بیوتکنولوژی در خدمت کشاورزی

 امروزه بیوتکنولوژی با بهبود ابزارها و توسعه روش‌های نوین، به‌عنوان ابزاری قوی در حل مشکلات عرصه کشاورزی، دامپزشکی و پزشکی به کار گرفته‌ شده‌اند. در حیطه کشاورزی عمده استفاده از این ابزار در خصوص شناسایی مسیرهای تولیدی مواد بیوشیمیایی، افزایش میزان محصول و بهبود کیفیت مواد غذایی، تولید غذا- داروها و همچنین انتخاب ژنوتیپ‌ها یا نژادهای برتر مقاوم به بیماری، آفت و یا تنش‌های زنده و غیرزنده است. این تکنیک‌ها با کوتاه کردن دوره اصلاح گیاهان مدت‌زمان انتظار را به‌طور ملاحظه‌ای کاهش داده است. با توجه به افزایش جمعیت و گسترش فقر غذایی در جهان، کاهش سطح زمین‌های قابل کشت و کاهش میزان بارندگی ناشی از تغییرات آب و هوایی، چاره‌ای جز کشف و ابداع تکنیک‌های جدید به‌منظور شکستن موانع موجود برای افزایش و ثبات تولید غذا و دارو در پاسخ به این افزایش تقاضا نیست و در این راستا به‌کارگیری و توسعه این تکنولوژی بسیار مؤثر است.

سابقه دیرینه بیوتکنولوژی

با دست‌یابی به شیوه‌های کاربردی فن‌آوری موجودات زنده می‌توان محصول بیشتر، گیاه مقاوم‌تر و حتی محصول بهتر تولید کرد. در دو هزار سال قبل از میلاد مسیح، مصری‌ها جو  را تخمیر کرده یا از انگور سرکه تولید می‌کردند. آنان به اصول تخمیر پی برده بودند و درواقع به‌نوعی از بیوتکنولوژی دست‌یافته بودند. نتیجه‌ای که گرفته می‌شود این است که بیوتکنولوژی سابقه‌ای دیرینه دارد، درواقع، تا آنجا که به کشاورزی ارتباط دارد، واژه بیوتکنولوژی روش جدیدی برای پرداختن به تکنیک کشت و کار است. یعنی با دست‌یابی به شیوه‌های کاربردی فن‌آوری موجودات زنده می‌توان محصول بیشتر، گیاه مقاوم‌تر و حتی محصول بهتر تولید کرد.

این علم امروزه توانسته است بر روی ژن موجودات زنده کار کند و تغییراتی در جهت هدف‌های پیش‌بینی‌شده در مواد بدهد، یعنی درواقع، در نحوه اطلاعات وراثتی سلول‌های زنده دخالت کند و موفق به تولید گونه‌های جدید و بهتری شود.

دو کار بنیادی و اصولی در تکنولوژی کشاورزی

در حدود بیست سال اخیر دو کار بنیادی و اصولی در تکنولوژی کشاورزی صورت گرفته است. یکی تکنیک بهره‌برداری‌های مختلف از سلول گیاهی و دیگری استفاده از بافت گیاهی با شیوه‌های ترکیب جدید ژن‌ها. به‌بیان‌دیگر با شیوه کاربردی جدید می‌توان ضمن جدا کردن سلول یک گیاه، به تنهائی آن را وادار به تکثر کرد و بعدا به خاک انتقال داد. زیرا امکان کشت سلولی برای همه گیاهان موجود بر روی کره زمین عملی است. یکی از نتایج این شیوه صرفه‌جوئی ازنظر وقت و فضای کشت و کار است.

از طرفی این روش تکثیر گیاهی نتایج بهتری برای هدف تعیین‌شده به دست می‌دهد. درواقع یک سانتی مترمکعب از بافت یا اندام گیاه که چندین میلیون سلول مانند هم دارد ، به‌صورت بالقوه میلیون‌ها بوته هم خواص با آن گیاه است. درواقع این شیوه کار بذر و قلمه را به نحو بهتری انجام می‌دهد. ضمناً می‌توان به خواص وراثتی گیاه پی برد و برای رشد و نمو آن تا مرحله به ثمر آمدن زمان صرف نکرد. به‌عبارت‌دیگر این شیوه روشی است که امکان مطالعه بهتر گیاه را در کمترین زمان و با بیشترین ضریب اطمینان به دست می‌دهد. حتی می‌توان با جدا کردن دیواره سلولی یک گیاه، چند سلول را ازنظر محتوا به هم آمیخت. در یک آزمایشگاه تحقیقاتی به نام ماکس پلانک در آلمان ضمن آزمایشی معلوم شد که از میان چهل‌ودو هزار بافت سیب‌زمینی مورد آزمایش فقط 173 بافت یعنی چهار درصد بافت‌ها در برابر بیماری قارچ سیب‌زمینی مقاوم بودند، این بافت تکثیر شد تا در مرحله گیاه کامل به مزرعه انتقال داده شود.

