بر اساس گزارشات سازمان ملل ، حدود 800 ملیون نفر از جمعیت جهان (  14 در صد ) دچار نفر فقر غذایی هستند که تا سال 2020 به یک میلیارد نفر خواهد رسید. از سوی دیگر ، بشر با استفاده نسبتا کامل از منابع و امکانات موجود ، امروزه برای افزایش تولیدات کشاورزی با محدودیت منابع موجه است . در این راستا ، فناوری زیستی یا بیوتکنولوژی – کشاورزی افقی روشن در برابر دیدگان ما می گشاید . تا شاهد دومین انقلاب سبز باشیم .

پیچیده ترین شاخه بیوتکنولوژی ؛ مهندسی ژنتیک Genetic Inginearing  ، می باشد که روشهای مبتنی بر ژنتیک سلولی ملکولی ، نشانگرهای ملکولی ، کشت سلولی بافت ، میکروبیولوژی و بیوشیمی را در بر می گیرد . به طور کلی مهندسی ژنتیک شامل استفاده از روشهای انتخاب ژن مورد نظر ، جداسازی ، خالص سازی ، تکثیر و انتقال ژن ها و ارزیابی بروز آنها در موجود زنده می باشد .

یکی از مهمترین و کاربردی ترین استفاده های مهندسی ژنتیک در کشاورزی تراریزش یا انتقال ژن و تولید گیاهان و جانواران تراریخته transgenic Plant  می باشد . این گیاهان دارای صفات جدید و یا تغییر یافته ای هستند که می توانند قابلیت مقابله با آفات را به طور اتوماتیک داشته باشند و این مسئله درآنها به حالت بالقوه در آید.

از سال 1901 که " ایشی واتا " باکتری شناس ژاپنی ، از بدن یک لارو مرده کرم ابریشم باکتری را جدا کرد تاکنون قریب به یک قرن است که مطالعات گسترده ای در زمینه تاثیرات و نحوه عملکرد و اثر این باکتری انجام می گیرد .

Bacillus thuringiensis     یا BT  نامی آشنا در کنترل آفات و حشرات است که در تولید بیش از 90%   آفت کش های  میکروبی و تعداد زیادی از گیاهان  فراریخته مقاوم به حشرات کاربرد دارد ؛ به عنوان عاملی برای مبارزات بیولوژیک این باکتری یک باسیل گرم مثبت و اسپورزا است که به دلیل دارا بودن توکسین هایی که خواص حشره کشی دارند ، در مقابله با حشرات زیان آور کشاورزی ، بهداشت و محیط زیست جایگاه مهمی دارد .

توکسین های این باکتری که به " دلتا اندو توکسین " معروفند ، در حقیقت پروتئین های کریستالی هستند که هنگام اسپورزایی باکتری تولید می شوند . هنگامی که این توکسین توسط حشره بلعیده می شود .پروتئین کریستالی در محتویات و شیره قلیایی روده حشره حل شده و تحت تاثیر آنزیم های پروتئاز به قطعات کوچک تر تبدیل می شود . در اثر واکنش هایی که این قطعات با سلولهای اپی تلیال روده میانی حشره انجام می دهند ، دیواره روده حشره سوراخ شده و محتویات روده با هموسل مخلوط می گردد که این امر موجب بروز یک عدم تعادل بیوشیمیایی در بدن لارو می شود که برای حشره کشنده است . پس از جذب میزان کافی از توکسین و صورت پذیرفتن  فعل و انفعالات مذکور ، لارو دست از تغذیه می کشد، در نتیجه ظرف چند روز از گرسنگی می میرد .

پژوهشها نشان داده است که این باکتری قابلیت استفاده علیه طیف وسیعی از آفات راسته های Lepidoptera, Coleoptera,dipter,Homoptera و حتی آفات غیره حشره مانند نماتد ها و پارازیتهای حیوانات اهلی را دارا می باشند .

چند مثال از کاربرد های BT:

-         انتقال ژن BT به باکتری خاکزی Pseudomonas fluorescence

که با ریشه غلات و سویا همزیست می باشد و اضافه کردن این باکتری به خاک می تواند خسارت کرم اگروتیس یا شب پره زمستانی

(Agrotis ipsilon or Black cutworm ) در غلات را کنترل کند .

-         انتقال ژن BT به یک ریز سازواره درونزاد Endophyte Microorganism  که داخل دستگاه آوندی گیاهان زندگی می کند و تکثیر می شود و آغشته سازی بذور ذرت و برنج با آنها ، موجب کنترل کرم ساقه خوار ذرت و برنج می شود .

-         آزمایشات مزرعه ای نشان داده است که ریزسازواره در خارج از گیاه زنده نمی ماند و به گیاهان تلقیح نشده همجوار نیز منتقل نمی شود . بنابر این مشکل زیست محیطی نخواهد داشت .

در پایان باید یاد آور شد که استفاده از روشهای مبتنی بر مبارزات بیولوژیک با آفات به جای استفاده از سموم شیمیایی هم از نظر حفاظت محیط زیست بسیار حائز اهمیت است و هم از نظر صرفه جویی اقتصادی کشاورزان ، به عبارتی می تواند بهینه سازی مبارزه و کنترل آفات باشد .

مقدمه

کلمه بيوتكنولوژي اولين بار در مجمع سازمان ملل متحد ، در شهر ليدز انگلستان و در سال 1920 به کار برده شد .

بيوتكنولوژي يکي از مدرن ترين شاخه هاي زيست شناسي است که مجموعه اي از علوم بيوشيمي ، ميکروبيولوژي سلولي ، بيولوژي ، مهندسي ژنتيک و ... را شامل مي شود. در دهه ششم از قرن بيستم اصلاح گران نباتات توانستند عملکرد بالايي از واريته هاي جديد به دست آورده و بدين ترتيب انقلاب سبز را به وجود آوردند . اما همزمان با ا?زايش جمعيت ، اين ا?زايش نتوانست کمبود مواد غذايي را جبران کند لذا دانشمندان به تحقيق در اين زمينه پرداختند. پيشرفت هاي جديد زمينه هاي جديد را بوجود آورده که با کمک آن مي توان از ميکروارگانيزم ها براي توليد محصولات تجاري متفاوت شامل مواد غذايي و دارو بهره گرفت. به همين کيفيت تکنيک هايي براي تشخيص بيماري ها ، توليدات شيميايي بيولوژي و سوخت براي آينده مورد استفاده قرار گرفته است.

تاريخچه بيوتکنولوژي

بيوتكنولوژي ريشه در تاريخ دارد و تكوين آن از سالهاي بسيار دور آغاز شده تابحال ادامه يافته است.

درتقسيم بندي زماني ميتوان سه دوره براي تكامل بيوتكنولوژي قائل شد.

1) دورة تاريخي كه بشر با استفاده ناخودآگاه از فرآيندهاي زيستي به توليدمحصولات تخميري مانند نان، مشروبات الكلي، لبنيات ترشيجات و سركه و غيره مي پرداخت. در شش هزار سال قبل از ميلاد مسيح، سومريان و بابليها از مخمرها در مشروب سازي استفاده كردند. مصريها در چهار هزار سال قبل با كمك مخمر و خميرمايه نان ميپختند. در اين دوران فرآيندهاي ساده و اوليه بيوتكنولوژي وبويژه تخمير توسط انسان بكار گرفته ميشد.

2) دوره اوليه قرن حاضر كه با استفاده آگاهانه از تكنيكهاي تخمير و كشت ميكروارگانيسمها در محيطهاي مناسب و متعاقباً استفاده از فرمانتورها در توليدآنتي  بيوتيكها، آنزيمها، اجراء مواد غذائي، مواد شيميائي آلي و ساير تركيبات،بشر به گسترش اين علم مبادرت ورزيد. در آن دوره اين بخش از علم نام ميكروبيولوژي صنعتي بخود گرفت و هم اكنون نيز روند استفاده از اين فرآيندهادر زندگي انسان ادامه دارد. ليكن پيش بيني ميشود به تدريج با استفاده ازتكنيكهاي بيوتكنولوژي نوين بسياري از فرآيندهاي فوق نيز تحت تأثير قرارگرفته و به سمت بهبودي و كارآمدي بيشتر تغيير پيدا كنند.

3) دوره نوين بيوتكنولوژي كه با كمك علم ژنتيك درحال ايجاد تحول در زندگيبشر است. بيوتكنولوژي نوين مدتي است كه روبه توسعه گذاشته و روز بروزدامنه وسعت بيشتري به خود ميگيرد.

اين دوره زماني از سال 1976 با انتقال ژنهائي از يك ميكروارگانيسم به ميكروارگانيسم ديگر آغاز شد. تا قبل از آن دانشمندان در فرآيندهاي بيوتكنولوژي از خصوصيات طبيعي و ذاتي ميكروارگانيسمها استفاده ميگردند ليكن در اثر پيشرفت در زيست شناسي مولكولي وژنتيك و شناخت عميق تراجزاء ومكانيسمهاي سلولي ومولكولي متخصصين علوم زيستي توانستند تا به اصلاح و تغيير خصوصيات (ميكرو) ارگانيسمها بپردازندو(ميكرو) ارگانيسمهائي باخصوصيات كاملاً جديد بوجود آوردند تا با استفاده ازآنها بتوان تركيبات جديد را بامقادير بسيار بيشتر و كارائي بالاتر توليد نمود.

تاريخچة توسعه بيوتكنولوژي

درك صحيح و استنباط واقعي از سير تحولات بيوتكنولوژي را ميتوان با نگاهي گذرا بر نقاط عطف تاريخچة توسعه آن دريافت. سرآغاز بيوتكنولوژي سنتي به 6 هزار سال قبل از ميلاد مسيح برميگردد؛ زمانيكه سومريان و مصريان بدون اينكه از ميكروارگانيسمها اطلاعاتي داشته باشند با فرآيند تخمير، نان و شراب تهيه ميكردند. در 4 هزار سال قبل از ميلاد، چينيها به توليد شراب، ماست و پنير مشغول بودند. 1750 سال قبل از ميلاد، سومريان صنعت توليد الكل را بنا كردند. چينيها از سوياي كپك زده بعنوان آنتي بيوتيك جهت درمان جوشها و دملها بهره ميبردند. و در سال 1797 براي اولين بار واكسن آبله به انسان تزريق شد.

با نگرشي بر رشد بازار فرآوردههاي فناوري زيستي جهان در سال 2000، به گسترة عملكرد انقلاب سبز بيوتكنولوژي و برتري آن نسبت به اغلب علوم و فنون پي ميبريد.

با رشد بي رويه جمعيت و افزايش آن به بيش از 8 ميليارد نفر در سال 2030 و افزايش تقاضا، بيوتكنولوژي پاسخگوي شايستهاي جهت تامين امنيت ملي در ابعاد غذايي، دارويي، بهداشتي، محيط زيست، دفاعي و قضايي است. در حال حاضر از طريق بيوتكنولوژي صنعتي و با استفاده از راكتورهاي زيستي و ميكروارگانيسمهاي مناسب، فرآوردهاي مهم و استراتژيك توليد ميشود كه پاسخگوي نياز بشر در عرصه غذا، بهداشت و محيط زيست ميباشد.

همزمان با ظهور بيوتكنولوژي نوين در دهه 70 در قرن بيستم، ابزارهاي مورد استفاده سنتي جاي خود را به فنون بيوتكنولوژي نوين سپردند

به موازات دگرگوني در بيوتكنولوژي، مهندسي زيستفرآيند نيز دستخوش تحولات شگرف شد. دورنماي مهندسي زيست فرآيند و بيوتكنولوژي صنعتي تا قبل از 1980 معطوف به ديدگاههاي مهندسي و بزرگنمايي فرآيندها بود، ليكن در جهت گيريهاي اخير، بيوتكنولوژي صنعتي از طراحي تجهيزات، بزرگنمايي و مدلسازي ماكروسكوپيك فاصله زيادي گرفته است

بنابراين دوران 1980 به بعد براي بيوتكنولوژي صنعتي عصر شكوفايي ديدگاههاي زيست مولكولي، فرآيندهاي سلولي، مهندسي آنزيم و توليد فرآوردههاي جديد از ميكروارگانيسمهاي تراريخته، پروتئين داروهاي نوتركيب، آنتي باديهاي منوكلونال، اينترفرونهاي لكوسيتي، واكسنهاي ژني، زيست كاتاليزورهاي صنعتي، نسل جديد آنتي بيوتيكها و … ميباشد

 ميزان فروش، يكي از شاخصهاي اقتصادي صنعت بيوتكنولوژي است. با نگاهي به ميزان فروش فرآوردههاي بيوتكنولوژي درسال 1997 كه نسبت به سال 1996، بيست درصد رشد داشته و به ميزان 13 ميليارد دلار ميرسد، اهميت سرمايه گذاري در اين بخش و محوريت اين فناوري بعنوان فناوري كليدي و محوري توسعه پايدار آشكار ميشود

آنزيمهاي صنعتي بعنوان يكي از فرآوردههاي مهم بيوتكنولوژي داراي بازار جهاني به ميزان 1.6 ميليارد دلار بوده و برآورد ميشود اين رقم به 3 ميليارد دلار با نرخ رشد سالانه 6.5 درصد افزايش يابد. بازار فروش آنزيم باعث موج بي سابقه اي از ادغام غولهاي سرمايه گذاري و همكاري فزآينده شركتهاي تازه تاسيس براي دستيابي به فناوريهاي جديد شده است

بيوتكنولوژي نوين تنها به توليد فرآوردههاي سنتي بسنده نكرده بلكه با ارائه روشهاي جديد، امكان توليد فرآوردههاي جديد را براي شركتها و بخشهاي مشتاق و ايجاد فرصتهاي شغلي سبب ميشود. بعنوان مثال تعداد فرصتهاي شغلي ناشي از توسعه بيوتكنولوژي در ژاپن در سال 1997 در حدود 30000 بود، در حاليكه پيش بيني مي شود در سال 2010 به 150000 افزايش يابد.

