دانشگاه آزاد اسلامي واحد فلاورجان بيوتكنولوژي گياهي استاد : دكتر بهشتي مآل گردآورنده :

2. دانشگاه آزاد اسلامي واحد فلاورجان بيوتكنولوژي گياهي استاد : دكتر بهشتي مآل گردآورنده : سيده حميده فياضي شماره دانشجويي : 850092168 زمستان 88

3. « بيوتكنولوژي گياهي » مقدمه ؛ بيوتكنولوژي با روش‌هاي مهندسي ژنتيك انقلاب سبزي را براي غلبه بشر بر گرسنگي و فقر غذايي بنيان نهاده است. دانشمندان با دستكاري ژن‌هاي يك گياه گونه‌اي را به وجود مي آورند كه نسبت به گونه‌ي طبيعي محصول بيشتر توليد مي كند يا برخي ويتامين‌ها و مواد معدني را كه نوع طبيعي ندارد، داراست.

4. كاربردهاي بيوتكنولوژي: 1- بهبود كمي و كيفي محصولات كشاورزي - دانشمندان آمريكايي و ژاپني روشي را تجربه كردند كه 20 درصد محصول برنج را افزايش مي دهد. - محققان مركز بين‌المللي اصلاح گندم و ذرت مكزيكو (CIMMYT) پس از 20 سال توانستند گندمي داراي ساقه كوتاه و قوي با بيش از 200 دانه در هر ساقه كه عملكرد آن 18 تن در هكتار است به وجود آورده‌اند . اين در حالي است كه پرمحصول‌ترين گندم 12 تن در هكتار است.

5. 2- مبارزه با آفات و بيماري‌ها حشره‌كش هاي بيولوژيكي براساس نقش يك باكتري به نام Thuringiensis Bacillus عمل مي كنند. مزيت آفت كش هاي بيولوژيكي نسبت به سموم شيميايي عبارتند از : الف- در مقابل آفات خاصي بسيار سمي و موثر بوده و در عين حال براي گياه ، حيوان و انسان بي ضرراند.

6. ب- آفت كش‌هاي طبيعي مي تواند به گونه‌اي گسترده بدون نياز به برنامه‌هاي طولاني بهنژادي براي توليد گياهان تغيير شكل يافته بكار روند . سازمان علمي- صنعتي استراليا ژني از لوبياي قرمز را وارد نخودفرنگي كرده و آن را تا 5/99 درصد در مقابل شپشك‌ها مقاوم كردند، بدون آنكه ميزان محصول نسبت به گونه طبيعي افت كند.

7. 3- مقاوم كردن گياه به شرايط نامساعد آب و هوايي در محيط حدود 80 درصد از اختلاف بين مقدار محصول بدست آمده و آنچه مورد نظر است ناشي از تنش‌هاي محيطي است. در حال حاضر توانسته‌اند سيب زميني و توت فرنگي‌ها مقاومت به يخبندان ايجاد كنند يا با تجهيز گياه تنباكو به يك ژن باكتريايي به بقاي آن در محيط شور كمك مي كند .

8. حوزه‌هاي مختلف كاربردهاي بيوتكنولوژي گياهي ابعاد اقتصادي بيوتكنولوژي در حوزه گياهي حوزه‌هاي مختلف بيوتكنولوژي گياهي نوين الف-مهندسي ژنتيك وDNA نوتركيب ب- كاربرد نشانگرهاي مولكولي ج- كشت سلول‌ها، اندام‌ها و بافت‌هاي گياهي گياهان تراريخته (Transgenic Plants ) و اهميت اقتصادي آنها .

9. زمينه‌هاي كاربرد گياهان تراريخته : - مبارزه با آفات و بيماري‌ها براي مثال ؛ انتقال ژن از باكتري Bacillus Thuringiensis به باكتري خاكزي سود و موناس فلوئورسنس كه با ريشه‌ي غلات و سويا همزيست مي باشد و با اضافه كردن اين باكتري به خاك مي تواند خسارت كرم اگروتيس يا شب پره زمستاني در غلات را كنترل كرد. 2- مبارزه با علف‌هاي هرز 3- بهبود كيفيت غذايي

10. براي مثال ؛ انتقال ژن پروتئين فريتين تحت كنترل كه پيش بر در دانه برنج موجب گرديد آهن قابل استفاده ( فرم فرو ) آن افزايش مي يابد . همچنين در سوئد ژن‌هايي به برنج منتقل مي كردند كه تباكاروتن را در برنج ذخيره و توليد مي‌كند كه در بدن انسان به ويتامين A تبديل مي شود. 4- تحمل نسبت به تنش‌هاي محيطي 5- توليد مواددارويي از گياهان

11. توليد واكسن هپاتيت B در ذرت و موز و توليد واكس Choler در سيب زميني تغذيه از سيب زميني تراريخته حامل ژن كلرا انسولين Chlora- Insuline كه گلوتاميك اسيد دكربوكسيلاز را توليد مي كند و از ابتلا به ديابت جلوگيري مي‌كند.

12. آنزيم‌هاي و فرآورده‌هاي صنعتي توليد آزمايشي پلاستيك از گياه خردل و استخراج روغن صنعتي از طريق دستكاري ژنتيكي گياه Meadow Foam را مي توان نام برد. پژوهشگران به دنبال گياهي مانند Thaumato Coccusdanielli هستند كه توليد پروتئين تاوماتين Thaumatin آن حدود 2500 از شكر شيرين‌تر مي باشد.

