دانش رسان |
مرکز علم و دانش کشور مقاله کاربردهای بیوتکنولوژی در کشاورزی
در حال بارگذاری
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
مقاله کاربردهای بیوتکنولوژی در کشاورزی دارای ۲۹ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله کاربردهای بیوتکنولوژی در کشاورزی کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله کاربردهای بیوتکنولوژی در کشاورزی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن مقاله کاربردهای بیوتکنولوژی در کشاورزی :
کاربردهای بیوتکنولوژی در کشاورزی
کاربردهای بیوتکنولوژی کاربردهای بیوتکنولوژی بقدری وسیع است که تقریباً تمام جنبه‌های زندگی بشر را تحت تأثیر قرارداد و خواهد داد. به‌نحوی که حدس زده می‌شود در آینده نزدیک کنار اکثر نامهای رایج علوم و فنون یک کلمه «بیو» یا «بیوتک» هم اضافه شود که نشانه تأثیر این علم بر آن رشته می‌باشد. کاربرد بیوتکنولوژی در کشاورزی یا بیوتکنولوژی کشاورزی «
Agbiotech »: عمده‌ترین کاربردهای بیوتکنولوژی در کشاورزی را می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم کرد. ـ ایجاد گیاهان مقاوم به حشرات و آفتها ـ ایجاد گیاهان تحمل کننده علف‌کشها ـ ایجاد گیاهان مقاوم به بیماریهای ویروسی و قارچی ـ ایجاد گیاهان مقاوم به شرایط سخت مانند سرما، گرما و شوری ـ ایجاد گیاهان دارای ارزشهای غذائی ویژه ـ ایجاد گیاهان دارای خاصیت درمانی ـ پیشگیری ـ ایجاد گیاهان دارای خصوصیت متابولیکی تغییر یافته مانند رشد سریع و راندمان کشت بالاتر ـ ایجاد گیاهان و میوه‌های دارای زمان ماندگاری بیشتر همچنین
باید اضافه کرد: ـ ایجاد دامهای ترانسژنیک که دارای خصوصیات ویژه‌ای مانند تولید شیر زیاد یا گوشت کم‌چربی و; هستند. ـ ایجاد جانورانی که بعنوان کارخانه تولید آنتی‌بادی و واکسن و دارو عمل کنند ـ ایجاد ماهیها و سایر دامهائی که با سرعت زیاد رشد می‌کنند گیاهان مقاوم به حشرات و آفتها باتوسعه تکنیکهای بیوتکنولوژی دانشمندان قادرند ژنهائی از یک موجود زنده را به موجود دیگری انتقال دهند. در سال ۱۹۹۰ اولین گیاه ترانسژنیک در مزرعه واقعی کشت گردید و در ۱۹۹۳ FDA گیاهان و غذاهای ترانسژنیک را بعنوان مواد اساساً بی‌ضرر
معرفی کرد. هم‌اکنون با استفاده از این تکنیکها ژنهای مربوط به تولید یک پروتئین سمی (بتاتوکسین) از باکتری باسیلوس تورانجینسیس به گیاهان متعددی از قبیل ذرت، پنبه و سیب‌زمینی و; انتقال یافته است و بدینوسیله این گیاهان به حشراتی که علاقه به تغذیه از آنها را دارند مقاوم گشته‌اند. چرا که بمحض استفاده حشرات از این گیاه بدلیل نابودی دستگاه گوارش آنها از بین خواهند رفت. هرساله هزینه‌های هنگفتی بابت مبارزه شیمیائی با این آفات صورت می‌گیرد که علاوه بر هزینه‌بری زیاد آلودگیهای زیست‌محیطی فراوانی را
به‌دنبال دارد. راندمان این مواد شیمیایی نیز بدلیل ایجاد مقاومت در حشرات در برابر سموم بمرور پایین آمده است و بهمین خاطر نیاز به تعویض مکرر این آفت‌کش‌ها وجود دارد. هم‌اکنون در آمریکا ذرت و پنبه و سیب‌زمینی ترانسژنیک تا میزان زیادی مورد استقبال واقع شده است بطوریکه تا سال ۱۹۹۸ حدود ۱۸% از ذرت و ۱۷% از پنبه و ۴% از سیب‌زمینی کشت داده شده در آمریکا از نوع ترانسژنیک بوده است و هم‌اکنون براساس روند رشد موجود برآورد می‌شود که بیش از ۵۰% غلات کشت داده شده در آمریکا از نوع ترانسژنیک باشند. (۵) گیاهان مقاوم به بیماریهای ویروسی و قارچی بیماریهای ویروسی و قارچی از مهمترین بیماریهای گیاهی هستند که علاوه بر وارد کردن خسارات زیاد به محصولات کشاورزی مانع کشت آنها
در بسیاری از شرایط آب و هوائی می‌شود. باکلون کردن برخی ژنهای گیاهان مقاوم در گیاهان حساس مانند ژنهای کیتنیاز و ۱ و ۳ گلوکاناز که باعث تخریب دیواره پلی‌ساکاریدی قارچهای پاتوژن می‌شوند بیوتکنولوژیستها به گیاهانی دست یافته‌اند که مقاوم به قارچهای پاتوژن می‌باشند. همچنین باکلون کردن ژنهای جانوری و انجام اقداماتی شبیه واکسیناسیون می‌توان به گیاهان مقاوم به ویروس نیز دست یافت. روشهای مبارزه بیولوژیک بسیار متعدد و متنوع بوده و تنها موارد بالا تنها مثالهائی از این دست می‌باشند. (۶) گیاهان مقاوم به
علف‌کشها روشهای رایج مبارزه با علفهای هرز به‌نحوی که باید انتخابی نیست و علف‌کشها در موارد زیادی علاوه بر نابودی علفها به گیاهان زراعی نیز آسیب می‌زنند. بعنوان مثال Glyphosate که یک علف‌کش کارآمدی است می‌تواند گیاهانی را که دارای سیر متابولیکی Shikamate هستند را نیز نابود کند. بهمین منظور بیوتکنولوژیستها با وارد کردن ژن مقاومت گلیفوسیت EPSP سنتتاز به گیاهانی مانند چغندرقند، سویا، پنبه، گوجه‌فرنگی و تنباکو آنها را در برابر علف‌کشها مقاوم کرده‌اند. (۷) گیاهان تحمل کننده شرایط سخت ارزش گیاهانی که بتوانند در خاکهای شور با حرارت بالا، سرمای زیاد و; رشد کنند برکسی پوشیده نیست. بیش از ۱۳ زمینهای قابل آبیاری جهان دارای درصد غیرقابل تحمل نمک در خود هستند.
بیوتکنولوژیستها با بررسی گیاهانی که بصورت خودرو در شرایط سخت مانند فشار اسمزی بالا، سرمای زیاد، گرمان فراوان و; رشد می‌کنند به ژنهائی دست یافته‌اند که عامل مقاومت این گیاهان در برابر این شرایط سخت می‌باشد. با انتقال این ژنها گیاهان متعددی تولید شده‌اند که قادرند در خاکهای نامناسب با املاح زیاد رشد کنند. بعنوان مثال با انتقال ژنهای
مسئول انتقال یونهای سدیم بداخل گیاهانی مانند آرابیدوپسیس سطح تحمل این گیاه تا ۲۰۰ میلی مولار نمک افزایش پیدا کرده است. همچنین با خاموش کردن سیستم بیان ژنهای سنتز اسیدهای چرب‌تری ئنوئیک در گیاهان بیوتکنولوژیستها توانسته‌اند تا این گیاهان را در دماهای بالاتر از حد معمول رشد دهند. همچنین با انتقال ژنهای مسئول تولید نوعی پروتئین ضدیخ که در ماهیهای آب‌های قطبی یافت می‌شود به گیاهان بسیاری، باعث ایجاد مقاومت در برابر سرمای زیاد در این گیاهان شده‌اند. (۸) گیاهانی که دارای ارزش ویژه‌ای هستند
هرماده با ارزشی که در درون یک گیاه یا هر موجود زنده دیگر ساخته شده و تجمع می‌یابد بواسطه عملکرد ژنهای مسئول سنتز آن ماده می‌باشد. بیوتکنولوژیستها با شناسائی این ژنها و افزایش قدرت بیان این ژنها و یا افزایش تعداد نسخه‌های این ژنها در یک گیاه می‌توانند گیاهان و میوه‌هائی کنند که دارای ارزشهای غذائی ویژه‌ای هستند. بهمین سبب اصلاح جدید Nutritional Genomics وضع شده است که نشان از کاربرد ژنها در بهبود تغذیه انسان و دام دارد. بعنوان مثال «برنج طلائی» برنجی است که دارای مقادیر بسیار زیادی از ویتامین A
می‌باشد. این برنج مایه امیدی شده است برای نجات هزاران آفریقائی که هرساله در اثر کمبود ویتامین A به کوری کامل مبتلا می‌شوند. همچنین بدلیل پایین بودن میکرونوترنیت‌ها در علوفه دامها، انتقال ژنهای مسئول متراکم ساختن آنها در گیاهان علوفه‌ای نقش مؤثری در تغذیه دامها و انسان خواهد داشت. (۸) گیاهانی که دارای خصوصیت متابولیکی تغییر یافته هستند افزایش سرعت رشد جمعیت انسانی در سالهای اخیر برکسی پوشیده نیست، لیکن افزایش سرعت تولید محصولات کشاورزی پابه‌پای آن رشد نکرده است. تا سال ۲۰۲۰ نیاز به افزایش ۴۰ درصدی در راندمان کشت برنج وجود دارد. بیوتکنولوژیستها بدو طریق باعث کاهش فاصله این دو مقوله از یکدیگر خواهند شد. اول با افزایش راندمان کشت محصولات
کشاورزی در هرهکتار و دوم با افزایش سرعت رشد گیاهان. بعنوان مثال ژنهائی که مسئول کنترل قد در کوتاه شدن آن در گیاهان هستند بطور غیرمستقیم باعث افزایش راندمان محصول می‌شوند. با انتقال این ژنها در گونه‌های فاقد آن باعث افزایش راندمان گردیده‌اند. همچنین با انتقال ژنهای مسئول فتوسنتز در ذرت به برنج توانسته‌اند راندمان تولید برنج را تا ۳۵% افزایش دهند. همچنین با دستکاریهای ژنتیکی در سلولهای درختانی که از چوب آنها استفاده می‌گردد باعث افزایش سرعت رشد آنها تاحد قابل توجهی شده‌اند که این امر می‌تواند روند تخریب جنگلها را متوقف سازد. (۸) گیاهان و میوه‌هائی که دارای زمان ماندگاری بیشتر هستند آیا قبول دارید درصورتیکه میوه‌هائی مانند گوجه‌فرنگی زمان ماندگاری
بیشتری داشته باشند چقدر در کاهش ضایعات این میوه مؤثر خواهد بود. بیوتکنولوژیستها با به تأخیر انداختن سرعت رسیدن گوجه‌فرنگی به این امر دسترسی پیدا کرده‌اند. گیاهانی که دارای خاصیت درمانی یا پیشگیری هستند بیوتکنولوژیستها با انتقال ژنهای سنتز پروتئینهای مختلف میکروبی و انسانی به گیاهان و تولید این پروتئینها در گیاهان دست به ابتکارات مؤثری زده‌اند. بعنوان مثال تولید واکسنهای مختلف در گیاهان و ایجاد میوه‌هائی که دارای خاصیت واکسیناسیون هستند. و یا امکان تولید پروتئینهائی مثل انسولین در گیاهان که در آینده بسیار نزدیک به تحقق خواهد پیوست باعث انقلابی در این زمینه خواهد شد. همچنین گیاهان بعنوان ارگانیسم‌های کاندید برای تولید پروتئینهائی مانند آنتی‌بادیها و آنزیمها و; در مقیاس
بسیار بالا در نظر گرفته شده‌اند و عملاً کارآئی خود را در این زمینه نشان داده‌اند. حیوانات ترانسژنیک امروزه بدلیل رشد روزافزون جمعیت نیاز به مواد غذائی اهمیت بیشتری پیدا کرده است و این اهمیت هنگامی بیشتر می‌شود که موضوع کیفیت نیز در کنار آن مطرح شود. بیوتکنولوژیستها با دستکاریهای بدون ضرر در ژنهای حیواناتی مانند گوسفند و گاو و ماهی باعث رشد سریع آنها می‌شوند. همچنین با دستکاریهای ژنتیکی می‌توان به گوشت کم‌چربی و ترد دست یافت که ارزش غذائی و سلامت بخش آن بسیار بالا باشد. با انتقال ژنهای
مختلف به این جانوران می‌توان آنها را غنی از مواد خاصی کرد. اخیراً دانشمندان ژاپنی با انتقال برخی از ژنهای گیاه اسفناج به خوک موجب تولید گوشتی شده‌اند که دارای برخی خواص استنتاج نیز می‌باشد. گاوهای شیری ترانسژنیک می‌توانند بعنوان کارخانه‌های تولید پروتئینها و واکسنها و آنتی‌بادیها عمل کنند. هم‌اکنون این روش بصورت کاربردی در تولید بسیاری از پروتئینها بکار می‌رود. بعنوان مثال گاو ترانسژنیک حامل ژن لاکتوفرین انسان که یک پروتئین، حاوی آهن و ضروری برای رشد نوزادان است می‌تواند باتولید شیر نزدیک به شیر انسان
نیازهای نوزادان انسان را تاحد زیادی برآورده کند. یا بعنوان مثال بزهای ترانسژنیک می‌توانند در هر لیتر شیر بیش از چهارگرم آنتی‌بادی مونوکلونال تولید کنند که ارزش آن بسیار بالا می‌باشد. بدین نحو با جایگزینی تنها ۱۰ بز ترانسژنیک بجای یک کارخانه بزرگ مدرن می‌توان به یک روش کاملاً اقتصادی دست یافت. (۹) با دستکاری ژنهای تولید هورمون رشد در ماهیها و افزایش تولید این هورمون بصورت طبیعی به ماهیهائی دست یافته‌اند که دارای سرعت رشد بسیار بیشتری از گونه مشابه خود هستند. بیوتکنولوژی پزشکی کاربرد بیوتکنولوژی در پزشکی به وسعت علم پزشکی بوده و حتی این علم با سرعت روزافزون بر وسعت و دامنه علم پزشکی می‌افزاید. از مهمترین کاربردهای بیوتک در پزشکی می‌توان به موارد زیر اشاره
کرد: ـ تأثیر دگرگون بخش در امر پیشگیری از بیماریهای میکروبی، بیماریهای ژنتیکی، بیماریهای تغذیه‌ای و متابولیسمی و بیماریهای روحی‌روانی و; ـ تأثیر دگرگون بخش در امر درمان بیماریهای عفونی، ژنتیکی، سوءتغذیه و متابولیسم و نازائی ـ تأثیر دگرگون بخش در پزشکی قانونی ـ تأثیر دگرگون بخش در پزشکی زیبائی عناوین مطرح در بیوتکنولوژی پزشکی که هرکدام نیاز به توصیف کامل دارند عمدتاً عبارتند از: ژن‌درمانی، واکسنهای نوترکیب، DNA واکسنها، بیوانفورماتیک، ژنومیکس، پروتئومیکس، بیومدسین و بیوفارماسئوتیکال امروزه
پیشرفت‌های پزشکی به مدد بیوتکنولوژی درحال سرعت گرفتن می‌باشد. پزشکی سنتی بتدریج جای خود را به پزشکی مولکولی خواهد داد. درآینده نه‌چندان دور مکانیسم هیچ بیماری ناشناخته نخواهد ماند و تقریباً هیچ بیماری غیرقابل کنترل نخواهد بود. پزشکی سنتی عمدتاً بدنبال علائم و نشانه‌ها Sign & Symptoms بیماریها بوده و از روی آن به استنتاج وجود بیماری و عامل بیماری‌زا می‌پرداخت و در مواردی بدلیل ناشناخته بودن عوامل بیماریها، مکانیسم‌ها و سیستم‌های کنترلی آنها مبارزه تنها برعلیه علائم و نشانه‌ها صورت می‌گرفت. امروزه بکمک بیوتکنولوژی، علم پزشکی درحال شناخت ریشه‌ای‌ترین بخش از حیات و مظاهر آن می‌باشد. با کشف کامل توالی ژنوم انسان در سال ۲۰۰۱ هم‌اکنون دانشمندان
