک به اسیدلینولنیک در روغن کلزا تقریبا ۱:۲ میباشد که برای مصرف انسان نسبت متعادلی بشمار میرود. کنجاله کلزا حاوی ۱۳ درصد فیبر میباشد. وجود مقدار نسبتا زیاد فیبر در کنجاله یک عامل محدود کننده در استفاده از آن بعنوان خوراک دام محسوب میشود زیرا توان تولید انرژی در جیره غذایی را کاهش میدهد.پوسته کلزا تقریبا ۵/۱۶تا۵/۱۸ درصد وزن خشک دانه را تشکیل میدهد و ثابت شده است که رنگ پوست دانه کلزا با ترکیب شیمیایی دانه دذ ارتباط میباشد.
آمینه اسید غیر ضروری( گرم در صد گرم پروتئین خام)
  3.18هیستیدین
2.08سیستئین
3.19تیروزین
7.79اسید اسپارتیک
4.41سرین
20.81اسید گلوتامیک
6.22پرولین
4.6گلیسین
4.53آلانین
7.28آرژنین
 
آمینه اسیدضروری( گرم در صد گرم پروتئین خام))
4.47ایزولوسین
7.47لوسین
6.6لیزین
2.24متیونین
4.67فنیل آلانین
4.81ترلولین
___تریپتوفان
5.65والین
کلزاواحدعنصر یا ویتامین
0.63%کلسیم
1.21%پتاسیم
0.51%منیزیم
1.02%فسفر
0.85%سولفور
5.7ppmمس
49.2ppmمنگنز
68.2ppmروی
141ppmآهن
1.3ppmمولیبدن
__ppmکبالت
1.1ppmویتامین E
9.5ppmاسید پانتوتنیک
160ppmنیاسین
6700ppmکولین
5.2ppmتیامین
5.8ppmریبوفلاوین
1.1ppmبیوتین
2.3ppmاسید فولیک
7.2ppmپیریدوکسن
 
ارتباط رنگ پوسته دانه کلزا با ترکیب شیمیایی دانه
فیبرخام(%)پروتئین(%)روغن(%)رنگ دانه
13.739.339.9قهوه ای تیره
11.54142.2زرد مایل قهوه ای
8.942.145.5زرد
اهمیت اقتصادی,تکامل و اصلاح کلزا  در یک تقسیم بندی کلی کلزا را به دو گروه اصلی تقسیم میکنند. گروهی که به کلزای صنعتی معروفند و گروهی که به کلزای خوراکی معروف میباشند. گیاهان جنس براسیکا بر حسب میزان اسیراروسیک ( اسید چربی که برای انسان و دام مضر است) به دو گروه عمده تقسیم میشوند. دسته اول که با علامت اختصاری (HEAR) مشخص میگردند روغن آنها بیش   از ۵ درصد اسیداروسیک بوده و مصرف خوراکی ندارند .  دسته دوم که با علامت اختصاری      (LEAR) نامگذاری میشوند روغن آنها با کمتر از ۵ درصد اسیداروسیک مصرف خوراکی دارد. علاوه بر ماده مضر فوق یک ماده مضر دیگر در کنجاله و علوفه کلزا به نام گلوکوزینولات وجود دارد. این ماده شیمیایی در برخی از گیاهان وجود داشته و باعث طعم تند و بوی زننده اندامهای آنهاست. در ارقام جدید کلزا میزان این ماده مضر بسیار کاهش یافته است. فیبرنیز از دیگر موادی است که باعث افت کیفیت کنجاله میگردد. مقدار فیبر ارقام جدید بسیار کم شده است.کلزاهای HEAR دارای مصارف صنعتی بوده و در صنعت لاستیک و پلاستیک سازی,صنایع شیمیایی,صنایع رنگ,صابون سازی و نیز بعنوان روان کننده در دستگاهای صنعتی و موتور جت ( به دلیل تحمل حرترت بالا) کاربرد دارند. به این ترتیب تداوم اصلاح کلزا در مسیر کاهش مواد مضر از قبیل میزان اسیداروسیک,گلوکوزینولات و فیبر قرار گرفت.تکامل و اصلاح کلزا از کلزای سنتی تا ارقام اصلاح شده:کلزای سنتی(HEAR):هنوز هم تولید شده و حاوی ۲۲ تا ۶۰ درصد اسیداروسیک در روغن و ۱۰۰تا۲۰۵ میکرومول گلوکوزینولات در هر گرم کنجاله میباشد.ارقام یک صفر(LEAR):معمولا واریته های کانادایی بوده و حاوی کمتر از ۵ درصد اسیداروسیک در روغن و تا ۱۰۰ تا ۲۰۵ میکرومول گلوکوزینولات در هر گرم کنجاله میباشد.ارقام دوصفر:نوع تکامل یافته ارقام یک صفر بوده و حاوی کمتر از ۲ درصد اسیداروسیک در روغن و ۱۸تا۳۰میکرومول گلوزینولات در هر گرم کنجاله میباشند.ارقام سه صفر:نوع اصلاح شده ارقام شلغم روغنی بوده و اصطلاحا به آنها (Candle) میگویند که دارای حداقل میزان اسیداروسیک,گلوکوزینولات و فیبر میباشد. در سال ۱۹۷۹ نام عمومی Canola در کانادا برای کلیه رقمهای دو صفر منظور گردید.روغن کلزا در مقایسه با روغنهای حاصل از دانه های ذرت,آفتابگردان و سویا به دلیل حضور اسیدهای چرب اشباع شده و فاقد کلسترول از کیفیت تغذیه ای بالایی برخوردار است.کنجاله کلزا با دارا بودن حدود ۵/۴۶ درصد پروتئین و ۵/۳ درصد چربی و ۱۲ درصد فسفر قابل جذب نسبت به کنجاله سویا برتری نشان میدهد.

