3:56 ص
الانتاج النباتي -
كتب الزراعة
كتاب : أهمية صحة الاصول الوراثية في منع انتشار الافات و مسببات الامراض النباتية العابرة للحدود
يجب أن توفر الزراعة الحديثة العناصر الغذائية الكافية لإطعام سكان العالم المتزايدين ، والذي من المتوقع أن يزداد من 7.3 مليار في عام 2015 إلى 9.8 مليار على الأقل بحلول عام 2050. وقد أصبح هذا الهدف أكثر صعوبة بسبب فقدان المحاصيل بسبب الأمراض. تقلل مسببات الأمراض البكتيرية والفطرية غلة المحاصيل بحوالي 15٪ والفيروسات تقلل الغلة بنسبة 3٪ . بالنسبة لبعض المحاصيل ، مثل البطاطس ، تقدر الخسائر التي تسببها العدوى الميكروبية بنسبة تصل إلى 30٪ . كبديل لاستخدام العوامل الكيميائية ، يقوم الباحثون بتغيير التركيب الجيني للنباتات لتعزيز مقاومة العدوى الميكروبية.
تلعب التربية التقليدية دورًا أساسيًا في تحسين المحاصيل ، ولكنها عادة ما تتطلب نمو وفحص أعداد كبيرة من المحاصيل على مدى أجيال متعددة ، وهي عملية طويلة وكثيفة العمالة. تمتلك الهندسة الوراثية ، التي تشير إلى التغيير المباشر للمواد الجينية للكائن باستخدام التكنولوجيا الحيوية ، العديد من المزايا مقارنة بالتكاثر التقليدي. أولاً ، يتيح إدخال أو إزالة أو تعديل أو ضبط جينات معينة ذات أهمية مع الحد الأدنى من التغييرات غير المرغوب فيها لبقية جينوم المحصول. نتيجة لذلك ، يمكن الحصول على المحاصيل التي تظهر الصفات الزراعية المرغوبة في أجيال أقل مقارنة بالتربية التقليدية. ثانيًا ، تسمح الهندسة الوراثية بتبادل المواد الجينية عبر الأنواع. وبالتالي ، فإن المواد الجينية الخام التي يمكن استغلالها لهذه العملية لا تقتصر على الجينات المتاحة داخل الأنواع. ثالثًا ، يسمح التحول النباتي أثناء الهندسة الوراثية بإدخال جينات جديدة في المحاصيل التي يتم تكاثرها نباتيًا مثل الموز (Musa sp.) والكسافا والبطاطس .
تجعل هذه الميزات الهندسة الوراثية أداة قوية لتعزيز المقاومة ضد مسببات الأمراض النباتية. تعتمد معظم حالات الهندسة الوراثية النباتية على الأساليب التقليدية المعدلة وراثيًا أو أحدث تقنيات تحرير الجينوم. في الطرق التقليدية المعدلة وراثيًا ، يتم إدخال الجينات التي تشفر الصفات الزراعية المرغوبة في الجينوم في مواقع عشوائية من خلال تحول النبات . تؤدي هذه الطرق عادةً إلى أصناف تحتوي على DNA غريب. في المقابل ، يسمح تحرير الجينوم بإجراء تغييرات على الحمض النووي للنبات الداخلي ، مثل عمليات الحذف والإدخال واستبدال الحمض النووي بأطوال مختلفة في الأهداف المحددة اعتمادًا على نوع التعديلات التي تم إدخالها ، قد يحتوي المنتج أو لا يحتوي على DNA غريب. في بعض مناطق العالم ، بما في ذلك الولايات المتحدة ، والأرجنتين ، والبرازيل ، لا تخضع النباتات المعدلة وراثيًا والتي لا تحتوي على حمض نووي أجنبي لـ الإجراءات التنظيمية الإضافية المطبقة على النباتات المحورة جينيا . بغض النظر عن الاختلافات في السياسات التنظيمية ، تظل كل من التقنيات المعدلة وراثيًا التقليدية وتحرير الجينوم أدوات قوية لتحسين المحاصيل.
طورت النباتات آليات دفاع متعددة الطبقات ضد مسببات الأمراض الميكروبية . على سبيل المثال ، تمنع الحواجز الفيزيولوجية والفسيولوجية مسبقة التشكيل وتقويتها العوامل الممرضة المحتملة من الوصول إلى داخل الخلية . تبدأ المستقبلات المناعية المرتبطة بغشاء البلازما وداخل الخلايا استجابات دفاعية عند إدراك مسببات الأمراض إما بشكل مباشر من خلال التفاعل الجسدي مع مسببات الأمراض المشتقة من مسببات الأمراض أو بشكل غير مباشر من خلال مراقبة التعديلات على أهداف المضيف التي تتكبدها مسببات الأمراض . يمكن للببتيدات المضادة للميكروبات المشتقة من النباتات والمركبات الأخرى أن تكبح الإمراضية عن طريق إزالة السموم مباشرة أو من خلال تثبيط نشاط عوامل الفوعة تستخدم النباتات أيضًا تداخل الحمض النووي الريبي (RNAi) لاكتشاف مسببات الأمراض الفيروسية الغازية واستهداف الحمض النووي الريبي الفيروسي للانقسام
من ناحية أخرى ، طورت مسببات الأمراض الناجحة استراتيجيات للتغلب على الاستجابات الدفاعية لمضيفيها من النباتات. على سبيل المثال ، العديد من مسببات الأمراض البكتيرية والفطرية تنتج وتطلق إنزيمات تفسد جدار الخلية . يمكن لمسببات الأمراض أيضًا إيصال المؤثرات إلى السيتوبلازم المضيف ؛ تقوم بعض هذه المؤثرات بقمع دفاعات المضيف وتعزز الحساسية. لمواجهة الدفاعات القائمة على الحمض النووي الريبي للنبات ، تنتج جميع فيروسات النبات تقريبًا مثبطات فيروسية لـ RNAi . تقوم بعض الفيروسات أيضًا باختطاف نظام RNAi المضيف لإسكات جينات المضيف لتعزيز الإمراضية الفيروسية .
توفر بعض جوانب تفاعلات المضيف مع الميكروبات فرصًا للهندسة الوراثية لمقاومة الأمراض . على سبيل المثال ، يمكن إدخال الجينات التي تشفر البروتينات القادرة على تحطيم السموم الفطرية أو تثبيط نشاط الإنزيمات المهينة لجدار الخلية في النباتات. يمكن هندسة النباتات لتخليق وإفراز الببتيدات أو المركبات المضادة للميكروبات التي تثبط الاستعمار مباشرة . يمكن استغلال آلية RNAi لمنح مناعة فيروسية قوية من خلال استهداف الحمض النووي الريبي الفيروسي للتحلل . يمكن إدخال مستقبلات المناعة الطبيعية أو المهندسة التي تتعرف على سلالات متنوعة من العامل الممرض بشكل فردي أو مجتمعة لمقاومة قوية للأمراض واسعة الطيف . يمكن إعادة برمجة الجينات التنظيمية لمركز الدفاع الأساسي لضبط الاستجابات الدفاعية . يمكن تعديل أهداف المضيف الحساسة لتجنب التعرف على مسببات الأمراض والتلاعب بها . وبالمثل ، يمكن تعديل بروتينات الطعم المضيفة ، التي تعمل على احتجاز مسببات الأمراض ، من خلال الهندسة الوراثية لتغيير الخصوصية في التعرف على العوامل الممرضة . للحصول على نظرة عامة أكثر شمولاً للجوانب المختلفة لمقاومة الأمراض المهندسة في النباتات .
--------------------
------------------------------
ليست هناك تعليقات: