اهمیت بیوتکنولوژی
توسعه پایدار در مفهوم گسترده خود عبارت از اداره و بهرهبرداری صحیح و کارای منابع پایه، منابع طبیعی، منابع مالی و نیروی انسانی برای نیل به الگوی مصرف مطلوب، همراه با به کارگیری امکانات فنی، ساختار وتشکیلات مناسب برای رفع نیاز نسلهای امروز و آینده، به طور مستمر وقابل رضایت می باشد. بر اساس این تعریف، فنآوری، کلیدی مهم برایبهرهوری بیشتر و بهینه از منابع محدود طبیعی است که به توسعه پایداردر تمام ابعاد منجر میگردد.
لذا برآیند توانایی و ظرفیتهای یک کشور، برای انتخاب، تشخیص و انطباق یک فنآوری بیخطر و مناسب برای محیطزیست میتواند معیاری برای خودکفایی پایدار و در نهایت نیل به توسعه پایدار جهانی باشد. امروزه بیوتکنولوژی و به ویژه نوع مدرن آن، یکیاز ابزارهای نیرومند تکنولوژیک محسوب میشود که خود به دلیل ظرفیت، توان بالقوه و قابل توجهاش، اثرات شگرفی بر جامعه از حیثاقتصادی ، علمی و اجتماعی گذارده است.
بیوتکنولوژی نه تنها میتواند در افزایش سطح قابلیتها وتوانمندیهای بخشهای مختلف جامعه مؤثر باشد، بلکه حتی میتواندمنجر به بهبود مناسب روشها و فرآیندهای متنوع تولیدی و خدماتی درزیربخشهای چون کشاورزی و پزشکی گردد.هدف و انگیزه اغلب کشورهای در حال توسعه از به کارگیری بیوتکنولوژی این است که بتوانند آن را در خدمت توسعه و بهبود وضعیت صنایع کشاورزی دارویی و غذایی در آورند.
ضمن اینکه، بتوانند مواد خام و کمارزش را به فرآوردههایی با ارزش افزوده بالا تبدیل و یا زمینهای بایرو کم حاصل را حاصلخیز و غنی کنند. در این میان آگاهی و شناختعمومی جامعه از اثرات بیوتکنولوژی بیشتر محدود و معطوف به کاربردها، محصولات و فرآوردههای بیوتکنولوژی مدرن است، در حالیکه با فراگیرشدن کاربردهای بیوتکنولوژی در حوزههای کشاورزی، صنعت و محیط زیست اثرات و جنبههای اقتصادی بیوتکنولوژی نیز فراگیر شده و با توجهبه روند یکپارچه شدن مسائل اقتصادی جهانی، این اثرات افزایشبیشتری خواهد یافت.
از جمله موارد استفاده بیوتکنولوژی در صنعت می توان به روند شیرین سازی شکر، تولید ویتامین های آلی و آمینواسیدها ، تولید سوخت متان از فرآورده های پسماند و توسعه سوخت هیدروژن اشاره کرد. جایگاه بیوتکنولوژی در محیط زیست به قدری حایز اهمیت گردیدهاست که شاخه جدیدی از بیوتکنولوژی به نام Bioromodiation به وجود آمده است که عبارت از علم استفاده از باکتریها و میکروارگانیسمها در پاکسازی آلودگیهای محیطی است. بیوتکنولوژی درحوزه محیط زیست میتواند در یافتن نژادهای مؤثر برای تصفیه بهترفاضلاب، خاکهای آلوده و بقایای نفتی کمک کند.
دانش بیوتکنولوژی درکاهش اثرات مخرب کشاورزی بر محیط، حفظ خاک و استفاده بهینه ازمنابع کشاورزی گام برداشته است.بیوتکنولوژی گیاهان زراعی نیز منجر به افزایش کمی و کیفی گیاهانزراعی گشته است. از این دانش در توسعه ارقام جدید گیاهی با فوایدبسیار زیادتر نسبت به ارقام قدیمی استفاده میشود. ولی مهندسیژنتیک قادر است این فرآیند را تسریع و دقت آن را افزایش دهد.درک کارآیی گیاهان تراریخته از سوی کشاورزان به حدی بوده است که در عرض کمتر از ۷ سال سطح زیر کشت گیاهان تراریخته(Transgenic) ۳۵ برابر افزایش یافته و سطحی بالغ بر ۷/۵۸ میلیون هکتار از اراضی جهان را به خود اختصاص داده است.
با توجهبه مسائل ذکر شده ، بطور اخص میتوان اهمیت کاربرد بیوتکنولوژی درکشاورزی را بصورت ذیل بیان نمود:
الف) کاربرد بیوتکنولوژی در کشاورزی موجب افزایش تولیدمیگردد. نمونههایی از این تأثیر تولید فرآوردههای جدید دامی و یا تولید مثل برای به دست آوردن گاوهایی با شیردهی بیشتر است.