دانه روغنی کلزا از سالهای گذشته وارد ایران شده و تحقیقات متعددی روی آنها انجام گرفته است. در سالهای اخیر به دلیل توجه بیشتر به توسعه و ترویج کلزا سطح زیر کشت آن افزایش قابل ملاحظه ای یافته و در سال ۱۳۸۰ تا ۱۳۸۱ به بیش از هفتاد هزار هکتار رسیده است. ویژگیهای گیاه کلزا و سازگاری آن با شرایط مختلف آب و هوایی اهمیت این محصول را بیشتر نموده و بعنوان نقطه امیدی جهت تامین روغن خوراکی مورد نیاز کشور به شمار آمده است. در این خصوص میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
  • کلزا میتواند در تناوب با زراعت گندم و جو قرار گرفته و از تراکم بیماریها آفات و علفهای هرز بکاهدو باعث آفزایش عملکرد دانه این محصولات شود.
  • دارا بودن تیپهای بهاره زمستانه و حدواسط که امکان کشت این گیاه را در شرایط متفاوت اقلیمی فراهم میسازد.
  • در کشت پائیزه نیاز به آبیاری کمتری بوده و امکان استفاده از نزولات اسمانی پائیزه و زمستانه وجود دارد.
  • کلزا دارای پتانسیل عملکرد بالا بوده و دد بین دانه های روغنی از درصد روغن دانه بالایی (۴۰ تا ۴۵ درصد) برخوردار است.
  • در اراضی شالیزار بعد از برداشت برنج میتوان ارقام بسیار زودرس کلزا را جهت کشت استفاده نمود.
  • فصل رشد کلزا با سایر دانه های روغنی متفاغوت است و زمانی که ظرفیت واحهای روغن کشی خالیست این گیاه برداشت میشود.
  • کلزا با تقدم برداشت در مقایسه با گندم زمینه لازم برای کشت دوم محصولات تابستانه را فراهم میسازد.
  • با اعمال مدیریت صحیح و استفاده از روشهای ساده امکان کاشت-داشت و برداشت آن در شرایط مختلف و با امکانا محلی وجود دارد.
  • بعلت بقایای گیاهی مطلوب علاوه بر تاثیر مثبت در میزان ماده آلی خاک در تامین علوفه مورد نیاز زارعین نیز موثر است.
  • در توسعه صنعت زنبورداری نقش مهمی را میتواند ایفا کند.
  • بعلت پائیزه بودن بر خلاف سایر دانه های روغنی در رقابت با محصولات پردرآمد بهاره قرار نمیگیرد. در مناطقی که بهار به علت محدودیت آب و همزمانی آبیاری محصولات بهاره با آخرین آب مشکلاتی در آب دارند میتوان با کشت کلزا بویزه ارقام زودرس آین مشکل را حل نمود.
  • با کشت ارقام زودرس کلزا در مناطق دیم که بارندگی پائیزه مطلوب دارند ولی در بهار با خشکی مواجه میباشند نتیجه بهتر از غلات عاید میگردد.
 
بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک
ارسال شده توسط سیدمهدی شمس در ساعت ٧:٥٧ ‎ق.ظ

                        توجه کنید حروف درج نشده حرف ف میباشد

 

اشاره: بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک دانش جدیدی است که نخستین دستاوردهای آن در هاله ای از بیم و امید ارزیابی می شود. در طول تاریخ بسیاری از پدیده های علمی در مرحله آغازین با تردید و مقاومت شدید روبه رو بوده اند صدها نمونه از وقایع تلخ و شیرینی که بر این اساس رقم خورده، قابل شمارش است، اما کمتر دانشی به اندازه مهندسی ژنتیک با ساختار اصلی و قانونمند سامانه هستی درگیر شده است. در این مرحله بشر بر آن است که با بهره گیری از دانش خود همچنان بر کاستی ها غلبه کند اما بسیاری از این کاستی ها در قوانین پیچیده و شگفت انگیز جهان هستی طبق قانون انتخاب طبیعی پذیرفته شده اند. بنابراین ورود به حوزه حساس و قوانین بسیار ظریف و اثرگذار طبیعت، با واکنش های آمیخته به بیم و امید همراه است. مقاله حاضر در دفاع از دستاوردهای بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک نگاشته شده است.

اختصاص قریب به ۶۰ میلیون هکتار از اراضی زراعی جهان به کشت گیاهان تراریخته (حاصل از مهندسی ژنتیک) در سال ۲۰۰۲ که تولید، مصرف و رهاسازی میلیاردها تن موجودات زنده دست ورزی شده را به دنبال داشته است برای آگاهان و تحلیلگران تردیدی را بر جای نمی گذارد که این فناوری همچنان راه خود را برای سیطره بر جهان کشاورزی ادامه خواهد داد. اگرچه پیشرٿت های ناشی از مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی تحسین برانگیز و غیرقابل انکار است، اما صدای منتقدین و احتیاط پیشگان را نیز باید شنید. این مقاله در تلاش است تا ضمن معرٿی اجمالی دستاوردهای مهندسی ژنتیک در کشاورزی و ٿواید آن، دیدگاه های مخالٿین این ٿناوری را نیز بیان کرده و ضمن تجزیه و تحلیل آنها به معرٿی گروه های مخالٿ و انگیزه های مخالٿت آنها، نگرانی ها و ملاحظات اظهار شده توسط معتقدین و منتقدین مهندسی ژنتیک بپردازد. به طور کلی مهندسی ژنتیک دارای دو دسته مخالٿ است، «مخالٿین مطلع و منطقی» و «مخالٿین ناآگاه و...». نگرانی های ابراز شده نیز از این دو دسته خارج نیستند. نگرانی های ابراز شده توسط گروه های مخالٿ منطقی را می توان در ملاحظات زیست محیطی، ملاحظات مربوط به سلامتی انسان، دام و کشاورزی و ملاحظات اقتصادی و عمومی خلاصه نمود.
دهه اخیر شاهد تحولاتی اعجاب آور و تحسین برانگیز در زمینه تولید ٿرآورده های حاصل از مهندسی ژنتیک و تکنولوژی زیستی بوده است. چنانکه پیش بینی می شد، در آغاز هزاره سوم میلادی نیز بر سرعت تحولات در این زمینه اٿزوده شده است. تحولاتی که به همراه ٿناوری ارتباطات سرنوشت اقتصادی و حتی اجتماعی و بعضاً سیاسی برخی از مناطق جهان را تحت تأثیر قرار خواهد داد. مهندسی ژنتیک و دست ورزی گیاهان زراعی و تولید گیاهان با مقاومت مطلق در مقابل آٿات و امراض نباتی و بی نیاز از کاربرد سموم خطرناک تحولی را در کشاورزی ایجاد کرده است که تنها با «انقلاب سبز» قابل مقایسه است. در عرض کمتر از ۷ سال سطح زیر کشت گیاهان تراریخته(Transgenic) ۳۵ برابر اٿزایش یاٿته و سطحی بالغ بر ۷/۵۸ میلیون هکتار از اراضی جهان را به خود اختصاص داد.
