|
كاربرد بيوتكنولوژي در كاهش اثر تنش هاي غير زنده ي محيطي بر جنگل ها و مراتع
زهرا پاپ زن نهم آبان 1385
چكيده :
جنگل ها و مراتع ، سرمايه هاي سبز با ارزشي هستند كه تخريب آن ها ، بستر بسياري عوامل موثر بر سلامتي جوامع انساني را دچار چالش مي كند . در شرايط فعلي ، بسياري از كشور ها در صدد هستند كه به هر شكل ممكن اين گنجينه ي طبيعي را حفظ كنند . بيوتكنولوژي به عنوان روشي موثر مي تواند تنش هاي محيطي را به كنترل درآورد . توليد پايه هاي مقاوم در مقابل تنش هاي خشكي ، از طريق بكارگيري روش هاي بيوتكنولوژي و مهندسي ژنتيك و انتقال ژن هاي مقاوم ، اهميت بسزايي در حفظ منابع طبيعي كشور دارد . براي مثال انتقال ژن هاي القا پذير در مقابل تنش كم آبي و ... به گياهان كه بتوانند شرايط كمبود آب را تحمل كنند ، قابل ذكر مي باشد . در مورد تنش شوري نيز بيوتكنولوژي با توليد پايه هايي كه بتوانند در شرايط شوري رشد و نمو كنند امكان زير كشت بردن ده ها هزار از اين اراضي بسيار مهم را فراهم مي آورد . همچنين نقش هورمون هاي گياهي و وجود آئرانشيم ها در مورد گياهاني كه تحت تنش غرقاب قرار دارند نيز از عواملي است كه توسط بيوتكنولوژي بررسي مي شود . گرچه تنش سرما به علت سازگاري طبيعي جنگل ها و مراتع از اهميت كمتري برخوردار است ، لكن بيونكنولوژي در اين زمينه نيز راهكارهايي را به در بر خواهد داشت . نتيجه گيري كلي اينكه تنش هاي محيطي تاثيرات زيادي بر عرصه هاي منابع طبيعي مي گذارد و تا كنون خسارات قابل توجهي نيز داشته است . توليد گونه هاي مقاوم به تنش هاي محيطي از طريق انتقال ژن هاي مقاوم به گونه هاي مختلف ، شايد از جمله بهترين روش هايي باشد كه بشر امروز مي تواند به خدمت بگيرد . مقاله حاضر اين هدف را دنبال مي كند كه نشان دهد بيوتكنولوژي ، مي تواند در خدمت حفظ جنگل ها و مراتع باشد .
ABSTRACT
The application of Biotechnology to decrease the effects of nonliving environmental stresses on Forests and Pastures .
Z . Papzan
Forests and pastures , are valuable green resources , that the destroying of them , may causes of some problems for people`s healthy . Now , most of countries try to protect this nature treasure . Biotechnology , as an effective way , can control the environmental stresses . In dridity stress , producing resistant stands against this stress by Biotechnological ways , Genetics Engineering and transferring the resistant genes , is very important in protecting natural resources . for instance , transferring the main genes to plants against the dridity stress is noticeable . Also , in salty stress , Biotechnology can supply the facility for planting ten of thousand hectares proper farms by producing the stands which grow in salty condition . Consider the role of plant hormones and Aeranchymes in plants , which is under the water logging stress . Although cold stress is not very important because of environmental adaptation of forests and pastures , Biotechnology can control this problem by creating resistant species to low temperature stress . I would just like to add that environmental stresses have many effects on natural resources . Producing resistant species to the environmental stresses via transferring resistant genes to different species , can be one of the best ways for human beings . This article wants to show that Biotechnology , can be useful in protecting the forests and pastures .
مقدمه :
از جنگل ها و مراتع ، سرمايه هاي سبز با ارزشي هستند كه تخريب آن ها ، بستر بسياري عوامل موثر بر سلامتي جوامع انساني را دچار چالش مي كند . در شرايط فعلي ، بسياري از كشور ها در صدد هستند كه به هر شكل ممكن اين گنجينه ي طبيعي را حفظ كنند . براي دستيابي به اين هدف ، شيوه هاي گوناگوني به خدمت گرفته شده است . از آنجا كه تنش هاي محيطي غير زنده به نوعي بر عرصه هاي جنگلي تاثيرات منفي قابل توجهي مي گذارد ، كنترل اين تنش ها ، براي وجود محيط زيستي پايدار ، اجتناب ناپذير است . بيوتكنولوژي ، به عنوان روشي قدرتمند و موثر مي تواند تنش هاي مورد اشاره را به كنترل درآورد . تحقيقات بيوتكنولوژي و مهندسي ژنتيك با هدف افزايش بازده از يك سو و جلوگيري از خسارات و ضايعات از سوي ديگر ، اين امكان را مي دهد تا با حداقل ضايعات زيست محيطي و صرف حداقل سرمايه ، مشكلات اين بخش را حل كرده و موجبات افزايش توليد اين بخش جنگل ها و مراتع را در سطح كلان و با هدف توسعه پايدار فراهم كرد .