بیوتکنولوژیست بدنبال شناسائی ژنهای مسئول صفتهای مختلف و نیز ژنهای مسئول نقائص گوناگون انسانی می‌باشند. تا به‌حال ژنهای مسئول ایجاد بیماریهای بسیاری شامل سرطانها، بیماریهای قلبی عروقی، تنفسی، روانی و; شناسائی شده‌اند. با شناسائی تک‌تک این ژنها و سپس شناسائی پروتئینهای حاصله از این ژنها داروهای کاملاً انتخابی و مؤثر برای مقابله با یک بیماری ساخته می‌شوند (tailor made) این مبارزه در سطح پروتئین و فنوتیپ است راه دیگر مبارزه استفاده از ژن‌درمانی و Antisence است. بیماریهای ژنتیکی
بسیاری درحال حاضر بعنوان کاندید برای ژن‌درمانی درنظر گرفته شده‌اند. تقریباً هرکدام از ما تعدادی ژن ناقص در بدن خود داریم که برخی از آنها خصوصیات خود را در فنوتیب ما آشکار نکرده‌اند و برخی دیگر کم یا زیاد خصوصیات خود را در فنوتیپ ما آشکار نموده‌اند تقریباً از هر ۱۰ نفر یکنفر دارای اختلالات ژنتیکی تظاهر یافته می‌باشد. تقریباً ۵% مراجعه کودکان به بیمارستانها بخاطر نقص در یک تک‌ژن می‌باشد. بیماریهائی مانند سیستیک فیبروزیس، دسیتروفی عضلانی دوشن، بیماری سیستم عصبی هانتینگتون، تالاسمی، هموفیلی، کم‌خونی داسی شکل، سندروم لش ـ نایهان lesch-Nyhan ، فنیل کتونوری و; جزو کاندیداهای ژن درمانی هستند. بیشتر توجه در ژن درمانی متوجه بیماریهای ژنتیکی – متابولیکی است که
نقص یک ژن باعث عدم سنتز یا سنتز ناقص یک پروتئین و عدم انجام یک فرآیند شیمیائی می‌شود. فرآیند ژن درمانی می‌تواند بر روی سلولهای سوماتیک بدن صورت گیرد و یا بر روی سلولهای زایا صورت گیرد که در اینصورت صفت اصلاح شده به نسل بعد نیز منتقل می‌شود. در فرآیند ژن درمانی معمولاً از قطعات ژن سالم ساختگی بهره گرفته می‌شود. تکنولوژی دیگری که استفاده می‌شود آنتی سنس است که در آن از قطعات اسیدهای نوکلئیک DNA و RNA یا ترکیبات آنالوگ آنها استفاده می‌شود و بدین‌ترتیب اتصال احتمالی این قطعات به
محل موردنظر مانع بیان یک ژن ناقص و یا تولید یک پروتئین مضر می‌گردد. (۱۰) و (۱۱) واکسنهای نوترکیب می‌توان گفت که در تولید همه‌گونه از واکسنها از تکنیکهای بیوتکنولوژی بهره‌گرفته شده و می‌شود. لیکن اوج توانمندیهای بیوتکنولوژی نوین را می‌توان در واکسنهای نوترکیب نسل چهارم (و نیز DNA واکسنها) مشاهده کرد. تابحال برای تولید واکسنها از میکروارگانیسم‌های ضعیف شده یا کشته شده یا اجزاء آنها که بصورت طبیعی از آنها استخراج می‌شدند استفاده می‌شد و این امر در موارد قابل توجهی باعث ایجاد عوارض جانبی در افراد می‌گردید. لیکن باتوسعه تکنیکهای DNA نوترکیب، واکسنهای نسل چهارم تولید شدند که در آنها تنها از جزء مؤثر در ایجاد ایمنی (جزء ایمونوژن) میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود.
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