آشنايي با رشته بيوتکنولوژي

در حال حاضر ? ميليارد نفر در کره زمين زندگي ميکنند و بنا به پيش بيني هاي سازمانهاي جهاني ، اين جمعيت در ?? سال آينده به دو برابر فعلي خواهد رسيد.

حال اين سوال مطرح ميشود که چگونه بايد سلامتي ، بهداشت و غذاي جمعيت فوق را تاُمين کرد؟

بيوتکنولوژي بخشي از اين پاسخ است. علمي که عامل بسياري از اکتشافات اخير در طيف وسيعي از صنايع شامل مواد غذايي ، مواد سوختي ، کودها ، صنايع شيميايي ، دارويي ، پزشکي ، کشاورزي و کنترل آفات بوده است.

سازمان توسعه و همکاري اقتصادي جهاني در معرفي اين علم مي گويد:

بيوتکنولوژي به کار بردن روشهاي علمي و فني در تبديل برخي از مواد است که در اين روش از عوامل زيستي براي توليد کالا و خدمات استفاده ميشود.

در اين ميان منظور از عوامل زيستي به طور عمده ميکروارگانيسم ها ، سلولهاي گياهي يا حيواني و آنزيمها است و کالا و خدمات نيز به کشاورزي ، ماهيگيري ،صنايع غذايي و دارويي مربوط مي شود.

تعريف بيوتکنولوژي

گستردگي و تنوع كاربردهاي بيوتكنولوژي، تعريف و توصيف آنرا كمي مشكل و نيز متنوعساخته است.

برخي آنرا مترادف ميكروبيولوژي صنعتي واستفاده از ميكروارگانيسمها ميدانند و برخي آنرا معادل مهندسي ژنتيك تعريف ميكنند به همين دليل در اينجا مختصراً اشارهاي به تعاريف متفاوت ازبيوتكنولوژي ميكنيم كه البته داراي وجوه اشتراك زيادي نيز هستند

• بيوتكنولوژي مجموعهاي از متون و روشها است كه براي توليد، تغيير و اصلاحفراوردهها، به نژادي گياهان و جانوران و توليد ميكروارگانيسمها براي كاربردهاي ويژه، از ارگانيسمهاي زنده استفاده ميكند.

• كاربرد روشهاي علمي و فني در تبديل بعضي مواد به كمك عوامل بيولوژيك(ميكروارگانيسمها، ياختههاي گياهي و جانوري و آنزيمها) براي توليد كالاها وخدمات در كشاورزي، صنايع غذائي و دارويي و پزشكي

• مجموعهاي از فنون و روشها كه در آن از ارگانيسمهاي زنده يا قسمتي از آنهادر فرايندهاي توليد، تغيير و بهينهسازي گياهان و جانوران استفاده ميشود.

• كاربرد تكنيكهاي مهندسي ژنتيك در توليد محصولات كشاورزي، صنعتي، درماني وتشخيص باكيفيت بالاتر و قيمت ارزانتر و محصول بيشتر و كم خطرتر

• استفاده از سلول زنده يا توانائيهاي سلولهاي زنده يا اجزاي آنها و فرآوريو انتقال آنها بهصورت توليد در مقياس انبوه

• بهره برداري تجاري از ارگانيسمها يا اجزاي آنها

• كاربرد روشهاي مهندسي ژنتيك در توليد يا دستكاري ميكروارگانيسمها وارگانيسمها

• علم رام كردن و استفاده از ميكروارگانيسمها در راستاي منافع انسان

تعريف جامع بيوتكنولوژي توسط دولت آمريكا چنين عنوان شده است:

بيوتكنولوژي (با مفهوم قديم و جديد) در برگيرنده هر گونه فن و روشي است كه از موجودات زنده و يا بخشهايي از آنها استفاده كند تا فرآوردههايي را توليد، اصلاح و يا تغيير دهد و به بهينه سازي گياهان و جانوران بپردازد و يا ميكروارگانيسمهايي را براي كاربردهاي ويژه توليد كند.

برخي از مردم، بيوتكنولوژي را فقط با مهندسي ژنتيك و يا دستكاري در ساختار ژنتيك انسان و حيوانات ميشناسند و از دامنه كاربردهاي وسيع آن در زمينه ميكروبيولوژي صنعتي، مهندسي بيوشيمي يا تكنولوژي تخمير و محيطزيست آگاهي ندارند و يا اطلاعات آنها كافي نيست. اين فناوري با گسترش مرزهاي دانش در حوزههاي پزشكي و داروسازي، كشاورزي، صنعت و محيط زيست توانسته است كاربردهاي متعددي در جهت بهبود زندگي بشر ارايه نمايد. فناوري زيستي اكنون در صحنه رقابت و برتريهاي علمي، اقتصادي و حتي سياسي به عنوان يكي از چند فناوري استراتژيك، راهبردي، فراگير و كليدي در دنيا مطرح ميباشد.

ماهيت و خصوصيات بيوتکنولوژي

بيوتكنولوژي همانند زيست شناسي، ژنتيك يا مهندسي بيوشيمي يك علم پايه يا كاربردي نيست كه بتوان محدوده و قلمروآنرا بسادگي تعريف كرد. بيوتكنولوژي شامل حوزهاي مشترك از علوم مختلف استكه در اثر همپوشاني و تلاقي اين علوم بايكديگر بوجود آمده است. بيوتكنولوژي معادل زيست شناسي مولكولي، مهندسي ژنتيك، مهندسي شيمي يا هيچ يك از علوم سنتي و مدرن موجود نيست؛ بلكه پيوند ميان اين علوم در جهت تحقق بخشيدن به توليد بهينه يك محصول حياتي (زيستي) يا انجام يك فرآيند زيستي بروشهاي نوين و دقيق با كارآئي بسيار بالا ميباشد.

بيوتكنولوژي را ميتوان به درختي شبيه كردكه ريشه هاي تناور آنرا علومي بعضاً با قدمت زياد مانند زيست شناسي بويژه زيست شناسي مولكولي، ژنتيك، ميكروبيولوژي، بيوشيمي، ايمونولوژي، شيمي،مهندسي شيمي، مهندسي بيوشيمي، گياهشناسي، جانورشناسي، داروسازي، كامپيوترو... تشكيل ميدهند ليكن شاخه هاي اين درخت كه كم و بيش به تازگي روئيدن گرفته اند و هرلحظه با رشد خود شاخه هاي فرعي بيشتري را بهوجود ميآورند بسيارمتعدد و متنوع بوده كه فهرست كردن كامل آنها در اين نوشته را ناممكن مي سازد.

قلمروهاي عمده بيوتکنولوژي

1 - صنايع تخميري و غذايي (دارويي) براي توليد انواع اسيدهاي آمينه ، پپتيدها ، آنزيمها (طبي و صنعتي) ، مواد تشخيص طبي ، انواع پروتءين ها ، آنتي بيوتيکها ،انواع واکسنها ، هورمون ها ، آنتي بادي هاي منوکلونال و ويتامين ها و … همچنين توليد مواد غذايي جديد و مواد لبني فاقد لاکتوز و استفاده از راکتورهاي زيستي براي افزايش بهره وري فراورش مواد غذايي

2- پزشکي – ژن درماني ، انواع تشخيص طبي ، مبارزه بيولوژيکي عليه حشرات ناقل بيماريها

5- کشاورزي و امور دامي ، در اين زمينه کاربرد بيوتکنولوژي در موارد بسيار متنوعي گزارش شده است که به شرح زير خلاصه مي شود

- تهيه نقشه ژنتيکي ، کشت سلول و بافت. براي کوتاه کردن فرايند اصلاح نباتات و توليد نباتات مقاوم در برابر شرايط محيط و حشرات و آفات و ...

- استفاده از پادتن هاي منووکنونال و اسيدهاي نوکلئوتيد در اصلاح نژاد و فعاليت قرنطينه و تبادل مواد ژنتيکي ، تشخيص بيماريها ، تشخيص ميزان سموم در مواد غذايي ، شناسايي ميزان مقاومت حشرات و آفات به سموم.

- توليد واکسن هاي دامي به شيوه هاي جديد که به حفاظت کمتري در برابر شرايط محيط نياز داند و نيز کشت جنين ، تشخيص بيماريهاي دامي و تدوين نقشه ژنتيکي.

- بهبود شرايط خاک براي جذب رطوبت ، جذب و تثبيت ازت و فسفر و ساير مواد غذايي مورد نياز گياه در خاک

6- انرژي ، استفاده از ميکروارگانيسم ها براي توليد انواع سوختهاي مايع و گازي از ضايعات و دورريختهاي سلولزي و نيمه سلولزي و نشاسته اي.

فنون بيوتکنولوژي جديد

بيوتکنولوژي جديد به فنوني مربوط مي شود که مي توان به طور خلاصه در مورد آنها چنين گفت:

ب) قابليت اصلاح پروتئين ها توسط فرايندي که آن را مهندسي ژنتيک مي نامند و به ياري آن ويژگيهاي يک ترکيب پروتئيني را تغيير مي دهند. مثلا در اين باره مي توان از آنزيمهايي نام برد که در پودرهاي لباسشويي جديد به کار رفته و داراي قدرت پاک کنندگي منحصر به فردي هستند.

در واقع اساس و پايه بيوتکنولوژي جديد را مي توان انتقال ژنهاي يک موجود به موجود ديگر و فعال ساختن آنها در موجود جديد دانست. فن آوري رو به گسترشي که امروزه به سرعت در صنايع دارويي ، غذايي ، پزشکي ، شيميايي و کشاورزي وارد شده است. براي مثال ممکن است اين ژنها وارد يک باکتري شوند و پس از فعال شدن ، ترکيبات کم مقدار ولي با ارزشي چون هورمون رشد يا انسولين ايجاد کنند يا ممکن است اين ژنها به گياهان منتقل شده و گونه هايي را ايجاد کنند که در مقابل آفت کشها مقاوم هستند و يا اين که بازدهي بالايي دارند. به اين ترتيب استفاده از انسولين براي بيماران ديابتي محدوديت خاصي نخواهد داشت همچنين کشاورزان مي توانند در پرورش گياهاني چون سويا از سموم و آفت کشهاي کمتري استفاده کنند و با استفاده از نژادهاي جديد ، با همان سرمايه گذاري قبلي ، محصولي تا چند برابر به دست آورند.

كاربرد بيوتكنولوژي در كشاورزي

عمده ترين كاربردهاي بيوتكنولوژي دركشاورزي را ميتوان به دسته هاي زير تقسيم كرد.

• ايجاد گياهان مقاوم به حشرات و آفتها

• ايجاد گياهان تحمل كننده علفكشها

• ايجاد گياهان مقاوم به بيماريهاي ويروسي و قارچي

• ايجاد گياهان مقاوم به شرايط سخت مانند سرما، گرما و شوري

• ايجاد گياهان داراي ارزشهاي غذائي ويژه

• ايجاد گياهان داراي خاصيت درماني ـ پيشگيري

• ايجاد گياهان داراي خصوصيت متابوليكي تغيير يافته مانند رشد سريع و راندمانكشت بالاتر

• ايجاد گياهان و ميوههاي داراي زمان ماندگاري بيشتر

همچنين بايد اضافه كرد:

• ايجاد دامهاي ترانسژنيك كه داراي خصوصيات ويژهاي مانند توليد شير زياد ياگوشت كمچربي و... هستند.

• ايجاد جانوراني كه بعنوان كارخانه توليد آنتيبادي و واكسن و دارو عمل كنند

• ايجاد ماهيها و ساير دامهائي كه با سرعت زياد رشد ميكنند

گياهان مقاوم به حشرات و آفتها

هماكنون با استفاده از اين تكنيكها ژنهاي مربوط به توليد يك پروتئين سمي (بتاتوكسين) از باكتري باسيلوس تورانجينسيس به گياهان متعددي از قبيل ذرت، پنبه و سيبزميني و... انتقال يافته است وبدينوسيله اين گياهان به حشراتي كه علاقه به تغذيه از آنها را دارندمقاوم گشته اند. چرا كه بمحض استفاده حشرات از اين گياه بدليل نابودي دستگاه گوارش آنها از بين خواهند رفت.

هرساله هزينههاي هنگفتي بابت مبارزه شيميائي با اين آفات صورت ميگيرد كه علاوه بر هزينهبري زياد آلودگيهاي زيست محيطي فراواني را به دنبال دارد. راندمان اين مواد شيميايي نيز بدليل ايجاد مقاومت در حشرات در برابر سموم بمرور پايين آمده است و بهمين خاطرنياز به تعويض مكرر اين آفتكشها وجود دارد.

هماكنون در آمريكا ذرت و پنبه و سيب زميني ترانسژنيك تا ميزان زيادي مورد استقبال واقع شده است بطوريكه تا سال 1998حدود 18% از ذرت و 17% از پنبه و 4% از سيبزميني كشت داده شده در آمريكا ازنوع ترانسژنيك بوده است و هماكنون براساس روند رشد موجود برآورد ميشود كه بيش از 50% غلات كشت داده شده در آمريكا از نوع ترانسژنيك باشند.

گياهان مقاوم به بيماريهاي ويروسي و قارچي

بيماريهاي ويروسي و قارچي از مهمترين بيماريهاي گياهي هستند كه علاوه بر وارد كردن خسارات زياد به محصولات كشاورزي مانع كشت آنها در بسياري از شرايط آب و هوائي ميشود.

با كلون كردن برخي ژنهاي گياهان مقاوم درگياهان حساس مانند ژنهاي كيتنياز و 1 و 3 گلوكاناز كه باعث تخريب ديوارهپليساكاريدي قارچهاي پاتوژن ميشوند بيوتكنولوژيستها به گياهاني دست يافتهاند كه مقاوم به قارچهاي پاتوژن ميباشند.

همچنين باكلون كردن ژنهاي جانوري و انجاماقداماتي شبيه واكسيناسيون ميتوان به گياهان مقاوم به ويروس نيز دست يافت. روشهاي مبارزه بيولوژيك بسيار متعدد و متنوع بوده و تنها موارد بالا تنها مثالهائي از اين دست ميباشند.

گياهان مقاوم به علفكشها

بعنوان مثال با انتقال ژنهاي مسئول انتقال يونهاي سديم بداخل گياهاني مانند آرابيدوپسيس سطح تحمل اين گياه تا 200ميلي مولار نمك افزايش پيدا كرده است.

همچنين با خاموش كردن سيستم بيان ژنهاي سنتز اسيدهاي چرب تري ئنوئيك در گياهان بيوتكنولوژيستها توانسته اند تا اين گياهان را در دماهاي بالاتر از حد معمول رشد دهند.

همچنين با انتقال ژنهاي مسئول توليد نوعي پروتئين ضديخ كه در ماهيهاي آبهاي قطبي يافت ميشود به گياهان بسياري،باعث ايجاد مقاومت در برابر سرماي زياد در اين گياهان شدهاند.

گياهانيكه داراي ارزش ويژه اي هستند

هرمادة با ارزشي كه در درون يك گياه يا هر موجود زنده ديگر ساخته شده و تجمع مييابد بواسطه عملكرد ژنهاي مسئول سنتز آن ماده ميباشد. بيوتكنولوژيستها با شناسائي اين ژنها و افزايش قدرت بيان اين ژنها و يا افزايش تعداد نسخههاي اين ژنها در يك گياه ميتوانندگياهان و ميوه هائي كنند كه داراي ارزشهاي غذائي ويژهاي هستند.

همچنين بدليل پايين بودن ميكرونوترنيتها درعلوفه دامها، انتقال ژنهاي مسئول متراكم ساختن آنها در گياهان علوفهاينقش مؤثري در تغذيه دامها و انسان خواهد داشت.

گياهانيكه داراي خصوصيت متابوليكي تغيير يافته هستند

افزايش سرعت رشد جمعيت انساني در سالهاي اخير بركسي پوشيده نيست، ليكن افزايش سرعت توليد محصولات كشاورزي پا به پايآن رشد نكرده است. تا سال 2020 نياز به افزايش 40 درصدي در راندمان كشت برنج وجود دارد. بيوتكنولوژيستها بدو طريق باعث كاهش فاصله اين دو مقوله ازيكديگر خواهند شد. اول با افزايش راندمان كشت محصولات كشاورزي در هرهكتار ودوم با افزايش سرعت رشد گياهان.

بعنوان مثال ژنهائي كه مسئول كنترل قد دركوتاه شدن آن در گياهان هستند بطور غيرمستقيم باعث افزايش راندمان محصول ميشوند. با انتقال اين ژنها در گونه هاي فاقد آن باعث افزايش راندمان گرديده اند.

همچنين با انتقال ژنهاي مسئول فتوسنتز درذرت به برنج توانسته اند راندمان توليد برنج را تا 35% افزايش دهند.

همچنين با دستكاريهاي ژنتيكي در سلولهاي درختاني كه از چوب آنها استفاده ميگردد باعث افزايش سرعت رشد آنها تاحدقابل توجهي شدهاند كه اين امر ميتواند روند تخريب جنگلها را متوقف سازد.(8)

گياهان و ميوه هائي كه داراي زمان ماندگاري بيشتر هستند

آيا قبول داريد درصورتيكه ميوه هائي مانندگوجه فرنگي زمان ماندگاري بيشتري داشته باشند چقدر در كاهش ضايعات اين ميوه مؤثر خواهد بود. بيوتكنولوژيستها با به تأخير انداختن سرعت رسيدن گوجه فرنگي به اين امر دسترسي پيدا كردهاند.

گياهانيكه داراي خاصيت درماني يا پيشگيري هستند

بيوتكنولوژيستها با انتقال ژنهاي سنتزپروتئينهاي مختلف ميكروبي و انساني به گياهان و توليد اين پروتئينها درگياهان دست به ابتكارات مؤثري زده اند. بعنوان مثال توليد واكسنهاي مختلف در گياهان و ايجاد ميوه هائي كه داراي خاصيت واكسيناسيون هستند. و يا امكان توليد پروتئينهائي مثل انسولين در گياهان كه در آيندة بسيار نزديك به تحقق خواهد پيوست باعث انقلابي در اين زمينه خواهد شد.

همچنين گياهان بعنوان ارگانيسمهاي كانديد براي توليد پروتئينهائي مانند آنتي باديها و آنزيمها و... در مقياس بسيار بالا در نظر گرفته شده اند و عملاً كارآئي خود را در اين زمينه نشان دادهاند.

حيوانات ترانسژنيك

امروزه بدليل رشد روزافزون جمعيت نيازبه مواد غذائي اهميت بيشتري پيدا كرده است و اين اهميت هنگامي بيشترميشود كه موضوع كيفيت نيز در كنار آن مطرح شود. بيوتكنولوژيستها بادستكاريهاي بدون ضرر در ژنهاي حيواناتي مانند گوسفند و گاو و ماهي باعث رشدسريع آنها ميشوند. همچنين با دستكاريهاي ژنتيكي ميتوان به گوشت كمچربي وترد دست يافت كه ارزش غذائي و سلامت بخش آن بسيار بالا باشد.

باانتقال ژنهاي مختلف به اين جانوران ميتوان آنها را غني از مواد خاصي كرد.اخيراً دانشمندان ژاپني با انتقال برخي از ژنهاي گياه اسفناج به خوك موجبتوليد گوشتي شدهاند كه داراي برخي خواص استنتاج نيز ميباشد. گاوهاي شيريترانسژنيك ميتوانند بعنوان كارخانههاي توليد پروتئينها و واكسنها وآنتيباديها عمل كنند. هماكنون اين روش بصورت كاربردي در توليد بسياري ازپروتئينها بكار ميرود.

بعنوان مثال گاو ترانسژنيك حامل ژنلاكتوفرين انسان كه يك پروتئين، حاوي آهن و ضروري براي رشد نوزادان استميتواند باتوليد شير نزديك به شير انسان نيازهاي نوزادان انسان را تاحدزيادي برآورده كند.

يابعنوان مثال بزهاي ترانسژنيك ميتوانند در هر ليتر شير بيش از چهارگرم آنتي بادي مونوكلونال توليد كنند كه ارزش آن بسيار بالا ميباشد. بدين نحو با جايگزيني تنها 10 بز ترانسژنيك بجاي يك كارخانه بزرگ مدرن ميتوان به يكروش كاملاً اقتصادي دست يافت.

با دستكاري ژنهاي توليد هورمون رشد در ماهيها و افزايش توليد اين هورمون بصورت طبيعي به ماهي هائي دست يافته اند كه داراي سرعت رشد بسيار بيشتري از گونه مشابه خود هستند.

فوايد بيوتکنولوژي

بيوتکنولوژي جبهه علمي هيجان انگيزي را در کشاورزي گشوده است. تکنيک هاي جديد حاصل از بيوتکنولوژي در مقايسه ، سريع ، بسيار ويژه و در مصرف منابع کارآمد هستند.اکنون ديگر قدرت بيوتکنولوژي قدرتي تخيلي نيست. در چند سال اخير توانسته ايم آنچه را که تنها در فکر مي گذشت به فعل در آوريم . به طور نمونه دانشمندان ياد گرفته اند که چگونه با تغيير ژنتيکي بعضي گياهان مقاومت آنها را در برابر برخي علفکش ها افزايش دهند يا با استفاده از بيوتکنولوژي توانسته اند واکسن هاي مطمئن و کارآ ترين را عليه بيماري هاي ويروسي و باکتريايي نظير هاري کاذب، اسهال و تب برفکي بسازند. بيوتکنولوژي امروزه توانسته است بر روي ژن موجودات زنده کار کند و در جهت هدف هاي پيش بيني شده تغييراتي را ايجاد کند که از اين منظر عبارت از دخالت مستقيم در محتواي اطلاعات وراثتي سلول هاي زنده و توفيق در توليد گونه هاي جديد و بهتر است.

بيوتكنولوژي، روشهاي جديد بهينه سازي گياهان به طور مقرون بهصرفه و از طرق مختلف را ممكن ساخته است ، كه براي نمونه ميتوان بهافزايش مقاومت در مقابل خطرات و بيماريها، راههاي جديد مبارزه باعلفهاي هرز، مقاومت بيشتر در مقابل فشارهاي جوي و محيطي ازجمله خشكسالي، سرما و نمك و مواد شيميايي (مثل آلومينيم)، استفاده بهتر از مواد مغذي مثل نيتروژن، بهبود كيفي فرآوردهها از طريق ايجادتغييراتي در ويژگيهاي موادي مثل اسيدهاي چرب، اسيدهاي آمينه،طعم، مزه و قابليت ح?ظ كيفيت به هنگام ذخيرهسازي و بهبود درچگونگي متابوليسم گياهي (مثل استفاده از نيتروژن فتوسنتز)، توليد گل و دانه و تقسيم مواد غذايي بين ساقه و دانه اشاره نمود.

اهميت بيوتکنولوژي

توسعه پايدار در مفهوم گسترده خود عبارت از اداره و بهرهبرداري صحيح و كاراي منابع پايه، منابع طبيعي، منابع مالي و نيروي انساني براي نيل به الگوي مصرف مطلوب، همراه با به كارگيري امكانات فني، ساختار وتشكيلات مناسب براي رفع نياز نسلهاي امروز و آينده، به طور مستمر وقابل رضايت مي باشد. بر اساس اين تعريف، فنآوري، كليدي مهم برايبهرهوري بيشتر و بهينه از منابع محدود طبيعي است كه به توسعه پايداردر تمام ابعاد منجر ميگردد. لذا برآيند توانايي و ظر?يتهاي يك كشور، براي انتخاب، تشخيص و انطباق يك فنآوري بيخطر و مناسب براي محيطزيست ميتواند معياري براي خودكفايي پايدار و در نهايت نيل بهتوسعه پايدار جهاني باشد. امروزه بيوتكنولوژي و به ويژه نوع مدرن آن، يكياز ابزارهاي نيرومند تكنولوژيك محسوب ميشود كه خود به دليل ظرفيت، توان بالقوه و قابل توجهاش، اثرات شگرفي بر جامعه از حيث اقتصادي ، علمي و اجتماعي گذارده است.

