كتاب : المحاضرات العملية في وراثة و تربية النبات

1:43 ص المكتبة الزراعية الشاملة

 

كتاب : المحاضرات العملية في وراثة و تربية النبات

تستخدم تربية النبات مبادئ من مجموعة متنوعة من العلوم لتحسين الإمكانات الوراثية للنباتات. تتضمن العملية الجمع بين نباتات الوالدين للحصول على الجيل التالي بأفضل الخصائص. يقوم المربون بتحسين النباتات عن طريق اختيار تلك ذات الإمكانات الأكبر بناءً على بيانات الأداء والنسب والمعلومات الوراثية الأكثر تعقيدًا. تم تحسين النباتات من أجل الغذاء والأعلاف والألياف والوقود والمأوى والمناظر الطبيعية وخدمات النظم البيئية ومجموعة متنوعة من الأنشطة البشرية الأخرى.

التعريف الفني

تربية النبات هي العملية الإبداعية التي يقودها العلم لتطوير أنواع نباتية جديدة تحمل أسماء مختلفة بما في ذلك تطوير الأصناف وتحسين المحاصيل وتحسين البذور. ينطوي التكاثر على إنشاء مجموعات سكانية متنوعة وراثياً متعددة الأجيال يمارس عليها الاختيار البشري لإنشاء نباتات متكيفة مع مجموعات جديدة من السمات المرغوبة المحددة. عملية الاختيار مدفوعة بالتقييم البيولوجي في البيئات المستهدفة ذات الصلة ومعرفة الجينات والجينومات. يتم تقييم التقدم بناءً على الكسب تحت الاختيار ، وهو دالة للتنوع الجيني ، وكثافة الاختيار ، والوقت.

بعد تحديد التحدي (مثل عدم قدرة المحاصيل على تحمل ظروف الجفاف أو الفيضانات الناجمة عن تغير المناخ) ، يستكشف المربون طرقًا لتسخير الخصائص الجينية المفيدة لمساعدة النباتات على معالجة هذه المشكلة ، من بين أمور أخرى. من خلال العمل بقدرة المصمم والمهندس ، يمزج مربي النباتات العلم بالابتكار لإنشاء حلول جديدة.

بينما تطورت التقنيات بشكل كبير لفتح فرص جديدة ، استمرت تربية النباتات طالما كان الناس يزرعون المحاصيل. لطالما وجد المزارعون طرقًا لتنقية النباتات ، وتمكينهم من حماية أنفسهم بشكل أفضل من الآفات الضارة والأعشاب الضارة والأمراض ، مع استخدام الموارد الطبيعية مثل المياه بشكل أكثر كفاءة. من خلال الأدوات التي طورناها على طول الطريق ، تلعب التربية النباتية المعاصرة دورًا حاسمًا في مواجهة تحديات اليوم ، بالإضافة إلى تلك التي من المؤكد أننا سنواجهها في المستقبل:

دعم الأمن الغذائي العالمي

مساعدة المزارعين على النمو بشكل كافٍ مع استخدام موارد أقل

تعزيز ممارسات الزراعة المستدامة

تقليل المدخلات مثل منتجات حماية المحاصيل

نشأت تربية النبات من تفضيل الإنسان ؛ جمعنا ما أحببنا شكله وطعمه ، وبدأنا في زرعه. من هناك ، ربما يمكن لبعض الأصناف أن تتحمل بشكل أفضل بعض الضغوط البيئية مثل الحشرات أو الأمراض. بمرور الوقت ، أعاد المزارعون زراعة البذور تدريجيًا التي يمكن أن ترضي أذواقنا على أفضل وجه وتنتج محاصيل ناجحة ، وفي النهاية تولد التنوع الذي نعرفه ونستمتع به اليوم.

 

تجسد هذه العملية الجوهر الأساسي لتربية النبات: أخذ نبات ذو خصائص إيجابية وإعادة زراعة تلك البذور لإنتاج المزيد مثلها. وعلى مدى أجيال عديدة ، يمكن أن تحدث هذه العملية تغييرات عميقة وإيجابية في النباتات. بعد فترة ، يتعذر التعرف على الكثير تقريبًا عند مقارنتها بشكلها الأصلي البري.

المحاصيل المستأنسة  ع زيادة معرفتنا بالوراثة تدريجيًا ، اكتشف العلماء طرقًا لتربية النباتات بشكل استراتيجي لصفات معينة بدلاً من ترك النتائج للصدفة. اليوم ، يطور مربو النباتات باستمرار محاصيل محسنة من خلال تقنيات تربية جديدة ، تمامًا كما فعلوا دائمًا.

الذرة مع حبات وفيرة؟ → تربية النبات.

العنب الخالي من البذور؟ → تربية النبات.

الطماطم الناضجة التي يمكن أن تنجو من رحلة إلى محل البقالة؟ → تربية النبات.

 

في حين أن المبادئ الأساسية لم تتغير ، فقد طور العلماء أساليب وتقنيات جديدة توسع بشكل كبير ما نحققه من خلال تربية النباتات. تنقسم هذه الابتكارات إلى ثلاث فئات أساسية:

1. التربية الكلاسيكية

كنهج أصلي ، بدأ الاستيلاد الكلاسيكي مع قيام المزارعين بتغيير المحاصيل تدريجيًا بمرور الوقت عن طريق اختيار أفضل النباتات في المحصول وزرعها بشكل أكبر. بعد ذلك ، في الـ 120 عامًا الماضية أو نحو ذلك ، طور العلماء طرقًا جديدة لتسريع العملية والتحكم فيها عبر مجموعة متنوعة أكبر من النباتات.

كان للابتكارات في التربية التقليدية تأثير كبير على كيفية زراعة المزارعين للغذاء ، ولكن لها أيضًا حدودها. بدون القدرة على تحديد الجينات الدقيقة وتسخيرها لخاصية معينة ، يمكن للتكاثر الكلاسيكي في كثير من الأحيان نقل جينات إضافية - وغالبًا ما تكون غير مرغوب فيها - بالإضافة إلى الجينات التي يريدها مربي النبات. تحتوي الذرة على سبيل المثال على 32000 جين ، لذلك عندما يعبر المربي نباتين ذرة مع كل هذه الجينات ، يصعب التنبؤ بالنتيجة. بالإضافة إلى ذلك ، تكون هذه العملية بالسرعة التي يمكن أن تنمو بها نبتة الذرة ، مما يعني أن العلماء يجب أن ينتظروا عدة مواسم (إن لم يكن سنوات) قبل أن يعرفوا ما إذا كانت النتائج مرغوبة.

 

2. الهندسة الوراثية

تغيرت الأمور بشكل كبير مع اكتشاف الحمض النووي ، مما سمح للعلماء بفهم الفروق الجينية الدقيقة للنباتات عن كثب. من خلال هذه المعرفة ، تمكن العلماء من تحديد الجينات المسؤولة عن السمات ، مما سمح لهم بأن يكونوا أكثر دقة في تسخير الخصائص المفيدة من نبات واحد وإدخالها في آخر.

الأطعمة المعدلة وراثيا

ظل المزارعون يزرعون المحاصيل المعدلة وراثيًا ، والتي تم تحسينها من خلال هذه العملية ، لأكثر من 20 عامًا. حتى الآن ، تتوفر عشرة محاصيل معدلة وراثيًا لإفادة المستهلكين والمزارعين وكوكب الأرض - وهناك المزيد في الطريق:

 

الذرة الحلوة والميدانية

مقاومة محسنة للحشرات وتحمل مبيدات الأعشاب ، بحيث يمكن زراعتها بمبيدات حشرية أقل.

فول الصويا

تحسين مقاومة الحشرات وتحمل مبيدات الأعشاب.