این مساحت برابر ۵/۲ برابر مساحت انگلستان یا ۵ درصد کل مساحت چین را تشکیل می دهد. امروزه ۶ میلیون نٿر از کشاورزان در ۱۶ کشور مختلٿ به کشت و کار گیاهان تراریخته مشغول هستند و تبادل جهانی این گیاهان از مرز ۵ میلیارد دلار در سال ۱۹۹۹ گذشته است (حسینی و قره یاضی، ۱۳۷۸)... در پزشکی نیز تولید ٿرآورده های حاصل از بیوتکنولوژی مانند انسولین با منشای انسانی، کیتهای تشخیصی و ژن درمانی امیدهای تازه ای را ایجاد کرده است. همسانه سازی (کلون کردن) گوسٿند مشهور به دالی، تعیین ترتیب دی ای آی ژنوم کامل برنج، ایجاد دو واریته گندم مقاوم به شوری در آمریکا، تولید پلاستیک زیست تخریب پذیر و استٿاده از پالاینده های میکروبی برای حٿاظت از محیط زیست تعدادی از دستاوردهای بیوتکنولوژی مدرن هستند.
مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی از ابتدا مخالٿت هایی را به ویژه در اروپا برانگیخت. این مخالٿت ها با توسعه روزاٿزون سطح زیر کشت گیاهان تراریخته و تبادل یکسویه آنها (از آمریکا و کانادا به سایر کشورها) ابعاد وسیع تری پیدا کرد. اما علیرغم این کشورهای در حال توسعه نیز از کشت و کار این قبیل گیاهان عقب نمانده اند و در حال حاضر بیش از ۲۷ درصد از اراضی زیر کشت گیاهان تراریخته در ۹ کشور در حال توسعه قرار دارد. هندوستان به عنوان بزرگترین تولید کننده پنبه دنیا برای اولین مرتبه در سال۲۰۰۲ پنبه مقاوم به آٿت حاوی ژن بی تی را به صورت تجاری در اختیار کشاورزان قرار داد. در سال جاری هندوراس و کلمبیا برای اولین بار به جمع تولید کنندگان محصولات تراریخته (GMO) پیوستند. اگرچه گیاهان تراریخته در ۱۶ کشور جهان کشت می شود ولی هنوز هم بیش از ۹۹ درصد محصولات تراریخته در انحصار ۴ کشور آمریکا (۶۶ درصد)، آرژانتین، (۲۳ درصد)، کانادا (۶ درصد)، چین (۴ درصد) قرار دارد. بیش از نیمی از سویای جهان و ۱۲ درصد از کلزای جهان تراریخته است. بیش از نیمی از سطح زیر کشت پنبه در چین به پنبه تراریخته مقاوم به کرم قوزه اختصاص دارد. با همه رشدی که کشت و کار گیاهان تراریخته داشته است، تنوع آنها بسیار محدود بوده و بیش از۹۹ درصد آن را سویا، ذرت، پنبه و کلزا تشکیل می دهد. بیشتر این قبیل گیاهان تراریخته دارای ژن های کنترل کننده مقاومت به آفات و علف کش ها هستند. اما به راستی با این اقبال زارعین و کشورهای مختلف از این فناوری انگیزه مخالفت چیست؟ انگیزه مخالٿین از گروه های مختلف متفاوت است و مورد بحث قرار می گیرد.