با توجه به مسائل ذكر شده ، بطور اخص ميتوان اهميت كاربرد بيوتكنولوژي دركشاورزي را بصورت ذيل بيان نمود:

الف) كاربرد بيوتكنولوژي در كشاورزي موجب افزايش توليدميگردد. نمونههايي از اين تأثير توليد ?رآوردههاي جديد دامي و يا توليد مثل براي به دست آوردن گاوهايي با شيردهي بيشتر است.

ب) بهكارگيري بيوتكنولوژي در كشاورزي، موجب كاهش هزينههايكشاورزي ميگردد. (مانند ايجاد گياهان مقاوم به آفات كه است?اده ازآفتكشها را به حداقل كاهش ميدهد)

ج) به كارگيري اين تكنولوژي امكان بالقوه براي توليد غذاهايي باكيفيت بالا، فرآوردههايي با ارزش افزوده بيشتر و متناسب با انتظاراتمصرف كننده و صنايع تبديلي غذايي را به وجود آورده است (گوشتهايكمچربي، بذرهاي روغني با مقدار چربي تغيير يافته، سبزي هايي باانبارگي طولانيتر، نمونههايي از اين مورد هستند)

د) ا ميد ميرود كه بيوتكنولوژي با ارائه گياهان مقاوم به آفات و امثالآن، روشهايي را براي مقابله و كنترل علفها و آ?ات در اختيار قرار دهد كه براي محيط زيست زياني نداشته باشد

جايگاه زيست فناوري در تغييرات اقليمي جهان

آيا زيست فناوري ميتواند سياره ما را نجات دهد؟ بيشتر مردم با شنيدن اين پرسش به ياد غذاهاي تغيير يافته ژنتيكي و داروهاي جديد مي افتند. اما فناوريهاي مشابه توليد مواد غذايي و دارويي, برخي دانشمندان را به اين فكر انداخته كه اين راهكارها ميتواند تا حدي پديده گرم شدن زمين را كه به دليل اثر گلخانه اي روي ميدهد, تعديل كند.

اثر گلخانه اي زماني روي ميدهد كه انرژي تابشي محبوس شده در جو زمين از انرژي بازتابيده به فضا بيشتر باشد. گازهاي كربن دار نظير دي اكسيد كربن و متان جزو مهمترين گازهايي هستند كه باعث ذخيره حرارت در جو زمين ميشوند. بر اين اساس, هرچه ميزان اين گازها در جو افزايش يابد (مثلا به دليل مصرف سوختهاي فسيلي) جو زمين گرمتر ميشود.

از آنجايي كه جهان همچنان به مصرف سوختهاي فسيلي وابسته است, ميزان كربن وارد شده به جو با روندي به مراتب بيش از آنچه طبيعت قدرت دفع آنرا داشته باشد ادامه دارد. بنابراين هر عاملي كه بتواند مستقيم يا غير مستقيم كربن اضافي را از جو خارج كند, باعث كند شدن اثر گلخانه اي ميشود. به نظر ميرسد كه راهكارهاي زيست فناوري در اين مورد مفيد واقع شوند.

به طور كلي دو روش عمده براي كاهش ميزان كربن جو وجود دارد: كاهش ورود كربن به جو (از طريق كاهش مصرف سوختهاي فسيلي) و خارج كردن آن از جو از طريق تثبيت كربن در زمين يا آب درياها.

پژوهشگران چند كاربري را براي گياهان تغيير يافته ژنتيكي در اين امر پيشنهاد كرده اند. يكي به كار گيري گياهان تغيير يافته ژنتيكي موجود با هدفي متفاوت است. به گفته پروفسور "چارلز رايس", استاد علوم زراعي دانشگاه كانزاس, گياهاني كه براي مقاومت به خوابيدگي (ورس) در آنها دستكاري شده, از توانايي بالايي در تثبيت كربن برخوردارند.

به عنوان مثال, ارقام ذرت دستكاري شده به دليل داشتن ساقه هاي صخيم تر و خشبي(چوبي)تر, كربن بيشتري را به صورت ليگنين و سلولز در خود ذخيره ميكنند. اين دو تركيب در خاك به كندي تجزيه ميشوند, بنابراين به گفته "رايس", "هرچه ماده زنده بيشتري توليد شود, كربن بيشتري در خاك تثبيت خواهد شد".

همين ويژگي ميتواند به گياهان ديگر نيز منتقل شود تا كربن بيشتري در خاك تثبيت شود. به عنوان نمونه ميتوان گوجه فرنگيهايي توليد كرد كه در عين توليد محصولي معمولي داراي ساقه اي چوبي باشد. در عين حال بايد توجه داشت كه توليد چنين رقمي آسان نيست, چرا كه در روشهاي اصلاحي (اعم از سنتي و نوين) گياهان براي بهبود تنها يك ويژگي اصلاح ميشوند, و در صورت تغيير در كيفيت محصول يا اثر آن بر محيط زيست, از آن استقبال نخواهد شد.

از سوي ديگر, تثبيت كربن در خاك تنها به كمك محصولات زراعي انجام نميشود. "اسكات آنجل" ميكروبيولوژيست گروه انرژي مركز پژوهشهاي بهبود تثبيت كربن در اكوسيستم هاي طبيعي از دانشگاه مريلند, مشغول مطالعه روي گونه هاي چمن و درختان و نيز فرايندهاي طبيعي و شيميايي است تا بتواند روشهاي موثرتري را براي تثبيت كربن در اكوسيستم را طراحي كند.

"جف فيدلر", اقليم شناس شوراي دفاع از منابع طبيعي, معتقد است كه دستكاري ژنتيكي گياهان براي مقاصد اقليمي امري است مطلوب, اما اين فعاليتها را پاسخگوي نيازهاي امروزي نميداند: "من قصد كوچك جلوه دادن پژوهشها را ندارم, اما در ايالات متحده بزرگترين منابع توليد كربن, كارخانه ها و صنعت حمل و نقل است. و به نظر نميرسد كه راهكارهاي زيست فناوري بتواند اين مشكل را پوشش دهد."

با اين وجود "آنجل" معتقد است توليد گياهان مقاوم به علفكش ميتواند به ميزان قابل توجهي به تثبيت كربن در خاك كمك كند. علفهاي هرز علاوه بر افزايش مصرف سوخت فسيلي به وسيله ماشين آلات (كه به نوبه خود باعث ورود كربن به جو ميشود), كربن خاك را در معرض اكسيژن قرار ميدهد و احتمال برگشت كربن به جو را افزايش ميدهد.

همچنين "رايس" معتقد است كه ميكروارگانيسم هاي تغيير يافته ژنتيكي نظير باكتري ها و قارچها نيز ميتوانند در تثبيت كربن ايفاي نقش كنند. اگر بتوان با دستكاري ژنتيكي قارچها و باكتري ها را وادار به جذب كربن بيشتر كرد, مقدار قابل ملاحظه اي كربن توسط اين دو گروه از جانداران تثبيت خواهد شد. قارچها به طور خاص از اين نظر كه كربن لايه هاي زيرين خاك را افزايش ميدهند مورد توجه هستند.

"ليندا ليژور" قارچ شناس و ژنتيك دان آزمايشگاه ملي شمالغرب ايالات متحده به دنبال روشي است كه در آن با دستكاري ژنتيكي, قارچها قادر به شكستن ملكولهاي سلولز و توليد مواد سوختي مفيد از پسماندهاي گياهي باشند, مانند توليد اتانل يا هيدروژن از سبوس غلات. او روزي را تجسم ميكند كه مردم سوخت خودروهاي هيدروژني خود را از چمن باغچه خود به دست آورند.

در حال حاضر خودروهاي هيدروژني, هيدروژن مورد نياز خود را از سوخت فسيلي تامين ميكنند, امري كه جلوي افزايش ميزان كربن در جو يا بي نيازي از سوختهاي فسيلي را نخواهد گرفت. "ليژور" توضيح ميدهد كه اين دو جنبه بسيار مورد توجه وزارت انرژي ايالات متحده است.

وي همچنين مي افزايد كه شناخته شده ترين قارچها مخمرها هستند, كه قرنهاست از آنها براي تهيه الكل استفاده ميشود. اما در مقابل, از قارچهاي رشته اي كه در خاك فراوان هستند اطلاعات چنداني در دسترس نيست. و هدف وي نيز مطالعه اين دسته از قارچها به منظور كشف توانايي هاي آنها ميباشد.

امكان توليد چنين فناوريهايي در كنار حساسيت همگاني نسبت به پديده گرم شدن زمين, اين احتمال را به وجود آورده كه دانش زيست فناوري نقش بسزايي در كاهش كربن جو ايفا كند. به تدريج تلاشهايي در جريان است كه بجاي مخالفت با به كار گيري راهكارهاي زيست فناوري, آنها را در حل مسائلي از اين دست به كار گيرند.

"بلين متينگ" همكار خانم "ليژور" كه بر روي توليد هيدروژن از ميكربها كار ميكند, ميگويد: "كليه اين دستاوردهامحصول پژوهشهايي است كه در زمينه هاي كشاورزي, فرايندهاي صنعتي, و پاكسازي محيط زيست انجام شده است. به احتمال زياد در آينده بخش عمده اي از پژوهشهاي زيست فناوري مستقيما بر روي تثبيت گازهاي گلخانه اي متمركز خواهد شد.

با اين وجود "فيدلر" يادآوري ميكند كه دستاورد اين پژوهشها ممكن است زودتر از 20 الي 50 سال آينده نمايان نشود. او ميگويد: "مشكلي كه با آن مواجه هستيم, افكار عمومي است: مردم دوست ندارند 20 سال براي حل مشكلشان صبر كنند, به خصوص كه معلوم نيست تمام پيش بيني ها درست از آب درآيد. البته اين به آن معني نيست كه زيست فناوري در تثبيت كربن نقشي نخواهد داشت, بلكه ممكن است در نظر مردم اين كار مفيد به نظر نيايد. لازم است ابتدا مردم بپذيرند كه هيچ راه حل سريع و فوري براي حل مشكلات وجود ندارد."

بيوتکنولوژي کشاورزي تا چه اندازه مي تواند در در اقتصاد کشور موثر باشد؟

بيوتکنولوژي مي تواند هزينه توليد محصولات زراعي را کاهش دهد و در مدت زمان همچنين بيوتکنولوژي کشاورزي کوتاهتر پروژه هاي اصلاحي را به نتيجه برساند ضمن، افزايش عملکرد، محصولات سالمتري را ايجاد مي کند. اگر بيوتکنولوژي فقط بتواند در هر هکتار 10 درصد محصولي مثل گندم و برنج را افزايش دهد، با محاسبه ميزان افزايش توليد در کل زمين هاي زير کشت، فوايد اقتصادي بيوتکنولوژي روشن مي شود. حال اگر به تنوع فعاليت بيوتکنولوژي کشاورزي توجه شود، احتمالا براي محاسبه فوايد اقتصادي بيوتکنولوژي يک پروژه بزرگ تحقيقاتي مورد نياز است.

جنگلداري بيوتكنولوژيك

سازمان غذا و كشاورزي ملل متحد در جديدترين گزارش منتشرشده خود از سرعت رشد و گسترش تحقيقات و كاربرد بيوتكنولوژي در جنگلداري خبر داد.

بنابراين گزارش، ?عاليت اغلب كشورها در زمينه اصلاح ژنتيكي درختها و گونه هاي گياهي و به طور كلي بيوتكنولوژي به طور قابل توجهي ا?زايش يا?ته است. اين ميزان در كشورهاي توسعه يا?ته تا 70 درصد ا?زايش يا?ته است. ايالات متحده، ?رانسه و كانادا در ميان كشورهاي توسعه يا?ته بالاترين ميزان كاربرد اين ?ن آوري را به خود اختصاص داده اند و هند و چين نيز در رتبه هاي اول و دوم كاربرد اين ?ن آوري در ميان كشورهاي در حال توسعه قرار گر?ته اند.

بيش از 140 گونه درخت بيوتكنولوژيكي توليدشده و 270 ?عاليت مرتبط با بيوتكنولوژي جنگلها طي 10 سال گذشته گزارش شده است.

همچنين 35 كشور نيز در جهان به ?عاليتهاي اصلاح ژنتيكي اقدام كرده اند و بيش از 210 مطالعه ميداني در 16 كشور جهان بر روي گونه هاي درختي اصلاح ژنتيكي شده در حال انجام است.

كشور چين در گزارشي كه در اين باره منتشر كرده، ميزان توليد و كاشت درختان اصلاح ژنتيكي شده را حدود 4/1 ميليون اصله درخت در 300 تا 500 هكتار از اراضي اين كشور تا سال 2002 اعلام كرده است.

گ?تني است، اصلاح ژنتيكي درختان در توليد چوب با كي?يت تر اقدام موثري به شمار مي رود و با توجه به نياز جهاني به اين محصول علت اقبال و توجه كشورها به اين ?ن آوري مشخص مي شود.

البته كارشناسان هنوز در اثبات اين امر كه گسترش چنين اقدامهايي براي اكوسيستم مضر است يا م?يد به نتايج قطعي نرسيده اند.

معرفي رشته بيوتکنولوژي

همانطور که دانش بيوتکنولوژِي با علوم مختلف اعم از بيولوژي مولکولي ، مهندسي فرايندها ، شيمي ، مکانيک ، کامپيوتر ، و علم پزشکي در ارتباط است ، رشته بيوتکنولوژي نيز يک رشته کاربردي و ميان رشته اي مهندسي علوم است که قلمرو آن حداقل ?? حوزه تخصصي علوم را در بر مي گيرد. اين رشته در کشور ما از سال ???? در دانشکده علوم دانشگاه تهران در مقطع دکتراي پيوسته ارائه مي شود.

دکتر مقاري رئيس دانشکده علوم دانشگاه تهران در معرفي اين رشته مي گويد:

رشته بيوتکنولوژي از سه مرحله کارشناسي ، کارشناسي ارشد و دکتري تشکيل شده است که دانشجويان در مرحله کارشناسي پس از گذراندن موفقيت آميز ??? واحد دروس مشترک معرفتي – نظري ، علوم پايه ، پزشکي ، مهندسي و مباني بيوتکنولوژي به اضافه آموختن زبان انگليسي در حد ??? نمره تافل و آشنايي کامل با يک زبان برنامه نويسي کامپيوتر در صورتي که معدل آنها در هر نيمسال تحصيلي ?? باشد ، مي توانند وارد مرحله دوم يعني مقطع کارشناسي ارشد شوند که در اين مقطع يکي از ? گرايش بيوتکنولوژي ميکروبي ، بيوتکنولوژي پزشکي ، بيوتکنولوژي محيطي و دريايي ، بيوتکنولوژي مولکولي ، فرآورش زيستي و بيوتکنولوژي کشاورزي (گياهي) را انتخاب کرده و بعد از گذراندن ?? واحد در يکي از گرايشهاي تخصصي ، و انجام معادل ? واحد پژوهشهاي انفرادي و ارائه 2 واحد سمينار از مقطع کارشناسي ارشد فارغ التحصيل مي شوند. در اين مرحله در صورتي که ميانگين نمرات دروس مقطع کارشناسي ارشد آنها حداقل ?? باشد ، ميتوانند در امتحان جامع شرکت کنند و در صورت موفقيت در اين امتحان ، وارد مرحله دکتراي تخصصي خواهند شد و رسماً براي ثبت پايان نامه دکتري اقدام کنند.

به عبارت ديگر دانشجويان اين رشته نيز براي ورود به مقطع کارشناسي ارشد و دکتري بايد شرايط لازم را داشته باشند. يعني بايد ميانگين معدل بالايي داشته و در آزمون جامع موفق شوند اما در يک آزمون رقابتي شرکت نمي کنند.

ابعاد اقتصادي بيوتكنولوژي در حوزه كشاورزي

ابعاد اقتصادي بيوتكنولوژي در حوزه كشاورزي بسيار چشمگير بوده است. بسياري از صاحبنظران معتقدند سده بيست¬ويكم، قرن حاكميت و شكوفايي فناوري زيستي است و اين فناوري را عامل دومين انقلاب سبز در آينده به حساب مي‏آورند.

به مدد اين فناوري نوين، پتانسيل قابلتوجهي در علوم زيست‏شناسي پايه، صنايع كشاورزي، پزشكي و داروسازي، فرآوري غذايي و صنايع شيميايي پديد آمده است.

بيوتكنولوژي امكاناتي را فراهم مي‏آورد كه از طريق روش‏هاي سنتي قابل دسترس نيستند. لذا بكارگيري اين فناوري در كشاورزي ميتواند با هدف بهره‏وري بيشتر از منابع موجود، كشاورزي پايدار، سلامت محيط‏زيست و در جهت كمك به روش‏هاي سنتي "به‏نژادي"، موثر واقع شود. به طور كلي، استفاده از فناوريزيستي در كنار روش‏هاي سنتي (كلاسيك) باعث تسريع در دستيابي به اهداف "به‏نژادي" و تأمين احتياجات كمي وكيفي بشر در آينده خواهد‏ بود. در عين حال هيچگاه نبايد اين فناوري به عنوان جايگزين روش‏هاي سنتي و معمول "به‏نژادي" قلمداد شود، بلكه اين دو مكمل يكديگر هستند.

حوزه هاي مختلف بيوتکنولوژي گياهي نوين

بهطور كلي بيوتكنولوژي نوين از سه ابزار مهم زير در زمينه كشاورزي بهره ميگيرد:

الف) مهندسي ژنتيك و دي-ان-آي نوتركيب

ب) كاربرد نشانگرهاي مولكولي (پروتئين و دي-ان-آ)

ج) كشت سلولها، اندامها و بافتهاي گياهي

الف) مهندسي ژنتيك و ديانآي نوتركيب

مهندسي ژنتيك، پيچيدهترين شاخه بيوتكنولوژي است كه روشهاي مبتني بر ژنتيك سلولي و مولكولي، نشانگرهاي مولكولي، كشت سلول و بافت، ميكروبيولوژي و بيوشيمي را در بر ميگيرد. به طوركلي مهندسي ژنتيك شامل استفاده از روشهاي انتخاب ژن موردنظر، جداسازي، خالصسازي، تكثير و انتقال ژنها و ارزيابي بروز آنها در موجود زنده ميباشد. اين فناوري امكاناتي را فراهم ميآورد كه با روشهاي سنتي (كلاسيك) امكانپذير نيست.

گياهان تراريخته و اهميت اقتصادي آنها

فنون دستورزي ژنتيكي گياهان در اوايل دهه 80 ميلادي ابداع گرديد و نتايج كاربردي آن از اوايل دهه 90 با ايجاد گياهان تراريخته مقاوم به آفات، بيماريها و علفكشها به ثمر نشست. اكنون حدود دو دهه از پيدايش فنون ديانآي نوتركيب و مهندسي ژنتيك گياهي ميگذرد. در اين مدت سرمايهگذاريهاي هنگفت و تلاش فراواني در نقاط مختلف دنيا براي توسعه و بهبود اين فنون جهت دستيابي به اهداف موردنظر بهعمل آمد. مهندسي ژنتيك، انقلاب سبزي را براي بهبود كمي و كيفي محصولات كشاورزي و غلبه بشر بر گرسنگي و فقر غذايي بنيان نهاده است.

دانشمندان با دستكاري ژنهاي يك گياه، جانور و ميكروارگانيسم، نژادهاي تراريختهاي از آن را به وجود ميآورند كه نسبت به نژاد طبيعي، به آفات و بيماريها و يا سموم مقاوم بوده، يا برخي عناصر غذايي و ويتامينها را كه نوع طبيعي فاقد آن است، توليد مينمايد. لذا اين قبيل گياهان يا جانوران، محصول بيشتر و با كيفيت بهتري توليد ميكند. در دهه آينده اميد ميرود با استفاده از گياهان زراعي تراريخته، افزايش عملكرد از 10 به 25 درصد برسد.

از سالهاي 1982 و 1983 كه اولين انتقال موفقيتآميز ژنها به سلولهاي گياهي انجام شد، سرعت پيشرفت ايجاد گياهان تراريخته افزايش يافت. اولين آزمايش مزرعهاي گياهان تراريخته در سال 1986 در كشور فرانسه انجام گرفت. اما استفاده عملي از گياهان تراريخته، زماني آغاز شد كه كشور چين تنباكو و گوجهفرنگي تراريخته مقاوم به ويروس را در پايان سال 1992 براي عرضه در بازار تصويب نمود و سپس گوجهفرنگي با قابليت انبارداري بيشتر توسط شركت كالگن آمريكا در سال 1994 معرفي شد. امروزه توليد گياهان تراريخته از عمدهترين كاربردهاي بيوتكنولوژي در كشاورزي ميباشد. در حال حاضر، انتقال ژن از طريق مهندسي ژنتيك و توليد گياهان تراريخته در مواردي همچون مقاومت به آفات، بيماريها، علفكشها، بهبود كيفيت پروتئين و روغن و غيره در بيش از 60 گياه زراعي، باغي و زينتي حاصل شده است و تعداد آنها با سرعت زيادي روز به روز افزايش مييابد.

سطح زيركشت اين قبيل گياهان در جهان طي سالهاي اخير با روند تصاعدي افزايش يافته و از سال 96 تا 2001 حدود 30 برابر شده است (جدول 1). اكنون بيش از 25 درصد سطحكشت جهاني گياهان تراريخته در كشورهاي در حال توسعه قرار دارد. شمار كشورهايي كه گياهان زراعي تراريخته را كشت ميكنند، از يك كشور در سال 1992 به چهارده كشور در سال 2002 افزايش يافته است.

ميزان فروش محصولات گياهان تراريخته طي سالهاي 1995 تا 2000 بهسرعت افزايش يافت (جدول 2). بازار جهاني گياهان تراريخته در سال 2001 از مرز سه ميليارد دلار گذشت و پيشبيني ميشود كه در سال 2005 و 2010 به ترتيب تا حد 6 و 20 ميليارد دلار افزايش يابد. سود حاصل از گياهان تراريخته طي سال 1999 حدود 700 ميليون دلار بود كه بيش از دو ميليون كشاورز از آن بهرهمند شدهاند. در سال 2001 حدود پنج­و­نيم ميليون كشاورز از كشت اين قبيل گياهان بهره بردهاند. لذا اكنون مقبوليت گونههاي جديد زراعي، باغي و حتي دام‏هاي تراريخته نزد كشاورزان افزايش يافته است و اين خود موضوعي است كه دانشمندان را به سوي توليد فرآورده‏هاي نوين و با قابليت‏هاي بيشتر سوق مي‏دهد.

كاهش هزينه كشاورزان از طريق كنترل بهينة آفات، بيماريها، علف‏هاي هرز، كاهش مصرف سموم و افزايش كميت و كيفيت محصول، از جمله مزيتهاي حاصل از كاربرد گياهان تراريخته (تغييريافتة ژنتيك) ميباشد. گياهان تراريخته مقاوم به آفات و بيماريهاي شايع و خسارتزا قادرند خسارات ساليانه 30 درصدي محصولات كشاورزي را كاهش دهند؛ در نتيجه امروزه شاهد رويكرد كشاورزان در كشورهاي صنعتي به سوي كاشت و بهره‏برداري از اين قبيل گياهان هستيم. كاشت اينگونه گياهان، هزينههاي مبارزه شيميايي و كاربرد سموم دفع آفات نباتي را كاهش ميدهد. از سوي ديگر صدمات وارده به منابع زيستي مثل خاك و آبهاي زيرزميني را به حداقل ميرساند. براي روشن شدن مطلب به ذكر چند مثال زير بسنده ميشود:

زمينههاي مختلف كاربرد گياهان تراريخته:

1- مبارزه با آفات و بيماريها

يكي از رويكردهاي بيوتكنولوژي براي مبارزه با آفات و بيماريهاي گياهي، مقاوم نمودن گياه از طريق دستكاري ژنتيك و انتقال ژن ميباشد. توليد گياهان تراريخته حاوي ژنهاي توليدكننده پروتئينهاي سمي، كه در مقابل آفات خاصي بسيار سمّي و مؤثر بوده و در عين حال براي انسان، گياه، حياتوحش و حشرات مفيد، زياني ندارند، از مثالهاي كاربردي مهندسي ژنتيك ميباشد.

2- مبارزه با علفهاي هرز

مهندسي ژنتيك در مبارزه با علفهاي هرز نيز به كمك كشاورزي آمده است. انتقال ژنهاي مقاومت به علفكش كه منشاء باكتريايي دارند، توانسته است ارقام جديدي از گياهان ذرت، پنبه، سويا و كلزاي مقاوم به علفكشهاي مهم همچون رانداپ و باستا را ايجاد نمايد. گياهان تراريخته مقاوم به علفكش اكنون بيشترين سطح كشت جهاني گياهان تراريخته را به خود اختصاص دادهاند.

3- بهبود كيفيت غذايي

4- تحمل نسبت به تنشهاي محيطي

حدود 80 درصد اختلاف بين مقدار محصول بدست آمده و محصول مورد انتظار از خسارات تنشهاي محيطي ناشي ميشود. اكثر موفقيتهاي كاربردي مهندسي ژنتيك در زمينه صفات تكژني ساده بوده است. اما بسياري از صفات اقتصادي و مطلوب در كشاورزي از جمله تحمل به تنشهاي محيطي توسط تعداد زيادي ژن كنترل ميشوند و كار براي اصلاح اين صفات مشكل ميباشد. با اين وجود، برخي از ژنها مرتبط با تنشهاي محيطي از قبيل تحمل به سرما، گرما، عناصر سنگين، شوري و خشكي شناسائي و استفاده شدهاند، ولي كاربرد تجاري از آنها بدست نيامده است.