ب) بهکارگیری بیوتکنولوژی در کشاورزی، موجب کاهش هزینههایکشاورزی میگردد. (مانند ایجاد گیاهان مقاوم به آفات که استفاده از آفتکشها را به حداقل کاهش میدهد)
ج) به کارگیری این تکنولوژی امکان بالقوه برای تولید غذاهایی باکیفیت بالا، فرآوردههایی با ارزش افزوده بیشتر و متناسب با انتظاراتمصرف کننده و صنایع تبدیلی غذایی را به وجود آورده است (گوشتهایکمچربی، بذرهای روغنی با مقدار چربی تغییر یافته، سبزی هایی باانبارگی طولانیتر، نمونههایی از این مورد هستند).
د) ا مید میرود که بیوتکنولوژی با ارائه گیاهان مقاوم به آفات و امثالآن، روشهایی را برای مقابله و کنترل علفها و آفات در اختیار قرار دهد که برای محیط زیست زیانی نداشته باشد.
کاربرد های بیوتکنولو ژی در کشاورزی
دانش بیوتکنولوژی به عنوان عظیم ترین منبع تکنولوژی بشر در قرن فعلی مطرح بوده و آن را انقلاب سبز نوینی برای غلبه بر فقر و گرسنگی نامیدهاند.حامیان بیوتکنولوژی، معتقدند چنانچه روند فعلی رشد جمعیتادامه یابد، به یقین نسلهای آینده بشری با کمبود مواد غذایی و فقر، روبرو خواهند شد. بنابراین بایستی روشهای مهندسی ژنتیک و اصلاحگیاهان زراعی پربازده در دستور کار کشورها قرار گیرد. روشهای مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی گیاهی میتواند، گونههایی از محصولاتجدید را، حتی در خاکهای نامرغوب و نا مساعد پرورش دهد; همچنین بذرهای مقاوم به ویروس و آفات گیاهی میتوانند، کاربرد سموم و موادشیمیایی را محدود ساخته و بازدهی محصولات را افزایش بخشند.
به کارگیری بیوتکنولوژی نوین در کشاورزی منجر به تولید فرآوردههای با کیفیت بهتر، کاهش هزینه تولید آن و تولید فرآوردههایی باارزش افزوده بیشتر میگردد. به همین دلیل، امروزه فعالیتهایگستردهای در بخش بیوتکنولوژی برای تبدیل تحقیقات پایهای بهکاربردی و توسعهای (تجاری) در حال شکلگیری است . به کارگیری روشها و فنون مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی در کشتسلول و بافت گیاهان به ویژه گیاهانی که از جنبه اقتصادی و غذایی اهمیت فوقالعادهای دارند، بسیار ارزشمند است. چرا که در مقایسه با شیوههای کشت و تکثیر معمولی از این روش میتوان با هزینهای بسیار کمتر وسرعت عمل بیشتری به دودمانهای خالص سلولی و انتخاب سالم ترین بافت گیاهی با بازده کمی و کیفی چشمگیری نائل شد. با به کارگیری بیوتکنولوژی میتوان گیاهی را تولید کرد که به عواملی همچون سرما، گرما، رطوبت، خشکی، املاح، حشرات، آفات ویروسها و سایر عواملبیماری زا مقاوم باشند و علاوه برآن در مقایسه با موجود طبیعی، مجهز به مکانیسمهای دفاعی اضافی باشند.
این عوامل قرنها است که کشاورزان را آزار داده و لطمات بیشمار اقتصادی وارد کرده است.
بیوتکنولوژی کاربردهای امیدوار کننده بسیاری دارد، اما نه یک راه حل عمومی و نه جایگزینی برای روشهای موجود است، بلکه یک روشکمکی برای حل مشکلات کشاورزی است.
نمونههای فراوانی ازکاربردهای بیوتکنولوژی در کشاورزی امروز وجود دارد که برخی ازنمونهها در ذیل اشاره میگردد:
کرم اگروتیس (شبپره زمستانی) یکی از حشرات آسیب رساننده بهغلات است که معمولا به وسیله حشرهکشها با آن مبارزه میشود. باکتری با سیلوس تورژین سیس پروتئینی تولید میکند که کشنده حشره فوقاست ولی این باکتری با غلات همزیستی ندارد. بیوتکنولوژیستها برایحل این مشکل ژن پروتئین تولیدی این باکتری را به باکتری پسودوموناس فلوئورسنس که در خاک وجود داشته است و با سویاهمزیستی دارد انتقال دادند و سپس با وارد کردن این باکتری به خاکمحل کشت غلات، حشره فوق را کنترل نموده و صدمات ناشی از آن راکاهش دادند. این مثال نمونهای از کاربرد علم بیوتکنولوژی در کنترلحشرات و آفات محسوب میشود. از فنآوری بیوتکنولوژی در کنترل علفهای هرز نیز استفاده گردیده است.
