انتقال ژن در بهبود گياهان زراعي

مقدمه
دهها سال است كه انتقال ژن بين گونه هاي گياهي نقش مهمي در بهبود گياهان زراعي بازي كرده است. بهبود گياه چه در نتيجه انتخاب طبيعي و يا با تلاش هاي به نژادگران، هميشه بر اساس ظهور، ارزشيابي و گزينش تركيبات صحيح آلل ها بوده است. صفات مفيد از قبيل مقاومت به بيماري ها، حشرات و آفات از گياهان غير زراعي به واريته هاي گياهان زراعي منتقل شده است. از سال 1970، پيشرفت قابل ملاحظه اي در ابداع ابزارهاي لازم براي دستورزي اطلاعات ژنتيكي در گياهان توسط روش هاي DNA نوتركيب رخ داده است. فرايند كلي ترانسفورماسيون ژنتيكي شامل معرفي، تلفيق و بيان ژن يا ژن¬هاي خارجي در گياه پذيرنده است. گياهاني كه ژن¬هاي خارجي از منابع ژنتيكي ديگر را با خود حمل مي¬كنند و آنها را به صورت پايدار در خود جاي داده و بيان مي¬نمايند، گياهان تراريخت ناميده مي¬شوند. توليد گياهان تراريخت نتيجه كاربرد تلفيقي تكنولوژي rDNA، روش¬هاي انتقال ژن و تكنيك¬هاي كشت بافت مي¬باشد. با استفاده از اين تكنيك¬ها توليد گياهان تراريخت در محصولات غذايي- ليفي، سبزيجات و درختان ميوه و جنگلي ميسر شده است. در سالهاي اخير، بيوتكنولوژي گياهي منبعي سرشار از ابداع و خلاقيت بوده است و براي مشكلات قديمي راه حل¬هاي نويني فراهم كرده است. ژن¬هاي گياهي كلون مي¬شوند، علائم تنظيم كننده ژنتيكي رمز گشاي مي¬شوند و ژن¬ها از موجودات كاملاً غير خويشاوند ( خصوصا باكتريها و ويروسها) براي اعطاء صفات زراعي مفيد جديد، به گياهان زراعي منتقل مي¬شوند. ترانسفورماسيون ژنتيكي انتقال ژن¬هاي مطلوب ويژه را، بدون همراهي با هيچ ژن نامطلوبي از گونه¬هاي بخشنده به گياه زراعي ميسر ساخته است. در حاليكه در روش¬هاي اصلاحي مرسوم ژن¬هاي نامطلوب نيز همراه ژن¬هاي مطلوب منتقل مي¬شوند. پتانسيل وارد كردن و بيان ژنهاي خارجي گوناگون اولين بار در گياه توتون توسط اگروباكتريوم (De Block et al. 1984) و روش بدون استفاده از ناقل (Paszhowski et al. 1984) توصيف شده است. ليست گونه¬هاي گياهي كه مي¬توانند توسط ناقل آگروباكتريوم و روش بدون ناقل تراريخت شوند، به طور مداوم در حال رشد بوده و در حال حاضر توانايي تراريختي به بيش از 120 گونه گياهي و در حداقل 35 خانواده گسترش پيدا كرده است. موفقيت¬ها اغلب شامل محصولات مهم اقتصادي سبزيجات، گياهان زينتي، دارويي، درختان و گياهان مرتعي مي¬باشد. انتقال ژن و باززايي گياهان تراريخت، ديگر جزو فاكتورهاي محدود كننده در بهبود و كاربرد سيستم¬هاي ترانسفورماسيون عملي براي بسياري از گونه¬هاي گياهي نيستند. براي اين گفته، كافي است اشاره شود كه قبلاً گونه¬هاي تك لپه¬اي در خارج از حوزه ميزبانيA. tumefacims قرار مي¬گرفتند و اين امر منجر به ابداع انتقال مستقيم DNA يا روش بدون ناقل براي ترانسفورماسيون گرديد. معذالك اخيراً ترانسفورماسيون توسط آگروباكتريوم در گونه¬هاي تك لپه¬اي از قبيل گياهان غذايي مهم از جمله برنج (Hiei et al. 1994)، ذرت (Ishida et al. 1996) و گندم (Cheng et al. 1997) گزارش شده است.
اولين نسل كاربرد مهندسي ژنتيك در محصولات كشاورزي به سمت توليد گياهان تراريخت بيان كننده ژن خارجي براي مقاومت به ويروس¬ها، حشرات، علفكش¬ها يا عوامل فساد بعد از برداشت و تجمع فراورده¬هاي ذخيره¬اي تغييرشكل يافته مفيد بوده است. اين موضوعات تحت عناوين ذيل بحث شده¬اند.

مقاومت به تنشهاي زنده
ترانسفورماسيون ژنتيكي امكان ترانسفورم كردن گياهان براي بهبود مقاومت به حشرات و پاتوژنها را ميسر ساخته است و به سرعت به سمت تجاري شدن پيش مي¬رود. اين پيشرفت¬ها اساس راهكار اقتصاد پايدار و بدون استفاده از مواد شيمايي را براي كنترل آفات و بيماري¬ها تشكيل مي¬دهد. مقاومت به تنش¬هاي زنده تحت عناوين زير بحث شده¬اند.
1-مقاومت به حشرات
2- مقاومت به ويروسها
3- مقاومت به بيماريهاي قارچي و باكتريايي

ادامه مطلب