نتیجه‌ای که حاصل آمد این بود که این‌گونه جدید واقعا نسبت به قارچ مقاوم است و به سم‌پاشی نیازی ندارد. این شیوه دست‌یابی به گونه‌های مقاوم فقط در مدت هشت ماه عملی شد. درصورتی‌که در سال‌های 1975 تا 1980 ، این کار از طریق روش‌های اصلاح نباتات حداقل ده تا پانزده سال زمان می‌طلبید. این کار برای گیاهان دیگر ازجمله نخل روغنی حداقل سی سال زمان نیاز دارد. در حال حاضر در کشورهای صنعتی این شیوه بسیار رواج یافته و تحولات شگرفی به وجود آمده و نتایج کارهای چندین ساله محققین به تولید انبوه رسیده است. در شیوه کشت سلول یا بافت گیاهی درحالی‌که ساختار ژنتیکی در اصل بدون تغییر می‌ماند با دخالت در نحوه کار خواص وراثت، ماده ارثی را تغییر می‌دهند.

درواقع، حامل‌های وراثتی را جدا کرده و داخل گیاه گیرنده کرده و به‌این‌ترتیب گیاه جدیدی به دست می‌آورند. برای واردکردن اطلاعات ارثی از میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌کنند. ولی باید دقت کنند از میکروارگانیسم‌هایی استفاده شود که آماده قبول ژن خارجی در ساختار سلولی خود باشند، یا به تعبیر دیگر بتوانند ازنظر ژنتیکی به گیرنده قابل‌انتقال باشند. یکی دیگر از دستاوردهای بیوتکنولوژیکی، آنزیم تکنولوژی است که به آن ((بیو کاتالیزور)) هم می‌گویند، کاربرد آنزیم‌ها طوری است که واکنش شیمیایی در گیاه و جانور را هزار برابر سریع‌تر می‌کند. هم‌اکنون کاربرد آنزیم‌ها در تولید مواد شیرین‌کننده عملی شده است.

مواد حاصل از بیوتکنولوژی به طبیعت زیان نمی زنند

در انواع پودر رخت‌شویی، غذای کنستانتره دامی و در تخمیرها کارهای متنوعی انجام‌گرفته و تولیدات باکیفیت بسیار بهتری به بازار عرضه می‌شوند. درواقع، کاربرد آنزیم در تولیدات غذائی موجب ایجاد یک صنعت جدید شده است. ضمنا به‌وسیله همین صنعت پروتئین تولید می‌شود. این عمل نتیجه ایجاد تغییرات ژنتیک در بعضی از باکتری‌ها است. پروتئینی که به‌این‌ترتیب حاصل‌شده در مبارزه با بیماری‌های دامی و انسانی به کار رفته است. یعنی با مصرف این نوع پروتئین بعضی بیماری‌ها به انسان و دام حمله نمی‌کنند. حتی دانشمندان موفق شده‌اند به کمک این شیوه پروتئین مصنوعی نیز تولید کنند. کمسیون جهانی طرفداران توسعه دانش بیوتکنولوژی بر این عقیده‌اند که افق دید این عمل بسیار وسیع‌تر از گذشته بوده و اهداف والایی چون رفع مشکلات سلامتی، تغذیه، محیط‌زیست و نیز مواد اولیه را بسیار سریع‌تر از شیوه‌های سنتی گذشته تأمین خواهند کرد. معمولا تولیدات سالم‌تر، فشار کمتری بر محیط‌زیست وارد می‌کند. این مواد نیاز به انرژی کمتری دارند و دست‌آخر اینکه مواد حاصل از بیوتکنولوژی مضر به حال طبیعت نیستند. از طرف دیگر، میکروارگانیسم‌ها قادر هستند از مواد آلی باقیمانده در شهرها و مزارع و آب‌های آلوده در کشاورزی مواد الکلی و پروتئین به دست دهند.

منبع:

وبلاگ مقالات کشاورزی ایران