ٿواید مهندسی ژنتیک گیاهان زراعی

مهندسی ژنتیک امکان ایجاد واریته ها و گیاهانی را ٿراهم می کند که دارای صٿاتی هستند که دسترسی به آنها از روش های معمول غیرممکن است. برای مثال با دست ورزی ژنتیک برنج طارم مولایی که نه تنها به کرم ساقه خوار برنج بلکه به کلیه آٿات پروانه ای و برخی بیماری های قارچی مانند شیت بلایت مقاوم شده است.
صٿت مقاومت مطلق به کرم ساقه خوار و بیماری شیت بلایت در هیچ یک از ۱۲۰۰۰۰ نمونه برنج نگهداری شده در مؤسسه بین المللی تحقیقات برنج مشاهده نشده است. با توجه به عدم دسترسی به ارقام مقاوم نمی توان از روشهای سنتی اصلاح نباتات برای ایجاد چنین صٿات مهمی استٿاده کرد. مناٿع اقتصادی و زیست محیطی این قبیل واریته های زراعی بی نیاز از توضیح است. کاهش مصرٿ سموم، کاهش هزینه های تولید، اٿزایش عملکرد، محیط زیست سالمتر برای انسان، دام و آبزیان و به ویژه انطباق کامل این ٿناوری با روشهای مبارزه تلٿیقی از معدود مزایای کاربرد گیاهان تراریخته مقاوم به آٿات و بیماری است.
در یک جمعبندی کلی این گونه نتیجه گیری شده است که بهره گیری از روش های مهندسی ژنتیک منجر به تولید محصولات مقاوم در برابر آٿات باارزش غذایی بالاتر می شود، انعطاٿ بیشتری در عملیات زراعی به وجود می آورد و به دلیل کاهش مصرٿ سموم دٿع آٿات نباتی برای محیط زیست جهان مٿید خواهد بود.
سلامت انسان و دام
به طور کلی سؤالاتی که در این زمینه وجود دارند به شرح زیر هستند: آیا گیاهان تراریخته و یا محصولات تولید شده از طریق مهندسی ژنتیک از نظر خوراکی «سالم» محسوب می شوند؟ و آیا به دلیل دستکاری های ژنتیکی نوعی سمیت با تغییر کیٿیت در آنها ایجاد نمی شود که موجب ناراحتی و مسمومیت در انسان و یا دام بشود؟ آیا پروتئین یا مواد جدیدی که در اثر دستکاری های ژنتیک در گیاهان تراریخته به وجود می آیند موجب ایجاد حساسیت (آلرژی) در برخی اٿراد نمی شوند؟ آیا ژن های ایجاد کننده مقاومت نسبت به
آنتی بیوتیکها که در مسیر تولید گیاهان تراریخته به کار گرٿته شده اند و اکنون همراه با ژن(های) مطلوب در گیاهان تراریخته باقی مانده اند موجب توسعه و گسترش این گونه مقاومتها به عوامل بیماری زا مانند میکروب های بیماری زای انسانی و غیره نمی گردند و آیا در آن صورت بشر امکان استٿاده از داروهای آنتی بیوتیک علیه این عوامل بیماری زایی را از دست نخواهد داد؟

کابوس تولد ابرگیاهان

* به نظر مواٿقان محصولات تغییر ژنتیک یاٿته با تولید غذای بیشتر از زمین کمتر، نیاز به تعرض به اراضی کم استعدادتر و تخریب بیشتر محیط زیست کاهش خواهد یاٿت
* مخالٿان نگران آنند که تغییر ژنتیک موجب برآمدن ابرگیاهان هرز و بحران های جدی برای محیط زیست زمین شود

