الهندسة الوراثية في الزراعة
الزراعة - الزراعية - الهندسة الوراثية - تطبيقات الهندسة - المجال الزراعي - استخدام الهندسة - الهندسة الوراثية - الهندسة الوراثية الزراعية - الوراثية - تطبيقات - الزراعة - الزراعى - المجال - المبيدات الحشرية
ما هي الهندسة الوراثية؟
يشير مصطلح الهندسة الوراثية (GE) إلى استخدام الجينات والكروموسومات ومنتجات الجينات لتعديل كائن حي أو خلية. كما يمكن أن يشير المصطلح إلى استخدام تقنيات البيولوجيا الجزيئية لتغيير المادة الوراثية للنباتات والحيوانات ، أو استخدام هذه التقنيات لإنشاء كائنات معدلة وراثيًا.
كما يمكن أن يشير أيضًا مصطلح الهندسة الوراثية إلى استخدام تقنية تعديل الحمض النووي المؤتلف لتغيير جينات النباتات والحيوانات أو التعديل عليها، أو استخدام هذه التقنيات لإنشاء كائنات معدلة وراثيًا (الكائنات المعدلة وراثيًا). تستخدم الهندسة الوراثية أحيانًا بشكل مرادف لمصطلح التعديل الجيني.
أهمية الهندسة الوراثية فى المجال الزراعى
لطالما كانت الهندسة الوراثية جزءًا مهمًا من حياتنا لعقود من الزمن ، وقد تم استخدامها لتحسين المحاصيل التي نأكلها ، والحيوانات التي نربيها ، والمنتجات التي نستخدمها كل يوم.
اليوم تُستخدم الهندسة الوراثية فى المجال الزراعى لصنع منتجات ومحاصيل أفضل للبيئة وأكثر فى القيمة الغذائية وأفضل اقتصاديا. كما تم استخدام الهندسة الوراثية لتطوير محاصيل مقاومة للحشرات ، مما ساعد المزارعين على حماية محاصيلهم من التلف بواسطة الحشرات. لقد ساهمت هذه المحاصيل المقاومة للحشرات فى احراز تقدمًا كبيرًا في حماية إمداداتنا الغذائية وكذلك حماية البيئة. كما يمكن استخدام الهندسة الوراثية فى مجالات عديدة أخرى بجانب المجال الزراعى مث مجال الحيوان و مجال انتاج الدواء ومجال الصحة وغيرها.
التحفظات على استخدام الهندسة الوراثية
الهندسة الوراثية تسببت فى بداية الأمر فى جدل واسع لأن بعض الناس يعتقدون أنها قد تسبب ضررًا للإنسان والحيوان ، ويعتقد آخرون أنه يمكن استخدام الهندسة الوراثية لتحسين حياتنا. كان أول منتج معدل وراثيًا هو الأنسولين البشري ، والذي يستخدم لعلاج مرض السكري. تُستخدم الهندسة الوراثية اليوم في انتاج مجموعة واسعة من المنتجات ، بما في ذلك المستحضرات الصيدلانية والمحاصيل والمنتجات الحيوانية.
استخدام الهندسة الوراثية فى مكافحة الحشرات
من خلال الهندسة الوراثية. سمحت لنا التكنولوجيا الحديثة بأخذ المواد الجينية من الكائنات الحية الأخرى والتلاعب بها لخدمة أغراضنا. في الثلاثين عامًا الماضية ، تقدمت الهندسة الوراثية و تمكنت من توفير انتاج نباتات مقاومة للافات و الحد من استخدام المبيدات الحشرية التى تساهم بقدر كبير فى تلوث البيئة
اليوم ، يمكننا استخدام الهندسة الوراثية لصنع محاصيل مقاومة للآفات أو لزيادة الغلة و الانتاج أو تحسين القيمة الغذائية للأغذية.
تطور الهندسة الوراثية فى المجال الزراعى
مثلت الهندسة الوراثية أداة قوية بشكل كبير لتحسين المحاصيل. و على مدار الثلاثين عامًا الماضية ، تطورت الصفات التي تم تطويرها من خلال استخدام الهندسة الوراثية فى احداث اثر كبير فى ادخال جينات مقاومة للحشرات فى النبات. كانت هذه السمات أو الجينات المعدلة نعمة كبيرة للمزارعين فى الحفاظ على المحاصيل والنباتات من هجوم الحشرات ، حيث زودتهم بالحلول التي تشتد الحاجة إليها لمقاومة الآفات الحشرية مع زيادة الغلات و زؤادة انتاج المحاصيل وتقليل استخدام المبيدات.
محاصيل معدلة جينيا
كان استخدام المحاصيل المعدلة وراثيًا موضوعًا مثيرًا للجدل لعقود. تم انتاج أول سلالة من نبات الذرة معدل وراثيا في الثمانينيات. منذ ذلك الحين ، ثبت أن استخدام المحاصيل المعدلة وراثيًا له فوائد عديدة ، بما في ذلك القدرة على تقليل استخدام المبيدات الحشرية ، والتي غالبًا ما تكون أقل فعالية أو أقل صداقة للبيئة من نظيراتها المعدلة وراثيًا. لهذا السبب ، تم اعتماد استخدام المحاصيل المعدلة وراثيًا من قبل العديد من المزارعين وكان عاملاً رئيسياً في تقليل المبيدات الحشرية المستخدمة في المزارع.