به عنوان مثال ميتوان از انتقال ژن مانيتول (يك ژن باكتريايي) براي افزايش تحمل به شوري در توتون نام برد. همچنين مهندسي ژنتيك توانسته است سيبزميني و توتفرنگي مقاوم به يخبندان ايجاد نمايد. انتقال يك ژن باكتريايي به گياه تنباكو، به بقاي آن در محيط شور كمك نموده است. با توليد برنج مقاوم به شوري نيز امكان زيركشت بردن 86.5 ميليون هكتار از زمينهاي شور جنوب و جنوب شرقي آسيا فراهم ميآيد. دانشمندان ژاپني مشغول تحقيق در مورد توليد نوعي برنج پايدار در برابر خشكي و سرما و مقاوم به بيماريها هستند.

5- توليد مواد دارويي از گياهان

بكارگيري فناوري نوين زيستي علاوه بر آنكه در توسعه منابع جديد غذايي، حفظ محيطزيست و غيره منشاء اثرات مفيد بوده است، در ارائه راهكارهاي نوين و آسان در برقراري و حفظ بهداشت و سلامت بشر نيز موفق عمل نموده است. توليد واكسن‏هاي خوراكي و فراورده‏هاي دارويي بوسيلة گياهان نيز رويداد مهمي است كه منجر به افزايش كيفيت زندگي در كشورهاي عقب­مانده خواهد گشت. براي مثال، واكسيناسيون افراد دركشورهاي در حال توسعه، نيازمند خريد سالانه واكسن از كشورهاي صنعتي است و نياز به سرمايهگذاريهاي كلان جهت ايجاد زيرساختارهاي بهداشتي و فراهم نمودن تجهيزاتي دارد كه دسترسي به آنها سهل و ارزان نيست. اما بيوتكنولوژي گياهي توانسته است پيشرفتهاي قابل ملاحظهاي در توليد واكسنهاي خوراكي در گياهان زراعي يا ميوهجات ايجاد كند.

تنباكوي توليدكننده هموگلوبين انساني و ملانين در ايالت كاروليناي شمالي آمريكا در حال انجام آزمايشات مزرعهاي ميباشد.

6- توليد آنزيمها و فرآوردههاي صنعتي

در حال حاضر پژوهشگران، سيستمهاي ويژهاي براي كنترل ژنهاي نوتركيب در داخل گياهان ابداع كردهاند كه آنها را قادر ساخته تا بتوانند ويژگيهاي موردنظر را تنها در يك قسمت از گياه به وجود آورند؛ به صورتي كه بتوان از يك گياه علاوه بر محصول اصلي و زراعي آن، فرآوردههاي جانبي ديگري نيز بدست آورد. اخيراً نوعي سيبزميني بهوجود آمده است كه قابليت توليد دو نوع محصول، يكي غذايي و ديگري آنزيمي را تواماً دارا ميباشد.

آنزيمهاي صنعتي در فرمانتورها (بيوراكتورها) توليد ميشوند، اما توليد آنها بدين روش، به دو عامل گرانقيمت يعني زمان و نيروي كار وابسته است. پژوهشگران معتقدند استفاده از گياهان به عنوان بيوراكتورها براي توليد آنزيمها، آسانتر و ارزانتر خواهد بود. هزينه توليد يك گرم محصول با استفاده از فرمانتور 50 تا 250 دلار است در صورتي كه توليد آنزيم در گياهان، كمتر از يك پني براي هر گرم محصول هزينه در بر دارد. اين مساله تنها به سيبزميني محدود نميشود، بلكه از گياهان ديگر بهويژه ذرت نيز ميتوان براي توليد آنزيم در قسمتهاي غيرخوراكي آنها استفاده كرد. توجه به اين نكته ضروري است كه بيش از 120 ميليون تن ساقه خشك ذرت و 4 ميليون تن برگ و ساقه خشك سيبزميني در هر سال توليد ميشود كه ميتواند منبعي براي توليد مواد صنعتي باشد. علاوه بر اين، كشاورزان ميتوانند با كشت يك گياه و صرف هزينه واحد، همزمان دو محصول را توليد كنند كه بدين ترتيب افزايش درآمدي بالغ بر 100 تا 200 دلار در هر ايكر (واحد سطح) را به دنبال خواهد داشت. مشاهده ميشود كه چنين دستاوردهايي علاوه بر كاهش بسياري از هزينهها، موجب آشتي هر چه بيشتر تكنولوژي و طبيعت نيز ميشود.

7- كاهش نياز گياهان به كودهاي شيميايي

در زمينه دستورزي سيستم تثيبت ازت و جذب فسفر و پتاسيم نيز ژنهايي شناسايي و همسانهسازي شدهاند و مطالعاتي در حال انجام ميباشد. به عنوان مثال، ژنهاي ترانسپورتر فسفات از آرابيدوپسيس جداسازي و كلون شدهاند و وجود چنين ژني در گوجهفرنگي نيز گزارش شده است. چنين راهبردهايي در آينده ميتواند نقش مهمي در حل مشكلات حاصلخيزي خاك و كاهش نياز گياهان به كودهاي شيميايي ايفا نمايد.

ب) كاربرد نشانگرهاي مولكولي (پروتئين و دي.ان.آ)

اگرچه برخي از متخصصين، نشانگرهاي بيوشيميايي شامل آيزوزايمها و پروتئينهاي كلي و ذخيرهاي را كه از اواسط دهه 1950 ميلادي معرفي شدهاند به عنوان نشانگرهاي مولكولي ميشناسند، اما امروزه واژه نشانگرهاي مولكولي بيشتر با نشانگرهاي ديانآ مترادف ميباشد.

نشانگرهاي مولكولي در عرصه مطالعات ژنتيك، سيتوژنتيك، ردهبندي و بهنژادي، داراي كاربردهاي متعددي هستند كه دو مورد از مهمترين آنها به شرح زير ميباشند:

1. بررسي روابط خويشاوندي و روند تكاملي: شناخت تنوع ژنتيكي و طبقهبندي ذخائر توارثي، يك امر زيربنايي و پايه براي طراحي موفق برنامههاي بهنژادي ميباشد و همچنين در آسان نمودن مديريت حفظ و نگهداري مجموعههاي ژنتيكي نقش بسزايي دارد. بررسيهاي تنوع ژنتيكي و طبقهبندي از طريق نشانگرهاي مولكولي به طور گستردهاي در ساير كشورها براي اكثر گياهان انجام شده است. انجام اين كار در مورد ذخاير توارثي گياهان نيز جنبه بنيادي-كاربردي دارد و براي كمك به طراحي برنامههاي بهنژادي، بسيار ضروري است. همچنين ميتوان با شناسايي و حذف نمونههاي تكراري موجود در بانك ژن از هزينههاي اضافي براي تكثير و نگهداري آنها جلوگيري نمود.

2. تعيين نقشه ژنتيكي (جايگاه كروموزومي و پيوستگي ژنها): تعيين نقشه ژنتيكي موجودات در مطالعات ژنتيك پايه و بهنژادي اهميت دارد. نقشهيابي و تعيين توالي ژنوم گياهان همچنين به روشن شدن عمل ژن و تنظيم ابراز آن كمك ميكند.

ج) كشت سلولها و بافتهاي گياهي

يك شركت چند مليتي با استفاده از روشهاي كشت بافت و سلول، ساليانه بيش از يك ميليون اصله نهال نخل روغني توليد و تكثير مينمايد و به كشورهاي جهان سوم صادر ميكند. سرعت عمل، خالص بودن و سالم بودن باعث ميشود محصول (در مقايسه با كشت و تكثير معمولي نخل) حدود 30 درصد افزايش يابد. در كره از طريق كشت بافت سيبزميني طي سالهاي 1981 تا 1986 ميزان محصول از 12 به 26 تن در هكتار رسيده است.

برخي كاربردهاي كشت بافت گياهي

در ادامه، برخي از مهمترين كاربردهاي كشت بافت گياهي و فوايد اقتصادي آنها مورد بررسي قرار ميگيرد:

1- توليد گياهان دابلهاپلوئيد

اين روش، طول دوره بهنژادي را از حدود 12-10 سال (در برنامههاي بهنژادي سنتي و كلاسيك) به 7-6 سال كاهش ميدهد و لاينهاي صددرصد خالص (هموزيگوس) ايجاد مينمايد. بنابراين روش دابلهاپلوئيدي ميتواند سريعتر از روشهاي سنتي، رقم جديد را معرفي نمايد.

توليد رقمهاي دابلهاپلوئيد در گندم، جو، برنج، كلزا، ذرت، نيشكر، سويا، انگور و سيب گزارش شده است. در چين رقمهاي جديد برنج دابلهاپلوئيد حاصل از كشت دانه گرده و بساك در سطح ميليونها هكتار كشت ميشوند. در فرانسه نيز دو رقم كلزا كه به طور غالب كشت­وكار ميشوند و يك رقم گندم و همچنين در كانادا دو رقم جو از اين طريق توليد شدهاند.

2- تكثير انبوه گياهان

اين روش علاوه بر تكثير سريع و توليد گياهان عاري از عوامل بيماريزا، در اكثر گياهان چندساله از جمله خرما و گردو باعث كاهش دوره نونهالي و زودباردهي آنها ميشود. همچنين فضاي بسيار كمتري براي تكثير نياز ميباشد.

طي يك دوره هشت­ماهه، از يك غده سيبزميني عاري از ويروس حاصل از كشت مريستم انتهايي، تعداد 2 ميليارد غده سالم يكسان در يك مساحت 40 هكتاري بدست آمد. اين سرعت تكثير 100 هزار برابر بيشتر از سرعت توليد مثل جنسي است.

يك نخل روغني توسط كشت يك قطعه از بافت برگ توانست طي يكسال حدود 500 هزار گياه يكسان مقاوم به فيلاريوسيس با توليد روغن 6 تن در هكتار را تامين كند (اين مقدار روغن 30-6 برابر بيشتر از ساير گياهان اصلي توليد كننده روغن مانند آفتابگردان و سويا ميباشد). همين روش براي تكثير رقمهاي جديد نارگيل نيز به كار ميرود. كشت مريستم انتهايي و يا جوانههاي جانبي و توليد و تكثير گياهان عاري از بيماري و ويروس در بيش از 50 نوع گياه شامل سيبزميني، توت فرنگي، انگور، ليمو، كاساوا، سيبزميني شيرين، موز و غيره امكانپذير ميباشد.

3-تنوع سوماکلونال

كشت سلولها و بافتهاي گياهي در محيطكشت مصنوعي و در شرايط خاص باعث بروز تغييرات ژنتيكي در آنها ميشود. بنابراين جهت ايجاد تنوع و انتخاب گياهان واجد صفات تغييريافته و جديد از قبيل گياهان مقاوم به شوري، خشكي، گرما، سرما و مقاومت به آفات و بيماريها و يا بهبود كيفيت مواد غذايي از اين روشها استفاده گرديده است كه در بعضي از زمينهها، رقمهاي تجاري نيز توليد شده است. طي دهه اخير نيز اين گونه پژوهشها با شدت بيشتر دنبال ميشود. با توجه به وجود اكثر مشكلات فوق در كشور، بكارگيري اين فنون در ايران نيز ميتواند پتانسيل اقتصادي قابل توجهي به دنبال داشته باشد.

از ايجاد رقمهاي جديد تجاري توسط تنوع سوماكلونال ميتوان به موارد زير اشاره نمود:

- گوجهفرنگي داراي رنگ، طعم و بافت عالي كه ميتواند 14-10 روز پس از برداشت (بدون آسيب) نگهداري شود.

- فلفل شيرين با اندازه ريز، بدون دانه، تغيير درجه شيريني و رنگ قرمز تيره از طريق كشت بساك به مرحله تجاري رسيده است.

- رقمهاي هويج و كرفس تردتر و شيرينتر به بازار عرضه شده است.

- يك رقم برنج ديررس و يك رقم پاكوتاه در ژاپن بدست آمده است.

- لاينهاي متحمل به شوري در برنج ايجاد شده است.

- توليد رقمهاي تجاري داراي صفات مطلوب در سيبزميني، نيشكر، برنج، ذرت، جو، گندم، تنباكو، شبدر، يونجه، كلزا، يولاف و گوجهفرنگي نيز از اين روش گزارش شده است.

اگرچه بهنژادگران اميدواري زيادي به اين فنون دارند، ولي تاكنون موفقيت كاربردي چنداني نداشته است. از جمله صفاتي كه در اين روش براي انتقال مورد توجه هستند، ميتوان تحمل به تنشهاي محيطي از قبيل سرما، شوري، خشكي و مقاومت به آفات و بيماريها را نام برد.