جنگل ها و مراتع كشور با گستره ي وسيع و پهناور از حيث تامين مواد غذايي جامعه ، مصنوعات چوبي و محصولات كاغذي ، تامين تعداد زيادي از مايحتاج عمومي جامعه ، جلوگيري از فرسايش و از بين رفتن خاك ، حفظ آب و نزولات آسماني ، نقش مهمي دارد و تلاش در جلوگيري از نابودي اين منابع براي رسيدن به خودكفايي از اهميت حياتي برخوردار است .
در گذشته ، اولين رهيافت براي كاهش اثرات تنش هاي محيطي ، عموماً بر استفاده از كودها ، اصلاح خاك ، آبياري و آفت كش ها متكي بود . چنين رهيافت هايي ، اكنون به عنوان عوامل بي ثباتي اكوسيستم تلقي شده و مسلماً گزينه اي براي رفع اين محدوديت ها نخواهد بود . بنابراين هدف اصلي در علوم گياهي جديد براي سازگار نمودن گياهان
به شرايط محيطي اين است كه مكانيسم هاي مقاومت گياهان به تنش ها درك گرديده و از اين دانش براي تغيير ژنتيكي گياهان و حتي به منظور افزايش مقاومت به تنش ها بهره برداري گردد . اين امر يكي از جالب ترين و پويا ترين زمينه هاي تنش هاي گياهي است كه جنبه هاي مختلفي از زيست شناسي مولكولي و سلولي را از طريق فيزيولوژي و اكولوژي گياهي تا قلمرو زراعت ، اصلاح نباتات و فن آوري زيستي ( بيوتكنولوژي ) در برمي گيرد .انجام تحقيقات بيوتكنولوژي در راستاي بهينه سازي استفاده از چوب ، فرآوري و افزايش بازده جنگل هاي طبيعي و دست كاشت و بهبود كيفي آن ها به منظور استفاده بهينه در بخش صنعت نقش به سزايي در رفع نيازهاي كشور خواهد داشت . و نيز در بحث مقاومت گونه هاي جنگلي در مقابل تنش هاي غير زنده به شكل چشمگيري مي تواند موثر واقع شود . مقاله ي حاضر قصد دارد در حد بضاعت اين مهم را مورد بررسي قرار دهد .
تنش هاي محيطي :
در يك تقسيم بندي كلي ، مي توان تنش ها را به دو گروه زنده و غير زنده تقسيم كرد و تنش هاي زنده شامل تاثير قارچ ها ، باكتري ها ، ويروس ها و حشرات بوده ، و تنش هاي غير زنده به تاثيرات سوء عواملي همچون خشكي ، شوري ، دما ، باد ، سرما و ... مربوط مي شود كه مجموع اين دو دسته تنش مي تواند تاثير منفي قابل توجهي بر عملكرد ، از بين رفتن حاصلخيزي خاك و در مواردي عدم امكان تداوم كشاورزي گردد. نوشتار حاضر بر تنش هاي غير زنده تاكيد خواهد داشت . گفتني است كه اصولاً تنش ها ، عواملي هستند كه به نوعي روند زندگي و زيستي گياهان اعم از زراعي و يا جنگلي را دچار اختلال مي كند . ذيلاً ضمن بررسي مختصر در مورد هر يك از عوامل تنش زا ، نقش بيوتكنولوژي در كاهش تنش مورد نظر روي جنگل ها نيز مورد كنكاش قرار مي گيرد .
تنش خشكي :
گياهان حدود 400 ميليون سال است كه از زمان ترك درياها و سكني گزيدن در خشكي هاي كره ي زمين همواره با تنش رطوبتي مواجه هستند . هنگامي كه خشكي روي مي دهد ، گياهان عالي هميشه مجبور بوده اند كه آن را تحمل نموده يا چرخه ي زندگي شان را جهت دوري جستن از آن تنظيم نمايند . لذا در تكامل گياهان خشكي زي ، نياز آن ها به جستجو ، جذب ، انتقال و نگهداري آب به عنوان يك نيروي عمده ي محرك عمل كرده است . با وجود اين ، خشكي ، هنوز عمده ترين محدوديت در توليد محصولات زراعي است . مكانيزم هاي متضمن مقاومت به خشكي ، كه در چنين دوره ي زماني طولاني به وجود آمده اند ، فراوان بوده و هنوز به طور كامل شناخته نشده اند .