سلامت محیط زیست

طرٿداران محیط زیست نیز نگرانی هایی را در استٿاده از گیاهان تراریخته و رهاسازی GMO در محیط دارند که عبارتنداز:
- امکان انتقال اٿقی ژن هایی که به گیاهان زراعی منتقل شده اند به گونه های مجاور که از علٿ های هرز محسوب می شوند و در نتیجه امکان برخورداری بهتر از محیط برای رشد و اٿزایش قدرت تهاجمی آنها را ٿراهم می کند.
- اٿزایش مقاومت در موجودات هدٿ یا حساسیت در موجوداتی که هدٿ برنامه اصلاحی و انتقال ژن نیستند.
- اٿزایش استٿاده از مواد شیمیایی (مانند سموم علٿ کش) در کشاورزی.
- تظاهر غیرقابل پیش بینی (یا پیش بینی نشده) ژن های منتقل شده و یا پایداری و تظاهر ژن های منتقل شده.
اگرچه بحث در مورد هر یک از ملاحظات ٿوق مقوله ای است مستقل و ٿرصتی کاٿی می طلبد از حوصله این نوشتار کوتاه خارج است ولی برای مثال یکی از این ملاحظات را مورد بررسی بیشتری قرار می دهیم.
برخی از مدعیان طرٿداری از محیط زیست معتقدند که با ایجاد و معرٿی واریته های مقاوم به علٿ کش مانند نوعی سویا تمایل کشاورزان به استٿاده بی محابا از علٿ کش و در نتیجه مصرٿ آن اٿزایش جدی می یابد که به نوبه خود موجب آلودگی بیشتر محیط زیست خواهد شد. در پاسخ این دسته از طرٿداران محیط زیست می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- براساس آمار منتشره توسط مرکز ملی سیاستگذاری
غذا و کشاورزی در آمریکا از سال ۱۹۹۶ تا ۱۹۹۹ مصرٿ علٿ کش در سویا از میانگین ۲/۱ پوند در هرایکر به ۰۷/۱ پوند در هرایکر کاهش یاٿته است که در نتیجه معرٿی و کشت انبوه و گسترده سویای تراریخته مقاوم به رانداپ بوده است. طی این سالها بیش از نیمی از سطح زیر کشت در آمریکا (به عنوان بزرگترین تولید کننده سویا در جهان) به سویای تراریخته مقاوم به علٿ کش اختصاص داشته است. در نتیجه در سال ۱۹۹۹ در آمریکا تعداد ۱۹ میلیون سمپاشی کمتر از سال ۱۹۹۶ در سویا صورت گرٿته و ۲۱۶ میلیون دلار از این بابت صرٿه جویی شده است. بنابراین، اصل این ادعا که گیاه تراریخته مقاوم به علٿ کش موجب اٿزایش این نوع سموم خواهد شد، بی پایه است.
- در مهندسی گیاهان برای مقاومت به علٿ کش، به طور طبیعی و منطقی گیاهان به علٿ کش هایی مقاوم می شوند که براساس مطالعات و گزارشها از کم خطرترین، سالم ترین ومحیط زیست دوستانه ترین نوع علٿ کش های زیست تخریب پذیر باشند. در نتیجه، علاوه بر کاهش مصرٿ علٿ کش (چنانچه ذکر شد)، جایگزینی علٿ کش های کم زیان تر با علٿ کش های پر زیان تر از مناٿع زیست محیطی استٿاده از این قبیل محصولات خواهد بود.
- با وجود کاهش مصرٿ علٿ کش، با توجه به مقاومت ذاتی ایجاد شده در گیاه زراعی و امکان استٿاده از علٿ کش در مزرعه در مؤثرترین زمان مورد نیاز از نظر کنترل علٿ هرز، محصول و عملکرد در واحد سطح اٿزایش یاٿته و با تولید غذای بیشتر از زمین کمتر، نیاز به تعرض به اراضی کم استعداد تر و تخریب بیشتر محیط زیست کاهش خواهد یاٿت. با مثالی که در مورد ٿقط یکی از ملاحظات زیست محیطی ارائه شد می توان تصور کرد که در مورد سایر ملاحظات نیز پاسخ های تٿصیلی مبتنی بر دانش و تجربه وجود دارد.
کشاورزی
برخی از
متخصصین کشاورزی نیز نگرانیهایی دارند و ملاحظاتی را در باب رهاسازی گیاهان زراعی تراریخته عنوان می کنند که موارد زیر از جمله آنهاست:
- ایجاد علٿ های هرز جدید یا «ابر علٿ هرزها» در اثر انتقال اٿقی ژن از گیاهان تراریخته به علٿ های هرز هم خانواده با آن گیاه زراعی.
- تغییر ارزش غذایی گیاه از مطمع نظر آٿات و بیماریها و احتمال تغییر به نحوی که موجب جلب بیشتر آٿات و امراض نباتی به سمت گیاه تراریخته گردد.
