بیوتکنولوژی و کشاورزی

همان طور که در مقاله زیست فناوری گفته شد افزایش بی رویه جمعیت و هشت میلیاردی کره زمین سبب افزایش تقاضای مواد غذایی شده است که علم کشاورزی و مواد غذایی سبب تغییر از کشاورزی سنتی به کشاورزی پیشرفته و استفاده از روش های جدید بیوتکنولوژی در تولید محصولات زراعی و دامی و کود باشد . گیاهان، به عنوان اصلی ترین و مهمترین منبع تجدید شونده دنیا هستند که به غیر از تأمین غذای بشر و حیوانات، نیازهای شیمیایی و صنعتی را نیز رفع می کند. برای همین کاربرد روش های مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی برای بالابردن کمی و کیفی محصولات و کاهش هزینه ها و زمان شاهد افزایش استفاده از این علوم در بخش های مختلف کشاورزی هستیم.

کاربرد بیوتکنولوژی در کشاورزی

1. تولید گیاهان مقاوم به حشرات و آفتها و علف کش ها
2. تولید گیاهان مقاوم به شرایط سخت محیطی مثل سرما، گرما و شوری
3. تولید گیاهان دارای ارزش های غذائی بالا و با طعم بهتر
4. تولید دامهای تراریخته که شامل ویژگی های خاص مانند تولید شیر زیاد یا گوشت کم چربی
5. ایجاد جانورانی که بعنوان کارخانه تولید آنتی بادی و واکسن و دارو عمل کنند
6. ایجاد ماهی هایی که با سرعت زیاد رشد می کنند

اهمیت بیوتکنولوژی در کشاورزی

ایجاد تغییرات در گسترش تجاری مقاومت به علف کش ها و حشرات، آینده خوبی را برای بیوتکنولوژی کشاورزی را به همراه خواهد داشت. بیوتکنولوژی کشاورزی از تولید محصولات زراعی تا محصولات تجاری با موانع متعددی از محدودیت های علمی و تکنولوژیکی و حتی مشکلات قانونی و مدیریتی و نگرانی های اجتماعی روبرو است . وجود قوانین محکم در رابطه با استفاده از محصولات تراریخته در بسیاری از کشورها از دیگر مشکلات این علم جدید می باشد. وجود خطرات احتمالی مربوط با ژن های منتقل شده و دست ورزی ژنتیکی محصولات از دیگر مشکلات است. تا امروز هیچ گزارشی مبنی بر خطرات و تاثیرات این دست ورزی ها گزارش نشده است ولی نگرانی های متعددی در رابطه با سیستم های کشاورزی وجود دارد.

از دیگر چالش های پیش روی این فناوری ایمنی محصولات تولید شده است. آزمایش های بررسی ایمنی مصرف محصولات تراریخته توسط اف دی ای انجام می شود . در یکی از این آزمایشات نبود تأثیر برنج تراریخته روی دستگاه گوارش مورد بحث قرار گرفته است.

بیوتکنولوژی می تواند به حل مشکلاتی که باعث محدودیت در تولید محصولات زراعی و دامی در کشورهای در حال گسترش شده، کمک کند. برای مثال ایجاد راه حلهایی برای رفع مشکلات زیستی و غیر زیستی که در ژنو تیپ گیاهان ایجاد می شود باعث کاهش استفاده از مواد شیمیایی، آب و بازدهی مداوم و پایدار می شود.

پلی پلوئیدی در گیاهان

در این نوع القا برای تغییر در تعداد کروموزوم ها به جهت اثر گذاری بر روی اندازه و عملکرد محصولات کشاورزی استفاده می شود. در موجودات زنده دو مجموعه کروموزومی وجود دارد که به عنوان دیپلوئیدی نامیده می شود. در این روش یا به صورت طبیعی یا به کمک مواد شیمیایی تعداد کروموزوم ها تغییر می کند و سبب تغییراتی در محصولات کشاورزی می شود. مثلا تولید هندوانه بدون بذر به کمک این روش صورت گرفته است. برای ایجاد هندوانه بدون بذر، هندوانه تتراپلوئیدی با هندوانه دیپلوئید لقاح داده شده و هندوانه بدون بذر با مجموعه سه کروموزوم تولید می شود.

موتاسیون در گیاهان

موتاسیون برای ایجاد ارقام جدید در گیاهان به کمک انتخاب تصادفی در دی ان ای رخ می دهد. دانشمندان موتاسیون را به صورت تصادفی در یک گیاه القا می کنند و به کمک اشعه رادیو اکتیو یا مواد شیمیایی مانند اتیل-متان سولفونات موتاسیون های تصادفی را در ژنوم گیاهان اتفاق می افتد.

ار ان ای مداخله گر

در این روش طی مکانیسمی فرایند تبدیل ار ان ای سلول به کمک ژن های سرکوبگر به پروتئین تبدیل می شود. به کمک این روش می توان تولید پروتئین های خاص را متوقف یا تولید نمود.

روش امتزاج پروتوپلاست

در این روش از لقاح سلول ها یا بخش هایی از سلول که برای انتقال صفات بین گونه ها مناسب است استفاده می شود. مثلا صفت نرعقیمی از تربچه به کلم قرمز انتقال یافت. صفت نرعقیمی در واقع سبب تولید محصولات هیبرید می شود.

ویرایش ژنوم چیست

در ویرایش ژن به صورت مستقیم دی ان ای را به داخل سلول وارد می کنند و سبب تغییر در سلول می شود. مثلا به کمک این روش سبب تولید هیبریدهای کلزا مقاوم به علف در برابر علف های هرز هزینه های نگهداری و مراقبت را برای کشاورزان کاهش داد.