برای نمونه بسیاری از علفکشها به دلیل حضور مادهای بنام گیلفوسیت در علفکش رانداپ که تأثیر منفی بر فعالیتهای آنزیمی حبوبات دارد، در مزارع حبوبات قابل استفاده نیست. بیوتکنولوژیستها توانستهاند با انتقال ژن مقاومت به گلیفوسیت (که آنرا در نوعی باکتری به نام سالمونلا فلاتیفی موریوم یافتهاند) به گیاهانزراعی، واریتههای جدیدی از ذرت، پنبه و تنباکوی مقاوم به علفکشهارا تولید نمایند.
استفاده از بیوتکنولوژی درگیاهان زراعی در افزایش کیفی گیاهانزراعی نیز مؤثر بوده است، به طوری که گیاهان تراریخته که از طریق بیوتکنولوژی به دست آمدهاند نسبت به ارقام قدیمی تولید بیشتری داشتهاند که این افزایش بهرهوری به دلیل عواملی چون تحمل بهخشکی، مقاومت به حشرات، بیماریها و قدرت رقابت بیشتر با علفهای هرز بوده است.
همچنین بیوتکنولوژیستها موفق شدهاند مکانیسمی که موجب نرمشدگی و فساد میوههایی چون گوجه فرنگی میشود را با استفاده ازروشهای مهندسی ژنتیک تحت کنترل خود در آورده و موجب حذفشیمیایی موادی میشوند که موجب رسیدگی بیش از حد محصولمیشود. با استفاده از این تکنیک، گوجه فرنگی Flavrsavr را تولیدنمودند که میوهها به حالت طبیعی رسیده و پس از برداشت، بدون اینکهمیوهها در معرض فساد قرار گیرند به مسافتهای دور قابل حمل بودند.
ایجاد مقاومت در مقابل تنشهای محیطی مانند خشکسالی، گرما،سرما، ازن موجود در اتمسفر، نمک و مواد کانی از دیگر اهداف بیوتکنولوژیستها بوده است. در این مورد میتوان به تولید سیبزمینی وتوت فرنگی مقاوم به یخبندان که از طریق مهندسی ژنتیک بدست آمده،اشاره نمود.
کشت سلولی که طی آن سلولهای گیاهی رشد یافته در محیطکشت، به عنوان منبع تأمین کننده مواد ارزشمندی محسوب میگردند، ازدیگر کاربردهای بیوتکنولوژی میباشد. برای نمونه، وانیل معمولا از بذرگیاه وانیلا بدست میآید. استخراج وانیل از سلولهای گیاهی کشت شده میتواند ارزان تر از روشهای سنتی تمام شود. علاوه بر این از کشتسلولهای گیاهی در محیط کشت، می توان ساقه و ریشه تولید کرد کهبرخی از این اندامها میتوانند به دلیل جهش دارای صفات متفاوتی باشند که قابل بهره برداری خواهند بود.