13. 7- كاهش نياز گياهان به كودهاي شيميايي براي مثال ژن ترانسپور تد فسفات از آرابيد و پسيس جداسازي و كلون شده است كه وجود اين ژن در گوجه فرنگي نيز به اثبات رسيده است كه درحاصلخيزي خاك و كاهش نياز گياهان به كوهاي شيميايي نقش دارد.

14. نشانگرهاي مولكولي پيدايش تكنيك PCR و نشانگرهاي مولكولي DNA در اوايل دهه 80 ميلادي و تكامل تدريجي آنها به كمك ابداع ابزارها و وسايل نوين پيشرفته باعث شد كه مفاهيم ژئوميكس ، بيوانفورماتيكس و پروتئوميكس در دهه‌ي 90 به عرصه بيولوژي مولكولي وارد شدند. انواعي از نشانگرهايار اف ال پي (RFLP ) ، رپيد (RAPD) ، SSR ، AFLP ، STMS ، ESTS و ALP هستند.

15. دو مورد از كاربردهاي مهم نشانگرها : بررسي روابط خويشاوندي و روند تكاملي تعيين نقشه ژنتيكي

16. كشت سلول‌ها و بافت‌هاي گياهي كشف پديده توتي پوتنسي (Totipotency) يا توانايي يك سلول در ايجاد يك موجود كامل باعث شد تا اواخر دهه‌ي 1960 ميلادي روش‌هاي كشت سلول بافت‌ها و اندام‌هاي گياهي توسعه يابند كه به اين روش ها « كشت بافت » مي‌گويند. مثلاً رقم گندم زيائويان 6 (Xiaoyan6 ) در چين از تلاقي T.aestivum × Agropyron و بكارگيري فن نجات جنين توليد شده است و افزايش عملكرد آن حدود 16 ميليون تن بوده است.

17. كاربردهاي كشت بافت گياهي توليد گياهان دابل هاپلوئيد ريز ازديادي و تكثير انبوه گياهان تنوع سوماكلونال القاي تنوع رويشي يا سوماتيكي (Soamaclonal variation ) با هدف ايجاد تنوع جديد در درون محيط كشت (Invitro Selection ) براي مثال ، گوجه فرنگي داراي رنگ ، طعم و بافت عالي كه مي تواند 14-15 روز بعد از برداشت نگهداري شود. 4- دورگ گيري سوماتيكي

18. اين عمل براي جنس ها و گونه‌هايي است كه تلاقي پذيري ندارند. پوميتو تنها گياهي است كه از طريق دورگ گيري گوجه‌فرنگي و سيب زميني توليد شده اما هنوز بهره‌برداري كشاورزي ندارد. 5- توليد متابوليت‌هاي ثانويه متابوليت‌هاي ثانويه مواد آلي شيميايي هستند كه گياهان در طول زندگي توليد مي كنند كه در فعاليت‌هاي حياتي آنها نقش ندارند. مواد معطر‌، فرمون‌ها، مواد موثر دارويي‌، حشره‌كش‌ها و ... از اين جمله‌اند

19. مآخذ : • بهمن ابراهيمي ، 1381 ، مروري بر حوزه‌هاي مختلف كاربرد بيوتكنولوژي ، شبكه تحليل‌گران تكنولوژي ايران . • اكبر شاهسواران ، 1380 ، كاربردهاي بيوتكنولوژي گياهي و اهميت آن براي كشور . شبكه تحليلگران تكنولوژي ايران . • سيد مهدي علوي ، 1381 ، نمونه‌هايي از دستاوردهاي بيوتكنولوژي نوين و لزوم توجه به آن در كشور . شبكه تحليلگران تكنولوژي ايران. • سيد مهدي علوي ، 1381 . بيوتكنولوژي ، راهكار موثر در توسعه كشاورزي و ايجاد امنيت غذايي ، شبكه تحليل گران تكنولوژي ايران . • اسماعيل كفايتي‌، 1391 استفاده از گياه به جاي فرمانتور ، در توليد آنزيم‌هاي صنعتي. شبكه تحليل‌گران تكنولوژي ايران. • محمد ميردريكوند ، نصرت الله ضرغام و بهزاد قره‌ياضي ، 1378 . بررسي پتانسيل اقتصادي بيوتكنولوژي كشاورزي در ايران . كميسيون بيوتكنولوژي شوراي پژوهش هاي علمي و موسسه تحقيقات بيوتكنولوژي كشاورزي .

20. No.12. ISAAA, Globar review of commercialized transgenic crops (preview) ISAAA Briefs.1999,James,C-V.Ithaca,NY.USA.8P • Commercialized transgenic crops: 2001. ISAAA Briefs NO. 24 : preview . James , C. 2002. Globar review of / Ithaca, NY.http://www.isaaa. org ISAAA • Commercialized transgenic crops: 1999. ISAAA Briefs NO. 17 : ISAAA . James , C. 2002a. Globar Status of http://www.isaaa. Org ./publications / briefs / Brief-17.htm.Ithaca.NY. • Priview . : b. Globar Status of Commercialized transgenic crops: ISAAA Briefs NO. 212000 . James , C. ISAAA Ithaca, NY. Http:/www.isaaa.org/ publications / briefs / Brief-21.htm. • And T. Sasaki , 1997 .Genome Mohan . M. , S .Nair ,A .Bhagwat, T .G. Krishna, M. Yano, C.R, Bhatia selection in crop plants , Mol . Breed. 3 :87-103 mapping molecular markers and marker- assisted.