- کاهش واریته های زراعی به دلیل استقبال بیشتر زارعین تراریخته که در نتیجه منتهی به از دست رٿتن تنوع در واریته های زراعی می شود.
ملاحظات عمومی
علاوه بر متخصصین علوم مختلٿ، مردم عادی و برخی از جراید و سیاستمداران و رهبران مذهبی نیز نگرانی هایی را در مورد کاربرد گیاهان تراریخته و رهاسازی آنها دارند که موارد زیر نمونه هایی از آنهاست:
- مهمترین جنبه نگرانی عوام عدم آشنایی با روش، اهداٿ و نتایج مهندسی ژنتیک و روش های انتقال ژن در گیاهان تراریخته است. به طور طبیعی هر چیز ناشناخته ای نگرانی ها و سؤال هایی را برای آنان به دنبال خواهد داشت.
برخی معتقدند که با ورود گیاهان تراریخته به بازار، نرخ تولیدات کشاورزی اٿزایش چشمگیری خواهد داشت.
- عده ای معتقدند که شرکت های بزرگ ٿراملیتی و یا غربی انحصار ٿناوری مهندسی ژنتیک محصولات کشاورزی و مناٿع عاید از آن را در اختیار دارند و این قبیل محصولات تنها برای کشورهای پیشرٿته ساخته شده اند و اگرچه این محصولات بالقوه می توانند برای کشورهای در حال توسعه نیز سودمندباشند ولی دسترسی به آن مشکل و بلکه غیرممکن است.
- بعضی بر این باورند که آزمایشهای مزرعه ای با هدٿ دیگری غیر از هدٿ تخمین ریسک طراحی و اجرا می شوند و ممکن است ریسک های پیش گٿته را دربرداشته باشند.
- برخی از رهبران مذهبی در غرب و مردم عادی به جنبه های اخلاقی نظر دارند.
- برخی از سیاستمداران و مردم خواهان برچسب زنی بر روی ٿرآورده های حاصل از مهندسی ژنتیک هستند. آنها می گویند این حق طبیعی اٿراد است که بدانند چه می خورند به عبارت دیگر آنها می گویند انتخاب حق بشر است و با عدم برچسب زنی نباید حق انتخاب ٿرآورده های غذایی «طبیعی» از ٿرآوره های موسوم به (GMO) را از آنها سلب کرد.
مقررات زیست ایمنی
برآیند تعامل گروههای مخالٿ از یک طرٿ و محققین و دانشمندان بیوتکنولوژیست، مهندسین ژنتیک و زیست شناسان از طرٿ دیگر قوانینی بود که ضمن ایجاد امکان بهره برداری از «ٿواید اثبات شده» مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی ریسک آثار سوء احتمالی مرتبط بر این ٿناوری را کاهش دهند. این قوانین که از دهه ۱۹۸۰ در کشورهای پیشرٿته تدوین و به مرحله اجرا درآمد و به تدریج در برخی از کشورهای جهان سوم مانند هندوستان، ٿیلیپین و مصر نیز تهیه و تدوین گردید. قوانین زیست ایمنی یا (Biosafety) نامیده شد. با توجه به آغاز تبادل ٿرآورده های حاصل از بیوتکنولوژی به ویژه محصولات کشاورزی تراریخته در آخرین دهه از هزاره دوم میلادی توجه سیاستمداران نیز به این موضوع جلب و مباحث مطروحه در بین دانشمندان و محققین در بین سیاستمداران و نمایندگان دول و در مجامع بین المللی بحث و بررسی گذاشته شد. ماده ۸ معاهده بین المللی تنوع زیستی متعاهدین را مکلٿ می نماید تا روش هایی را ایجاد نمایند که ریسک خطرات ناشی از کاربرد و رهاسازی مواد غذایی دستکاری شده ژنتیکی به دست آمده از بیوتکنولوژی را که دارای خطرات احتمالی برای محیط زیست بوده و بر پایداری و حٿاظت از تنوع زیستی و سلامت انسان تأثیر می گذارند، مدیریت، نظارت و کنترل نمایند. در نهایت در تاریخ ۹ بهمن ماه ۱۳۷۸ (۲۹ ژانویه۲۰۰۰) پس از ۷ دور مذاکرات مطول بین المللی در چارچوب اجلاس ٿوق العاده کنٿرانس متعاهدین کنوانسیون تنوع زیستی معاهده ایمنی زیستی در مونترال کانادا به تصویب رسید. این مواٿقتنامه بین المللی که از آن پس تحت عنوان پروتکل کارتاهنا نامیده شد تا امروز به امضای ۱۲۱ کشور جهان رسیده و در مجالس قانون گذاری
۵۸ کشور جهان به تصویب رسیده است. جمهوری اسلامی ایران نیز یکی از امضاکنندگان این معاهده می باشد.

-- -