تراریخته یعنی چه

منظور از گیاهان تراریخته چیست : تراریختی یعنی تزریق یک قطعه دی ان ای از یک موجود زنده به دی ان ای موجود زنده دیگر برای رسیدن به ژن و صفات جدید. اضافه کردن ژن های جدید سبب تغییر محتوای ژنتیک موجودات شده و ارقامی با صفات جدید از محصولات کشاورزی را ایجاد می کند .

غذایی اصلاح شده

با در نظر گرفتن افزایش جمعیت از بیوتکنولوژی کشاورزی برای اصلاح محتوای غذایی محصولات استفاده می شود. به کمک علم مهندسی ژنتیک محصولاتی با مقدار بالاتر از ویتامین ها تولید کرد. مثلا برنج طلایی دارای سه ژن است که پیش سازهای ویتامین آ در گیاهان تولید شده و در بدن انسان به این ویتامین تبدیل می شود . همچنین بعضی از محصولات کشاورزی برای کم کردن سمیت و حذف برخی آلرژن ها نیز مهندسی می شوند. برخی از محصولات کشاورزی دست ورزی ژنی شده اند که برای فروش و مصرف در آمریکا برای عموم قرار گرفته اند.

فعالیتهای بیوتکنولوژی کشاورزی زیر نظر سه مرکز مهم قرار دارد. سازمان کشاورزی ،آژانس محیط زیست و وزارت غذا و دارو که سازمان کشاورزی باید رهاسازی هر محصول تغییر یافته ژنتیکی را تأیید کند . آژانس حفاظت محیط زیست مصرف حشره کش ها را کنترل کرده و وزارت غذا و دارو ایمنی محصولات را ارزیابی می کند.

نکات مهمی که کشورهای در حال گسترش در مسیر بالابردن بهره گیری از فناوری زیستی و گسترش بخشهای کشاورزی باید به آنها توجه کنند که عبارتند از:

• تعیین اولویتها

بیوتکنولوژی باید با دیگر علوم و فناوریهای موجود در یک سمت و راستا و مدار باشد. زیرا فناوری های زیستی گرانتر از تحقیقات و آزمایشات مرسوم است و بهترین روش این است که برای مشکلاتی که مزیت های نسبی دارد استفاده شود. در بسیاری از کشورهای در حال گسترش به دلیل وجود قوانین خاص ، بودجه لازم برای تحقیقات کشاورزی در این زمینه در حال کاهش است و بیشتر تحقیقات در بخش خصوصی انجام می شود.

• ایمنی زیستی، ایمنی غذایی و محیط زیست

خطرات زیست محیطی فرآورده های جدید بیوتکنولوژی و جانداران اصلاح ژن شده نگرانیهایی را برای جامعه امروزی ایجاد کرده است. بعضی از این خطرات و مشکلات مربوط به آفات گیاهی و افزایش علف های هرز گونه های وحشی جور است. ایجاد ژنهای تازه در گیاهان برای مقاوم کردن آنها در برابر علف کشها سبب ایجاد علفهای هرزی مقاوم می شود. ایجاد ارگانیسمهای اصلاح ژن شده، که احتمال تولید مواد سمی و حساسیت زا را دارد از دیگر مشکلات پیش رو است.

بیوتکنولوژی در رشد گیاه چه تاثیری دارد

بیوتکنولوژی یا Biotechnology سبب ایجاد تکنیک های جدید سریع و منابع مالی کارآمد شده است. دانشمندان به این نتیجه رسیدند که با تغییر ژنتیکی بعضی گیاهان مقاومت آنها را در برابر علف کش ها بالا ببرند و یا واکسن های کارآمد تری را علیه بیماری های ویروسی و باکتریائی بسازند.

علم بیوتکنولوژی بر روی ژن موجودات زنده کار کرده و در راستای هدف های پیش بینی شده تغییراتی را ایجاد کند تا سبب بهبود کیفیت ژنتیکی گونه های تولیدی باشد. دانشمندان بسیاری از روش های دست ورزی ژنتیکی را برای بهینه سازی گیاهان و جانوران استفاده کرده اند. در روش های دست ورزی ژنتیکی میتوان چندین میلیون سلول همانند تولید کرد و گیاهان با خواص جدید را تولید نمود.

فواید بیوتکنولوژی در بخش کشاورزی

رسیدن به گسترش پایدار و استفاده از منابع پایه، منابع طبیعی، منابع مالی و نیروی انسانی همراه با امکانات فنی یکی از اقدامات بشر طی سال های گذشته بوده است. بنابراین استفاده از روش هایی که سبب استفاده از توانایی ها و ظرفیت های یک کشور باشد تا رسیدن به گسترش پایدار را فراهم کند. هدف بیشتر کشورهای در حال گسترش و استفاده از بیوتکنولوژی رسیدن به گسترش و بهبود وضعیت صنایع کشاورزی و غذائی است.

با در نظر گرفتن موارد ذکر شده اهمیت این فناوری در بخش کشاورزی شامل موارد زیر می باشد:

1. سبب افزایش تولید در بخش کشاورزی شده و تاثیر به سزایی در کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی و دامی دارد.
2. این فناوری سبب کاهش هزینه های کشاورزی می گردد.
3. استفاده از این فناوری باعث تولید مواد غذایی با ارزش بالا و کیفیت بهتر شده و انتظارات مصرف کننده را برطرف می سازد.
4. با مقاوم سازی گیاهان در برابر بیماری ها و آفات سبب جو گیری از اسیب های جدی به بخش محیط زیست می شود.