در خصوص جنگل ها و مراتع نيز گفتني است كه كمبود آب و نزولات آسماني ، به ويژه در جنگل هاي زاگرس از عوامل عمده ي كاهش رشد و استقرار گونه ها در اين عرصه هاست . با توجه به گستره ي وسيع اين جنگل ها و مراتع و اهميت آن ها از نظر اكولوژيكي و نيز حفظ خاك و نزولات آسماني ، جستار هاي پژوهشي در اين مورد كاملاً ضروري است . توليد پايه هاي مقاوم در مقابل تنش هاي خشكي ، از طريق بكارگيري روش هاي بيوتكنولوژي و مهندسي ژنتيك و انتقال ژن هاي مقاوم ، اهميت بسزايي در حفظ منابع طبيعي كشور دارد . براي مثال انتقال ژن هاي القا پذير در مقابل تنش كم آبي و ... به گياهان كه بتوانند شرايط كمبود آب را تحمل كنند ، قابل ذكر مي باشد . اين مهم در حوزه ي فعاليت هاي بيوتكنولوژي قابل دستيابي است ، كه مي توان به انتقال ژن هايي همچون اسموتين اشاره كرد كه به منظور اصلاح و توليد گونه هايي كه در شرايط كمبود آب ، بهتر مستقر شده و رشد و نمو كنند ، راه حلي پويا و عملي در مبارزه با عارضه ي خشكي و عاري از پوشش شدن عرصه هايي است كه مقدار بارندگي در آن ها كم است .
تنش شوري :
وقتي كه خاك شور مي شود ، پتانسيل آب آن ( انرژي آزاد آب در يك سيستم ) توسط پتانسيل اسمزي ناشي از نمك هاي حل شده ، پايين مي آيد ، در نتيجه ، پتانسيل آب در كل گياه نيز در هر نقطه اي ، كم مي شود ( علامت مشخصه ي تنش آب ) كه در نهايت به صورت ترموديناميكي نسبت به شيب پتانسيل خاك به آب ، به حالت تعادل مي رسند .
شوري نيز از ديگر عواملي است كه به خصوص در كاهش توليد بخش مرتع ( گونه هاي جنگلي طبيعي ، اگر
ماندگار شده باشند ، با شرايط محيطي ، از جمله شوري سازگارند ) و بياباني شدن عرصه هاي مرتعي نقش اساسي دارد . عرصه هاي وسيعي از اراضي حاشيه كوير و اراضي حاشيه درياچه ها ( مانند درياچه اروميه ) به دليل شوري ، عاري از پوشش گياهي هستند ، كه راه حل مبارزه با اين مشكل ، اصلاح و توليد گياهاني است كه بتوانند در شرايط شوري رشد و نمو كنند ، كه اين مهم نيز از بيوتكنولوژي ساخته است . از سويي در مناطق وسيعي از كشور ، شرايط كشت براي توليد درختان سريع الرشد ، مناسب است . اين اراضي شامل سواحل درياچه اروميه و كناره ي رودخانه هاي پر آب جنوب كشور مي باشد . كاربرد بيوتكنولوژي براي توليد پايه هايي كه بتوانند در شرايط شوري رشد و نمو كنند ، امكان زير كشت بردن ده ها هزار هكتار از اين اراضي بسيار مناسب را فراهم مي آورد . بنابراين ، بهره گيري از بيوتكنولوژي براي توليد گياهان مقاوم به خشكي و شوري ، از نخستين عوامل موفقيت در امر بيابان زدايي است .
تنش غرقاب يا نقش اكسيژن :
به نظر مي رسد زنده ماندن ريشه ها در شرايط كمبود اكسيژن ، بسته به گونه گياهي ، مستلزم چندين مكانيسم مي باشد . دو مكانيسم متابوليكي مهم در اين خصوص وجود دارد . وجود آئرانشيم ها در گياهان مناطق مرطوب و مناطق غير مرطوب ، اثر قابل توجهي در مقاومت دراز مدت ريشه ها به شرايط بي هوازي با حمايت تنفس هوازي ريشه ها و رشد گياه در خاك هاي غرقاب دارد . نقش هورمون هاي گياهي در مقاومت به غرقاب هنوز روشن نيست . اطلاعات بشر در مورد غرقاب بودن و اثرات آن بر خاك يا نقش اكسيژن به واسطه ي مكانيسم هاي به كار گرفته شده در چند سال گذشته با استفاده از روش هاي مولكولي افزايش يافته است . گرچه برخي از آن ها جنبه هاي فرضيه اي داشته و نياز به شواهد بيشتري دارد .