الكانولا

تحسين تحمل مبيدات الأعشاب.

البرسيم

تحسين تحمل مبيدات الأعشاب.

قطع سكر

تحسين تحمل مبيدات الأعشاب.

بابايا

تحسين مقاومة الأمراض لضمان الإمداد والمساعدة في استقرار صناعة البابايا.

قرع

مقاومة محسنة للأمراض.

تفاح

يقاوم التحول إلى اللون البني بعد تقطيعه لذا لا يزال يبدو فاتح للشهية ، مما يقلل من هدر الطعام

قطن

تحسين مقاومة الحشرات وتحمل مبيدات الأعشاب.

 

يشهد المزارعون نجاحًا كبيرًا مع الكائنات المعدلة وراثيًا (GMOs). على مدار سنوات عديدة من الدراسة ، وجدت منظمة علمية رائدة في العالم باستمرار أن الأطعمة المعدلة وراثيًا مغذية تمامًا وآمنة للأكل مثل أي طعام آخر ، بينما توفر أيضًا للمزارعين القدرة على الحفاظ على الموارد الطبيعية وتقليل المدخلات وبالتالي الحد من انبعاثات الكربون.

3. تحرير الجينات

في عام 2012 ، اكتشف العلماء الفرصة الكبيرة التالية في تربية النباتات ؛ لقد تعلموا كيفية استبدال القطع الصغيرة من الشفرة الوراثية للنبات ، حتى يتمكنوا من إزالة السمات غير المرغوب فيها أو إضافة سمات إيجابية. تعتمد هذه التقنية على عملية طبيعية تستخدمها البكتيريا لحماية نفسها من الفيروسات. يستخدم العلماء بروتينات متخصصة ، تعمل نوعًا ما مثل المقص الجزيئي ، لقطع أو "تحرير" الحمض النووي مباشرة.

 

من خلال هذه التقنية ، يقوم العلماء بتطوير نباتات ذات صفات محددة مثل تحمل الضغوط من الحشرات والأعشاب الضارة والأمراض المتطورة. يعد تعديل الجينات أكثر دقة من تقنيات تربية النباتات الأخرى ، لذلك يمكن للعلماء تطوير حلول مبتكرة وفعالة بسرعة أكبر ، مع القدرة أيضًا على تكييف المحاصيل لتلبية احتياجات المزارعين الخاصة. ما استغرق عدة سنوات وآلاف من عمليات التهجين العشوائية يمكن الآن إجراؤه في جزء صغير من الوقت - وقد بدأنا فقط في تسخير الاحتمالات.

إذا نجح المهندس الجيني في الحصول على نبات معدّل وراثيًا يعبر عن الجين وينقله إلى النسل اللاحق بطريقة طبيعية يمكن التنبؤ بها ، فإنه لا يزال ليس لديه منتج للمزارع. يجب نقل الحدث إلى خلفية زراعية نخبوية. 

وبالتالي ، فإن برامج تربية النبات تستخدم التهجين الخلفي لدمج الجينات المحورة في تطويرها الهجين أو الصنف. استفادت العديد من الشركات من تقنية البصمات الوراثية (علامات الحمض النووي) ودور الحضانة على مدار العام لزيادة كفاءة وسرعة تطوير الخطوط العكسية. بمجرد أن يعطي المهندس الوراثي النبات المعدل وراثيًا لمربي النبات ، يستغرق الأمر ما لا يقل عن عامين أو ثلاثة أعوام لاستنباط خط عرضي عكسي يمثل المكافئ الجيني لخط النخبة بالإضافة إلى الحدث. بعد هذه النقطة ، يمكن لمربي النبات العمل مع الخط المعدل وراثيًا بنفس الطريقة التي يعمل بها مع الآباء الآخرين في برنامج التربية الخاص بهم....

--------------------

تنزيل الكتاب

-------------------------------

مشاركة