گياهان در طول زندگي خود برخي از مواد آلي شيميايي پيچيده توليد ميكنند كه در رشد و نمو و فعاليتهاي حياتي گياه نقشي ندارند و به آنها متابوليتهاي ثانويه گفته ميشود. مواد معطر، مواد موثره دارويي، فرمونها، حشرهكشها، علفكشها، قارچكشها، هورمونهاي گياهي و مواد آللوپاتيك (ايجاد كننده انواع مقاومتها و يا بازدارنده رشد و نمو) از اين جمله هستند (جدول4). توليد انبوه و سريع اين مواد پيچيده در مقياس زياد از روشهاي شيميايي آزمايشگاهي، مشكل و يا غيرممكن ميباشد. از سوي ديگر، به دليل گسترش مصرف مواد دارويي و صنعتي، نياز به مواد جديد با تاثيرات بيشتر از منابع متنوع تجديدشونده شيميايي با عوارض زيست محيطي كمتر و روشهاي استخراج آسان و اقتصادي ضروري ميباشد. بيوتكنولوژي و از جمله كشت بافتهاي گياهي براي توليد آسان و انبوه متابوليتهاي ثانويه، يك راهحل مناسب و ارزانتر براي اين مشكل ميباشد.

جدول 4 ميزان توليد برخي از متابوليتهاي ثانويه را از طريق كاشت گياه كامل و كشت بافت با هم مقايسه ميكند. همانطور كه مشاهده ميشود، ميزان توليد از طريق كشت بافت 10-3 برابر بيشتر از كاشت گياه كامل ميباشد.

فعاليت هاي انجام شده بيوتکنولوژي در ايران

1-توليد اولين گياه پنبه تراريخته در داخل کشور

2-توليد کود بيولوژيک براي شاليزارها

با توجه به بار مالي هنگفت تهيه و توزيع كودهاي شيميايي (هزينه‏اي معادل 3/83 ميليارد تومان) بعنوان يارانه، هزينه توزيع كودهاي شيميايي در بودجه سال 1377 كشور، روند افزايشي هزينه‏ها در تامين كودهاي شيميايي و همچنين ايجاد آلودگي‏هاي زيست محيطي در اثر مصرف كودهاي شيميايي، لزوم توليد و مصرف كودهاي بيولوژيك بيش از پيش احساس مي‏گردد. موسسه تحقيقات بيوتكنولوژي كشاورزي با درك نياز كشور به ارائه راهكارهاي مناسب جهت كاهش هزينه‏ها و همچنين كاهش آلودگي‏هاي زيست محيطي مبادرت به توليد كود بيولوژيك از منبع باكتريها و جلبك‏هاي بومي كشور نموده كه با پيگيري اين پروژه تا توليد صنعتي اين نوع كود، مي‏توان انتظار داشت كه براساس قيمتهاي پايه سال 1379 سالانه بيش از 6/5 ميليارد تومان در هزينه‏هاي عمومي دولت صرفه‏جويي نمود.

3- توليد سم بيولوژيك جهت مبارزه با آفات محصولات كشاورزي :

حشرات از جمله عوامل مهم خسارت‏زا درگياهان بوده و سالانه بطور متوسط باعث كاهش 10 تا 20 درصد ازعملكرد محصولات كشاورزي در جهان ميشوند.

در ايران براي مبارزه با آفات محصولات زراعي بيش از 23 هزار تن سموم شيميايي مصرف ميشود. اين در حالي است كه سالانه حدود 35 ميليون دلار ارز جهت واردات حشره‏كشها از كشور خارج مي‏گردد. علاوه بر اين دولت سالانه حدود 3/1 ميليارد تومان تحت عنوان يارانه تامين حشره‏كشها هزينه مي‏نمايد (با احتساب نرخ ارز 175 تومان). در اين زمينه موسسه تحقيقات بيوتكنولوژي كشاورزي ضمن توليد سم بيولوژيك از منبع باكتري باسيلوس تورينجنسيس، كارايي آن را در آزمايشات مزرعه‏اي بر روي آفات برنج به اثبات رساند. با ادامه اين پروژه تا مرحله توليد صنعتي اين سم بيولوژيك، مي‏توان اميد داشت كه علاوه بر حفظ منابع زيست محيطي و تضمين سلامت مصرف كنندگان توليدات زراعي، مقادير قابل توجهي از هزينه‏هاي عمومي كاسته گردد.

4-توليد بذور سيب‏زميني عاري از ويروس‏هاي گياهي

سطح زير كشت سيب‏زميني در كشور بالغ بر 61 هزار هكتار مي‏باشد. تقريباً تمامي كشت اين اراضي توسط غده‏هاي بذري انجام مي‏گيرد. كيفيت غده بذري از نظر فيزيولوژيكي و سالم بودن آن تاثير به سزايي در افزايش ميزان محصول دارد. عمده‏ترين مشكل غدد بذري سيب‏زميني، آلودگي به ويروس‏هاي گياهي مي‏باشد. گسترش آلودگي‏هاي ويروسي از طريق استفاده از بذر آلوده باعث افزايش ميزان خسارت وارده به مزارع سيب‏زميني مي‏شود. استفاده از بذر سالم حداقل باعث 30 درصد افزايش محصول مي‏شود، با اين افزايش ميزان توليد در كشور از 3 ميليون تن به 5/4 ميليون تن افزايش خواهد يافت. موسسه تحقيقات بيوتكنولوژي كشاورزي با اجراي پروژه‏اي توليدي اقدام به توليد بذر عاري از ويروس‏هاي سيب‏زميني نموده كه با توليد بذور مذكور، قدم مهمي بطرف خودكفايي در تهيه بذر سيب‏زميني عاري از ويروس‏هاي گياهي برداشته خواهد شد.

5- توليد نهال پسته با استفاده از روش كشت بافت :

توسعه سطح زير كشت پسته با ارقام كيفي وبالا بردن عملكرد پسته كشور در واحد سطح يكي از برنامه‏هاي مهم در دست اجراي وزارت جهاد كشاورزي مي‏باشد. جهت اجراي اين برنامه نياز به مقادير قابل توجهي نهال ارقام كيفي پسته مي‏باشد. استفاده از روشهاي سنتي جهت تامين نهال پسته علاوه بر هزينه زياد و راندمان كم، تكثير ارقام و پايه‏هاي مطلوب را غير ممكن مي‏نمايد. موسسه تحقيقات بيوتكنولوژي كشاورزي با هدف تامين نهال پسته سالم اقدام به اجراي پروژه‏ توليد نهال پسته با استفاده از روش كشت بافت نموده و با اجراي اين پروژه موفق به دستيابي به دانش فني توليد نهال پسته به روش مذكور شده است.

بيوتكنولوژي و چشماندازهاي آينده

آيا بيوتکنولوژي به بهبود وضعيت کشاورزي کمک مي کند

دخالت انسان در بهنژادي محصولات زراعي, درختان, دام, و آبزيان امر جديدي نيست: قرنهاست كه بشر از طريق كنترل آميزشها و گزينش ارقام, سعي در پديد آوردن ارقام پرمحصولتر, سازگارتر و مفيدتر داشته است.

امروزه روشهاي متعارف بهنژادي توسط پاره اي از راهكارهاي جديد و قدرتمند تكامل يافته اند. برخي از اين راهكارها, مانند ازدياد گياه در لوله آزمايش, ما را قادر ميسازد گونه هاي گياهي عاري از بيماري توليد كنيم; يا به عنوان يك نمونه ديگر, كشت بافت و كشت سلول, اين امكان را فراهم ميكنند كه بيماريهاي گياهي و دامي با دقت خيلي بالا شناسايي شوند. برخي ديگر از اين راهكارها, كه روشهاي "ملكولي" ناميده ميشوند, به پژوهشگران امكان "مشاهده" ريخته ارثي جانداران را داده و گزينش ارقام برتر را با دقت بالا و با صرف زمان و هزينه كمتر ممكن ميسازند.

زيست فناوري نوين همچنين ابزارهايي را در اختيار ميگذارد كه به كمك آنها ميتوان ژن هايي را به ريخته ارثي جانداران افزود يا از آن حذف كرد و ارقامي با خواص كاملا جديد بدست آورد. اين راهكار "مهندسي ژنتيك" ناميده ميشود و جانداران حاصل از آن, "تغيير يافته ژنتيكي" نام دارند. دستاورد اين روش, توانايي رمزگشايي ريخته ارثي يك گونه و استفاده از اطلاعات مزبور براي ايجاد تغييرات سودمند و در صورت لزوم انتقال آن به گونه هايي ميباشد كه حتي از نظر علم تكامل خويشاوندي دوري با گونه مزبور دارند. شايان ذكر است كه "زيست فناوري" مجموعه اي از راهكارهاست كه مهندسي ژنتيك تنها يكي از آنها به شمار ميرود.

روشهاي سنتي و روشهاي نوين بهنژادي, هردو منجر به پديد آمدن جانداراني ميشوند كه بدون دخالت انسان امكان به وجود آمدنشان نبود. توليد گياه يا جانور مقاوم به يك بيماري خاص ميتواند به كمك روشهاي سنتي (با تلاقي با خويشاوندان مقاوم و گزينش نتاج و تلاقيهاي برگشتي) يا نوين (با انتقال ژن مقاومت به بيماري به بافت موجود زنده) انجام شود. با وجودي كه محصول هر دو راهكار گونه مقاوم به بيماري است, تنها مورد دوم "تغيير يافته ژنتيكي" به شمار ميرود.

با محدود شدن روزافزون زمينهاي مناسب كشاورزي, روشهاي نوين زيست فناوري ميتواند كارايي روشهاي سنتي را بهبود داده منجر به افزايش بهره وري شود. مهندسي ژنتيك اين توانايي را دارد كه بهره وري توليد را در كشاورزي, جنگلداري و شيلات افزايش دهد. اين راهبرد ميتواند منجر به افزايش توليد در زمينهايي شود كه صاحبان آنها توانايي توليد غذاي كافي را براي مردم خود ندارند. اما بحث درست از همين جا آغاز ميشود: خطرات بالقوه ناشي از برخي جنبه هاي اين راهكارها نيز بايد مدش نظر قرار گيرد. اين خطرات به دو گروه عمده تقسيم ميشوند: اثر بر سلامت انسان و دام, و پيامدهاي زيست محيطي.

:آينده

کمتر شکي در مورد مدرن بودن بيوتکنولوژي وجود دارد . بدون شک اين

دانش‌ بيوتكنولوژي‌ به‌ عنوان‌ عظيم ‌ترين‌ منبع‌ تكنولوژي‌ بشر در قرن ‌فعلي‌ مطرح‌ بوده‌ و آن‌ را انقلاب‌ سبز نويني‌ براي‌ غلبه‌ بر فقر و گرسنگي ‌ناميده‌اند.

حاميان‌ بيوتكنولوژي‌، معتقدند چنانچه‌ روند فعلي‌ رشد جمعيت‌ادامه‌ يابد، به‌ يقين‌ نسل‌هاي‌ آينده‌ بشري‌ با كمبود مواد غذايي‌ و فقر، روبرو خواهند شد. بنابراين‌ بايستي‌ روش‌هاي‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ و اصلاح‌گياهان‌ زراعي‌ پربازده‌ در دستور كار كشورها قرار گيرد.

روش‌هاي‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ و بيوتكنولوژي‌ گياهي‌ مي‌تواند، گونه‌هايي‌ از محصولات‌جديد را، حتي‌ در خاكهاي‌ نامرغوب‌ و نا مساعد پرورش‌ دهد; همچنين ‌بذرهاي‌ مقاوم‌ به‌ ويروس‌ و آفات‌ گياهي‌ مي‌توانند، كاربرد سموم‌ و موادشيميايي‌ را محدود ساخته‌ و بازدهي‌ محصولات‌ را افزايش‌ بخشند.

به كارگيري‌ بيوتكنولوژي‌ نوين‌ در كشاورزي‌ منجر به‌ توليد فرآورده‌هاي‌ با كيفيت‌ بهتر، كاهش‌ هزينه‌ توليد آن‌ و توليد فرآورده‌هايي‌ باارزش‌ افزوده‌ بيشتر مي‌گردد. به‌ همين‌ دليل‌، امروزه‌ فعاليت‌هاي‌گسترده‌اي‌ در بخش‌ بيوتكنولوژي‌ براي‌ تبديل‌ تحقيقات‌ پايه‌اي‌ به‌كاربردي‌ و توسعه‌اي‌ (تجاري‌) در حال‌ شكل‌گيري‌ است . به كارگيري‌ روش‌ها و فنون‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ و بيوتكنولوژي‌ در كشت‌ سلول‌ و بافت‌ گياهان‌ به ويژه‌ گياهاني‌ كه‌ از جنبه‌ اقتصادي‌ و غذايي‌ اهميت ‌فوق‌العاده‌اي‌ دارند، بسيار ارزشمند است‌. چرا كه‌ در مقايسه‌ با شيوه‌هاي ‌كشت‌ و تكثير معمولي‌ از اين‌ روش‌ مي‌توان‌ با هزينه‌اي‌ بسيار كمتر وسرعت‌ عمل‌ بيشتري‌ به‌ دودمان‌هاي‌ خالص‌ سلولي‌ و انتخاب‌ سالم ترين ‌بافت‌ گياهي‌ با بازده‌ كمي‌ و كيفي‌ چشمگيري‌ نائل‌ شد.