تنش سرما :
اگر چه تنش سرما ، به ويژه به شكل يخ زدگي در اندام هاي گياهي ، همواره يكي از مشكلات جدي زراعت ها و باغ ها بوده است ، ليكن به نظر مي رسد در بخش جنگل و مرتع ، از اهميت كمتري برخوردار باشد ، چرا كه به ويژه در جنگل ها و مراتع طبيعي ، سازگاري طبيعي كه در طي زمان هاي طولاني صورت گرفته ، موجب گرديده كه اين گياهان از مقاومت لازم برخوردار باشند . معهذا در اينجا نيز بيوتكنولوژي با ايجاد و توليد گونه ها و ارقام مقاوم به سرما و تنش هاي دمايي پايين ، اين مشكل را تا حد زيادي كنترل نمايد .
نتيجه گيري :
تنش هاي محيطي غير زنده از قبيل : خشكي ، شوري ، سرما و ... مي تواند تاثيرات زيادي بر عرصه هاي منابع طبيعي ( جنگل ها و مراتع ) بگذارد و خسارات قابل توجهي را به همراه داشته باشد . يكي از بهترين شيوه هايي كه مي تواند اين تنش ها را كنترل كند ، بهره گيري از بيوتكنولوژي و مهندسي ژنتيك است . اگر چه از اين فن آوري جديد در بخش جنگل ها و مراتع ، همپاي زراعت و باغباني استفاده نشده است ، اما به ناچار براي حفظ تعادل زيست محيطي و دستيابي به توسعه پايدار ، بايستي از اين دست مايه علم بشري استفاده شود . توليد گونه هاي مقاوم به تنش هاي خشكي ، شوري ، غرقابي شدن و سرما و يخ زدگي از طريق انتقال ژن هاي مقاوم به گونه هاي مختلف ، شايد از جمله بهترين روش هايي باشد كه بشر امروز مي تواند به خدمت بگيرد . مقاله حاضر اين هدف را دنبال كرد كه نشان دهد بيوتكنولوژي ، مي تواند در خدمت حفظ جنگل ها و مراتع باشد .
فهرست منابع :
1- بسرا , آ . اس – بسرا ، آر . ك; ترجمه : كافي ، محمد – مهدوي دامغاني ، عبدالمجيد ; مكانيسم هاي مقاومت گياهان به تنش هاي محيطي ، چاپ اول ، زمستان 1379 ، دانشگاه فردوسي مشهد
2- نادري شهاب ، محبت علي ; استراتژي هاي توليد گياهان انتقال ژن يافته مقاوم به ويروس ها ، ( a ، 1376پژوهش و سازندگي ، شماره 34 ، بهار 1376 ، صفحه 65-62 )
3- نادري شهاب ، محبت علي ; ارزيابي بروز ژن پروتئين پوششي ويروس هاي گياهي در گياهان انتقال ژن يافته شبدر سفيد ( b ، 1376 ، پژوهش و سازندگي شماره 34 ، بهار 1376 ، صفحه 73-68)
4- نادري شهاب ، محبت علي ; 1377 ، تحقيقات بيوتكنولوژي در راستاي افزايش بازده جنگل ها و مراتع ، رهيافت ، شماره 19
5_ Blum A . and Sullivan C.Y . ( 1986 ) The comparative drought resistance of landraces of sorghum and millet from dry and humid regions . Annals of Botany , 57 , 835-846
6- Feiteston , J., S., Pyne , J . and Kim , L . 1992 . thuringiensis : insects and beyond . Biotechnology , Bacillus , 10 : 271-275 .7- Huang B., NeSmith D . S., Bridges D.C . and Johnson J.W. ( 1995 ) . Responses of squash to salinity , water logging , and subsequent drainage : Root and shoot growth . Journal of Plant Nutrition , 18 , 141-152
8- Leggewie , G., Willmitzer , L. and Reiesmier , 1997 . Two cDNAs from potato are able J.W. complement a phosphate uptake-deficien Homutant : identification of phosphate transporteryeasthigher plants . The plant cell , 9 : 381-392
|
در بوته تشکیل شده باشد ترک خورده و بذرشان روی زمین می ریزد ولی بیشتر بذرها در داخل کپسول جوانه زده و ایجاد حالت جارویی در بوته می نمایند. در مواردی این بوته ها ترشحات صمغ مانندی در روی برگها، ساقه ها و کپسولها تولید میکند که در ابتدا بیرنگ بوده ولی بعد سیاه میشوند. 
آسکومیست است. سال 637 درچین آنرا تب برنج