مقالة علمية بعنوان التحسين الوراثي للنباتات عن طريق الهندسة الوراثية

أ.د. حمدي جاسم حمادي

 كلية التربية للبنات –قسم علوم الحياة

التحسين الوراثي للنباتات عن طريق الهندسة الوراثية

الهندسة الوراثية : هي احد الفروع الحديثة لعلوم الحياة والتي يمكن من خلالها ازالة الجينات غير المرغوب فيها في النبات واستبدالها بجينات اخرى ذات فائدة ، او امكانية اخذ جين ما من كائن حي وزراعته في كائن حي اخر ليكتسب صفة مرغوب فيها ، وان الهندسة الوراثية تسمح بنقل المورثات بين انواع متباعدة وراثيا وان اغلب مورثات الكائنات الحية تتكون من DNA والتي يمكن فصلها واعادة ترتيبها تبعا لرغبة الانسان وبالتالي ليصبح بالامكان الحصول على نباتات متفوقة في صفاتها عن طريق الهندسة الوراثية والمتضمنة نقل اجزاء معينة ومفيدة من المادة الوراثية من كائنات حية الى اخرى لاتربطها صلة قرابة .

خطوات الهندسة الوراثية

1-عزل جزيئات DNA المرغوب نقلها الى الخلية النباتية

2-ايجاد وسيلة نقل مناسبة والحصول عليها بصورة نقية واختراق الخلية النباتية وادخال الجين فيها ووسيلة النقل هي DNA

3-ايجاد وسيلة مناسبة لقطع جزيئة DNA الغريبة للحصول على قطعة DNA صغيرة والتي تحتوي على الجين المرغوب ونقلها الى الخلية النباتية المراد تحسين صفاتها

4-توفير وسيلة مناسبة لربط قطعة DNA الغريبة مع الناقل لتكوين الجزيئة الهجينة

5-يجب توفير وسيلة يمكن من خلالها ادخال الجزيئات الهجينة الناتجة من عمليات الربط الى الخلية المصنعة

6-بعد ادخال الجزيئات يجب توزيعها بطريقة ملائمة لانتقاء الخلايا المستقبلية للجزيئة الهجينة الحاملة للجين المرغوب

تطبيقات الهندسة الوراثية في المجال الزراعي

تمكن العديد من مربي النبات من اجراء التحسينات الزراعية على العديد من الاصناف لزيادة انتاجيتها وتحسين نوعيتها وانتاج اصناف اقتصادية ذات انتاجية عالية مثل الاغذية المعدلة وراثياً  Genetic Modified Food  حتى اصبحت مثل هذه الاصناف لها القدرة على مقاومة الامراض ومقاومة الظروف المناخية القاسية وتحمل البيئات الملحية والصحراوية. لهذا اهتمت المختبرات المتطورة بنقل الجينات المسؤولة عن تكوين العقد الجذرية البكتيرية من محاصيل البقول الى محاصيل اخرى ذات اهمية اقتصادية وجعلها قادرة على التعايش معها كما تم انتاج بعض الحوامض الامينية من قبل احياء المجهرية والتي تدخل في صناعة البروتين الخاص بالعلف الحيواني لغرض زيادة انتاج اللحوم  

اهم المجالات التي تخص البحوث الزراعية التي استخدم فيها الهندسة الوراثية

1-انتاج نباتات مقاومة للامراض والحشرات

2-انتاج نباتات مقاومة للمبيدات

3-انتاج نباتات مقاومة للفطريات

4-انتاج اصناف نباتية لها القدرة على المعيشة في الاراضي الملحية والصحراوية

5-انتاج كائنات حية تشابه احد الاباء بطريقة الاستنساخ كما يحدث في التكاثر اللاجنسي والخضري

الاتجاهات الحديثة في مجال الهندسة الوراثية لتحسين النباتات

1-نقل الجينات الى حبوب اللقاح

2-الحقن المباشر للـ DNA في الاعضاء التكاثرية للنبات

3-امكانية استخدام الجينات الوراثية

4-امكانية تعديل المورث ذاته بنقل قطعة DNA في الجين ذاته الى مواقع جديدة

5-اعتبار الفايروسات التي تصيب النباتات عوامل مختلفة في نقل الجينات

انجازات الهندسة الوراثية في مجال التحسين الوراثي للنبات

1-اعتمدت طرق التحسين الوراثي في هذا المجال على تكثيف جهود العلماء في الهندسة الوراثية نحو Bacillus thurigiensis  ويرمز لها (BT) هذه البكتريا تنتج بروتين يقتل يرقات الحشرات حرشفية الاجنحة (فراشات ابو دقيق) ويستخدم هذا البروتين كمبيد حشري نظرا لعدم سميته وسهولة ازالته

2-في مجال وقاية النبات من الفطريات

بالرغم من النباتات تحتوي على مواد تقيها من البكتريا والكائنات الحية الدقيقة الاخرى مثل المواد الصابونية والقلويدات والمواد الشمعية الا ان مقاومتها لازالت ضعيفة لذا تم عزل العامل الوراثي المسؤول عن انتاج بروتين السيرسوبين من فراشة دودة القز وادخاله الى نباتات البطاطا مماجعلها مقاومة لبكتريا العفن الطري

3-في مجال تثبيت النيتروجين الجوي

بالرغم من ان المحاصيل البقولية تحمل في جذورها عقد جذرية لبكتريا تقوم بتثبيت النيتروجين الجوي والتي تحكمه مجموعة من الجينات سواء في النبات البقولي او في البكتريا ، وقد تمكن علماء الهندسة الوراثية من نقل هذه الجينات من بلازميد بكتيري الى بكتريا E.Coli فتحولت الى بكتريا مثبته للنيتروجين لذا اتجه العلماء في الاونة الاخيرة الى اجراء محاولات عديدة لانتاج عقد جذرية في جذور النباتات النجيلية بهدف تثبيت النيتروجين الجوي تعايشياً مع انواع مختلفة من البكتريا ونجح بعض العلماء في انتاج عقد جذرية على محاصيل الحنطة والذرة الصفراء واصبح بمقدورها على تثبيت النيتروجين الجوي بحدود 9% ولازالت الابحاث مستمرة في هذا الاتجاه