با به كارگيري ‌بيوتكنولوژي‌ مي‌توان‌ گياهي‌ را توليد كرد كه‌ به‌ عواملي‌ همچون‌ سرما، گرما، رطوبت‌، خشكي‌، املاح‌، حشرات‌، آفات‌ ويروس‌ها و ساير عوامل‌بيماري زا مقاوم‌ باشند و علاوه‌ برآن‌ در مقايسه‌ با موجود طبيعي‌، مجهز به ‌مكانيسم‌هاي‌ دفاعي‌ اضافي‌ باشند. اين‌ عوامل‌ قرن‌ها است‌ كه‌ كشاورزان ‌را آزار داده‌ و لطمات‌ بي‌شمار اقتصادي‌ وارد كرده‌ است.بيوتكنولوژي‌ كاربردهاي‌ اميدوار كننده‌ بسياري‌ دارد، اما نه‌ يك‌ راه‌ حل‌ عمومي‌ و نه‌ جايگزيني‌ براي‌ روش‌هاي‌ موجود است‌، بلكه‌ يك‌ روش‌كمكي‌ براي‌ حل‌ مشكلات‌ كشاورزي‌ است‌. نمونه‌هاي‌ فراواني‌ ازكاربردهاي‌ بيوتكنولوژي‌ در كشاورزي‌ امروز وجود دارد كه‌ برخي‌ ازنمونه‌ها در ذيل‌ اشاره‌ مي‌گردد:

كرم‌ اگروتيس‌ (شب‌پره‌ زمستاني‌) يكي‌ از حشرات‌ آسيب‌ رساننده‌ به‌غلات‌ است‌ كه‌ معمولا به‌ وسيله‌ حشره‌كش‌ها با آن‌ مبارزه‌ مي‌شود. باكتري ‌با سيلوس‌ تورژين ‌سيس‌ پروتئيني‌ توليد مي‌كند كه‌ كشنده‌ حشره‌ فوق‌است‌ ولي‌ اين‌ باكتري‌ با غلات‌ همزيستي‌ ندارد .

بيوتكنولوژيست‌ها براي‌حل‌ اين‌ مشكل‌ ژن‌ پروتئين‌ توليدي‌ اين‌ باكتري‌ را به‌ باكتري ‌پسودوموناس‌ فلوئورسنس‌ كه‌ در خاك‌ وجود داشته‌ است‌ و با سويا همزيستي‌ دارد انتقال‌ دادند و سپس‌ با وارد كردن‌ اين‌ باكتري‌ به‌ خاك‌ محل‌ كشت‌ غلات‌، حشره‌ فوق‌ را كنترل‌ نموده‌ و صدمات‌ ناشي‌ از آن‌ راكاهش‌ دادند.

اين‌ مثال‌ نمونه‌اي‌ از كاربرد علم‌ بيوتكنولوژي‌ در كنترل‌حشرات‌ و آ?ات‌ محسوب‌ مي‌شود.از فنآوري‌ بيوتكنولوژي‌ در كنترل‌ علفهاي‌ هرز نيز استفاده‌ گرديده ‌است‌.

براي‌ نمونه‌ بسياري‌ از علف كش‌ها به دليل‌ حضور ماده‌اي‌ بنام ‌گليفوسيت‌ در علفكش‌ رانداپ‌ كه‌ تأثير منفي‌ بر فعاليت‌هاي ‌آنزيمي‌ حبوبات‌ دارد، در مزارع‌ حبوبات‌ قابل‌ استفاده‌ نيست‌.بيوتكنولوژيست‌ها توانسته‌اند با انتقال‌ ژن‌ مقاومت‌ به‌ گليفوسيت‌ (كه‌ آن‌را در نوعي‌ باكتري‌ به‌ نام‌ سالمونلا فلاتيفي‌ موريوم‌ يافته‌اند) به‌ گياهان‌زراعي‌، واريته‌هاي‌ جديدي‌ از ذرت‌، پنبه‌ و تنباكوي‌ مقاوم‌ به‌ عل?‌كش‌هارا توليد نمايند.

استفاده‌ از بيوتكنولوژي‌ درگياهان‌ زراعي‌ در افزايش‌ كيفي‌ گياهان‌زراعي‌ نيز مؤثر بوده‌ است‌، به طوري كه‌ گياهان‌ تراريخته كه‌ از طريق ‌بيوتكنولوژي‌ به‌ دست‌ آمده‌اند نسبت‌ به‌ ارقام‌ قديمي‌ توليد بيشتري‌ داشته‌اند كه‌ اين‌ افزايش‌ بهره‌وري‌ به‌ دليل‌ عواملي‌ چون‌ تحمل‌ به‌خشكي‌، مقاومت‌ به‌ حشرات‌، بيماري‌ها و قدرت‌ رقابت‌ بيشتر با علفهاي ‌هرز بوده‌ است‌‌.

همچنين‌ بيوتكنولوژيست‌ها موفق‌ شده‌اند مكانيسمي‌ كه‌ موجب ‌نرم‌شدگي‌ و فساد ميوه‌هايي‌ چون‌ گوجه‌ فرنگي‌ مي‌شود را با استفاده‌ از روش‌هاي‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ تحت‌ كنترل‌ خود در آورده‌ و موجب‌ حذف شيميايي‌ موادي‌ مي‌شوند كه‌ موجب‌ رسيدگي‌ بيش‌ از حد محصول‌مي‌شود

ايجاد مقاومت‌ در مقابل‌ تنش‌هاي‌ محيطي‌ مانند خشكسالي‌، گرما،سرما، ازن‌ موجود در اتمسفر، نمك‌ و مواد كاني‌ از ديگر اهدا? ‌بيوتكنولوژيست‌ها بوده‌ است‌.

در اين‌ مورد مي‌توان‌ به‌ توليد سيب‌زميني‌ وتوت‌ فرنگي‌ مقاوم‌ به‌ يخبندان‌ كه‌ از طريق‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ بدست‌ آمده‌،اشاره‌ نمود.

كشت‌ سلولي‌ كه‌ طي‌ آن‌ سلول‌هاي‌ گياهي‌ رشد يافته‌ در محيط كشت‌، به‌ عنوان‌ منبع‌ تأمين‌ كننده‌ مواد ارزشمندي‌ محسوب‌ مي‌گردند، از ديگر كاربردهاي‌ بيوتكنولوژي‌ مي‌باشد. براي‌ نمونه‌، وانيل‌ معمولا از بذرگياه‌ وانيلا بدست‌ مي‌آيد. استخراج‌ وانيل‌ از سلول‌هاي‌ گياهي‌ كشت‌ شده ‌مي‌تواند ارزان تر از روش‌هاي‌ سنتي‌ تمام‌ شود.

علاوه‌ بر اين‌ از كشت‌ سلول‌هاي‌ گياهي‌ در محيط كشت‌، مي ‌توان‌ ساقه‌ و ريشه‌ توليد كرد كه‌ برخي‌ از اين‌ اندام‌ها مي‌توانند به‌ دليل‌ جهش‌ داراي‌ صفات‌ متفاوتي ‌باشند كه‌ قابل‌ بهره ‌برداري‌ خواهند بود.

علاوه‌ بر موارد ذكر شده‌ به‌ اختصار، برخي‌ از كاربردهاي‌ بيوتكنولوژي ‌را مي‌توان‌ بصورت‌ ذيل‌ عنوان‌ کرد:

1-توسعه ظرفيت تثبيت نيتروژن در گياهان غير لگومينوز ( مهندسان ژنتيك درحال كارکردن بر روي انتقال ژن نيف درگياهان غيرلگومينوز

با استفاده از ناقل اي.كولي هستند

2-مراقبت از گياهان در مقابل بيماري هاي گياهي ( گياهاني مثل پايه نيشکر که از کشت بافت مريستمي به دست مي آيند مقاومت بالايي نسبت به بيماري ها دارند )

3-توسعه گونه هاي جديد به وسيله گداختن پروتوپلاسم يا پروسه

کلون سا زي

4-توليد تركيبات‌ مؤثر و مهم‌ گياهي‌ از راه‌ كشت‌ انبوه‌ سلولي‌

5-استفاده‌ از گياهان‌ به‌ عنوان‌ عوامل‌ و منابع‌ توليد محصولات ‌زيست‌شناسي‌ و شيميايي‌

6-مطالعه‌ ?رآيندهاي‌ رشد و نمو و تمايز آن‌

7-مقاومت به تنش هاي زنده ( حشرات، ويروس ها و بيماري هاي قارچي و باکتريايي )

13-گياهان تراريخت براي توليد بذور خاتمه دهنده ( به تکنولوژي که قابليت حيات يا باروري بذور را پس از يك مدت معين خاتمه مي دهد ، خاتمه دهنده ميگويند.

بدين ترتيب شرکت توليد کننده ، بذور نسل اول را مي فروشد اما بذور و يا ميوه هاي حاصل از اين گياهان فقط به عنوان غذا قابل استفاده هستند و اگر کشت شوند جوانه نخواهد زد )

16-استفاده‌ از آنزيم‌ها در توليد مواد شيرين‌ كننده‌ توليدات‌ غذايي‌ انسان‌

17-كنترل‌ و دفاع‌ آفات‌ گياهي‌ و تهيه‌ انواع‌ كودهاي‌ زيستي‌ وحشره‌كش‌هاي‌ ميكروبي‌

18-اصلاح‌ ژنتيك‌ بذر و دانه‌هاي‌ روغني‌

19-كاهش‌ اثرات‌ مخرب‌ كشاورزي‌ بر محيط خاك‌

20-غني‌سازي‌ خاك‌ و حاصلخيز كردن‌ آن‌ با استفاده‌ از ميكروارگانيسم‌هاي‌ تثبيت‌ كننده‌ ازت‌ و قارچ‌ ميكوريزا

21-استفاده‌ از ايجاد مصونيت‌ برخي‌ مواد شيميايي‌ گياهان‌ در برابر امراض‌ مزمن‌ انساني‌

22-تهيه‌ نوعي‌ آلبومين‌ انساني‌ در گياهان‌ با دستكاري‌هاي‌ ژنتيكي‌

23-استفاده‌ از هورمون‌هاي‌ رشد در دام‌ها

24-تلقيح‌ مصنوعي‌ دام‌ها و بهره ‌گيري‌ از صفات‌ برتر ژنتيكي‌ در

روش هاي‌انتقال‌ جنين‌

25-كاربرد در صنايع‌ غذايي‌ تبديلي‌ و كاهش‌ هزينه‌هاي‌ توليد موادغذايي‌

26-تهيه‌ و توليد واكسن‌هاي‌ مفيد و جديد براي‌ پيشگيري‌ از عفونت‌هاي ‌مرگ‌آور در دام‌ها و طيور

کمتر شکي در مورد مدرن بودن بيوتكنولوژي وجود دارد . بدون شک اين فنآوري يك مد زود گذر نيست. انتظارات ايجاد شده براي توسعه تجاري مقاومت به عل? کش ها و حشرات ، آينده درخشاني را براي بيوتكنولوژي کشاورزي خاطرنشان مي نمايد.با توجه به شواهد اوليه اي که در مورد استفاده از انتقال ژن هاي جديد به منظور ايجاد لاين هاي گياهي سودمند براي توليد مواد شيميايي ، از مواد دارويي گرفته تا پلاستيك هاي قابل تجزيه زيستي وجود دارد ، چشم انداز آينده اين تکنولوژي نيز اميدوار کننده است.

بيوتکنولوژي کشاورزي در مسير خود از شروع به کار بيوتکنولوژي تا توليد مزرعه اي محصولات تجاري با موانع متعددي از محدوديت هاي علمي و تكنولوژيكي تا مشکلات قانوني و مديريتي ، عوامل اقتصادي و نگراني هاي اجتماعي روبرو مي باشد.

فرضيه محافظه کارانه قوانين در اکثر کشور ها اين است که تمام گياهان تراريخت بطور بالقوه خطرناک هستند.خطرات احتمالي مرتبط با ژن منتقل شده ويا فنوتيپ ايجاد شده است نه روش هاي مورد استفاده براي انتقال ژن.