علاوه بر موارد ذکر شده به اختصار، برخی از کاربردهای بیوتکنولوژی را میتوان بصورت ذیل عنوان کرد:
1- توسعه ظرفیت تثبیت نیتروژن در گیاهان غیر لگومینوز ( مهندسان ژنتیک در حال کار کردن بر روی انتقال ژن نیف ( ( nif در گیاهان غیر لگومینوز بوسیله استفاده از ناقل E.Coli هستند )
2- مراقبت از گیاهان در مقابل بیماری های گیاهی ( گیاهانی مثل پایه نیشکر که از کشت بافت مریستمی به دست می آیند مقاومت بالایی نسبت به بیماری ها دارند )
3- توسعه گونه های جدید به وسیله گداختن پروتوپلاسم یا پروسه کلون سا زی
4- تولید ترکیبات مؤثر و مهم گیاهی از راه کشت انبوه سلولی
5- استفاده از گیاهان به عنوان عوامل و منابع تولید محصولات زیستشناسی و شیمیایی
6- مطالعه فرآیندهای رشد و نمو و تمایز آن
7- مقامت به تنش های زنده ( حشرات، ویروس ها و بیماری های قارچی و باکتریایی )
8- مقاومت به تنش های غیر زنده
9- مقاومت به علف کش ها
10- گیاهان تراریخت برای بهبود کیفیت ( کیفیت انباری )
11- گل های تراریخت برای رنگ گل
12- گیاهان تراریخت برای نر عقیمی
13- گیاهان تراریخت برای تولید بذور خاتمه دهنده ( به تکنولوژی که قابلیت حیات یا باروری بذور را پس از یک مدت معین خاتمه می دهد ، خاتمه دهنده یا Terminator technology می گویند. بدین ترتیب شرکت تولید کننده ، بذور نسل اول را می فروشد اما بذور و یا میوه های حاصل از این گیاهان فقط به عنوان غذا قابل استفاده هستند و اگر کشت شوند جوانه نخواهد زد )
14- گیاهان تراریخت به عنوان بیوراکتورها ( برای تولید ارزان مواد شیمیایی و دارویی که این پدیده به زراعت مولکولی یا Molecular farming معروف می باشد)
15- تولید پلاستیک قابل تجزیه زیستی (Biodegradable plastic )
16- استفاده از آنزیمها در تولید مواد شیرین کننده تولیدات غذایی انسان
17- کنترل و دفع آفات گیاهی و تهیه انواع کودهای زیستی وحشرهکشهای میکروبی
18- اصلاح ژنتیک بذر و دانههای روغنی
19- کاهش اثرات مخرب کشاورزی بر محیط خاک
20- غنیسازی خاک و حاصلخیز کردن آن با استفاده از میکروارگانیسمهای تثبیت کننده ازت و قارچ میکوریزا
21- استفاده از ایجاد مصونیت برخی مواد شیمیایی گیاهان در برابر امراضمزمن انسانی
22- تهیه نوعی آلبومین انسانی در گیاهان با دستکاریهای ژنتیکی
23- استفاده از هورمونهای رشد در دامها
24- تلقیح مصنوعی دامها و بهره گیری از صفات برتر ژنتیکی در روش هایانتقال جنین
25- کاربرد در صنایع غذایی تبدیلی و کاهش هزینههای تولید موادغذایی
26- تهیه و تولید واکسنهای مفید و جدید برای پیشگیری از عفونتهای مرگآور در دامها و طیور
آینده:
کمتر شکی در مورد مدرن بودن بیوتکنولوژی وجود دارد . بدون شک این فن آوری یک مد زود گذر نیست. انتظارات ایجاد شده برای توسعه تجاری مقاومت به علف کش ها و حشرات ، آینده درخشانی را برای بیوتکنولوژی کشاورزی خاطرنشان می نماید.با توجه به شواهد اولیه ای که در مورد استفاده از انتقال ژن های جدید به منظور ایجاد لاین های گیاهی سودمند برای تولید مواد شیمیایی، از مواد دارویی گرفته تا پلاستیک های قابل تجزیه زیستی وجود دارد ، چشم انداز آینده این تکنولوژی نیز امیدوار کننده است.بیوتکنولوژی کشاورزی در مسیر خود از شروع به کار بیوتکنولوژی تا تولید مزرعه ای محصولات تجاری با موانع متعددی از محدودیت های علمی و تکنولوژیکی تا مشکلات قانونی و مدیریتی ، عوامل اقتصادی و نگرانی های اجتماعی روبرو می باشد. فرضیه محافظه کارانه قوانین در اکثر کشور ها این است که تمام گیاهان تراریخت بطور بالقوه خطرناک هستند.
خطرات احتمالی مرتبط با ژن منتقل شده ویا فنوتیپ ایجاد شده است نه روش های مورد استفاده برای انتقال ژن. تا کنون گزارشی در مورد اثرات مضر محیطی و یا دیگر خطرات پیش بینی نشده گیاهان تراریخت در هزاران آزمایش مزرعه ای صورت گرفته در عرصه بین المللی ارائه نگردیده است ، با این حال نگرانی های متعددی در رابطه با سیستم های کشاورزی ایجاد شده است. اکنون عکس العمل مصرف کننده به محصولات گیاهی تراریخت با آزادسازی تجاری واریته های پیشرفته در سطح تجاری سنجیده شده است.
این آزاد سازی با افزایش انتشار اطلاعات در مورد گیاهان تراریخت به شکل قابل دسترس برای عموم ، همزمان گردیده است. با این حال همچنان که محدودیت های تکنیکی برداشته می شوند ، این احتمال وجود دارد که محدودیت های تجاری به اصلی ترین موانع تبدیل گردند. تکنولوژی های جدید که در این عرصه خلق می گردند کاملا اختراعی بوده و واجد شرایط احراز حق حفاظت انحصاری و ملاحظه حقوق مالکیت معنوی می باشند.
www.smsm.ir
منبع: |
|
توضیحات: |
(برداشت این مقاله تنها با ذکر منبع مجاز است) |