تطبيقات الهندسة الوراثية في المجال الزراعى
تعتبر مكافحة الحشرات من أكثر تطبيقات الهندسة الوراثية استخدامًا في الزراعة. هناك العديد من الفوائد الكثيرة لاستخدام المحاصيل المعدلة وراثيًا ألا و هى مكافحة الحشرات ، بما في ذلك القدرة على تقليل استخدام المبيدات الحشرية الأقل فعالية أو الأقل صداقة للبيئة و ذلك باستخدام المحاصيل العدلة وراثيا ، والتي غالبًا ما تكون مبيدات حشرية واسعة النطاق تقتل ليس فقط الحشرات المستهدفة ولكن أيضًا العديد من الأنواع الأخرى. انه باستخدام المحاصيل المعدلة وراثيًا في مكافحة الحشرات نضمن مستوى عالٍ من الخصوصية ، والذي يوصف غالبًا بالقدرة على قتل الحشرات المستهدفة مع تقليل الضرر الذي يلحق بالأنواع الأخرى. هذا مهم بشكل خاص في الزراعة العضوية. يمكن استخدام الهندسة الوراثية في تعديل المحاصيل لجعلها أقوى وأكثر مقاومة للأمراض والجفاف.
الهندسة الوراثية وصحة الإنسان
كانت الهندسة الوراثية واحدة من أقوى الأدوات المستخدمة لتحسين صحة الإنسان من خلال زيادة فهمنا للجينوم البشري. لقد تم استخدامالهندسة الوراثية والتعديل على الجينات لعلاج وتشخيص الأمراض ، وزيادة فهمنا لبيولوجيا الإنسان، وزيادة قدرتنا على توفير نظام غذائي صحي لعدد متزايد من السكان. كما تم استخدامه في القطاع الزراعي لزيادة الغلات وتحسين جودة طعامنا. تستعد أكثر أشكال الهندسة الوراثية تقدمًا.
تحسين النبات والمحاصيل باستخدام الهندسة الوراثية
كان أول استخدام رئيسي للهندسة الوراثية في الزراعة والنبات ، حيث كان الهدف الأساسي هو زيادة الغلة و الانتاج عن طريق تحسين إنتاجية النباتات الزراعية من خلال التعديل الوراثي لجينوم النبات. وقد تحقق ذلك من خلال استخدام جينات منتقاة من نباتات وحيوانات أخرى ، والذي تم تحقيقه من خلال استخدام آليات نقل الجينات، والتي تم تطويرها خصيصًا لهذا الغرض. وقد سمح ذلك بنقل الجينات التي تمنح مقاومة للآفات والأمراض ، وزيادة الغلة ، وزيادة القيمة الغذائية للمحاصيل. لقد كان هذا محركًا رئيسيًا للثورة الزراعية الحالية، والتي كانت مسؤولة إلى حد كبير عن توفير الطعام للسكان الذين يتزايد عددهم بسرعة.
تاريخ و تطور الهندسة الوراثية فى مجال الزراعة
كان استخدام الهندسة الوراثية في الزراعة أحد أكبر الانجازات في اتجاه إنتاج الغذاء البشري. تم تطوير تقنيات الهندسة الوراثية الأولى في السبعينيات ، ومنذ ذلك الحين تم استخدامها لتحسين غلة و انتاجية المحاصيل الزراعية وزيادة المحتوى الغذائي و القيمة الغذائية للأطعمة. بدون استخدام الهندسة الوراثية لم يكن هناك الكثير من المحاصيل و النظم الغذائية الحالية ومع ذلك، فإن الاعتماد المفرط على الهندسة الوراثية دون استخدام ممارسات الإدارة المتكاملة للآفات (IPM) أو استخدام طرق أخرى لإدارة المقاومة قد يؤدى أدى إلى وجود حالات مقاومة من الأعشاب الضارة.
المحاصيل والنباتات المعدلة وراثيا
قطن معدل وراثيا
يعتبر القطن من أهم المصادر الطبيعية للألياف والزيوت والبذور المستخدمة فى تغذية الماشية. يعتبر نبات أو محصول القطن من أكثر المحاصيل تنوعًا ، حيث إنه قادر على النمو في ظروف مناخية وتربة مختلفتين. القطن هو نبات من جنس Gossypium ، والذي يحتوي على أربعة أنواع مستأنسة: G. ,arboreum G. barbadense ، G. hirsutum ، و G. mauritianum. تُزرع الأنواع الثلاثة الأولى من هذه الأنواع أساسًا من أجل أليافها ، بينما يُزرع النوع الرابع أساسًا لبذورها.
القطن محصول زراعي تتم زراعته منذ آلاف السنين ، وقد تمت زراعته لأول مرة في الهند ، ثم انتشر إلى أجزاء أخرى من آسيا ومنطقة البحر الأبيض المتوسط.
توزيع القطن على مستوى العالم
يوجد منه حوالى 18 نوعًا ، تعد أمريكا الوسطى والجنوبية أغنى المناطق في أنواع Gossypium على مستوى العالم ، حيث تعد المكسيك واحدة من أكثر البلدان تنوعًا 14 نوعًا مختلفًا. يوجد في شمال شرق إفريقيا وجنوب غرب شبه الجزيرة العربية 14 نوعًا مختلفًا وأستراليا بها 17 نوعًا.
تم تقديم أول محصول معدّل وراثيًا في السوق من نبات القطن وهو قطن Bt في عام 1996. احتوى هذا الصنف على Cry1Ac ، وهو بروتين مبيد حشري طبيعي من البكتيريا Bacillus thuringiensis ، والذي يعمل كمبيد للآفات. كان الغرض من قطن Bt هو تزويد المزارعين بنبات أو محصول أكثر مقاومة للآفات و الحد من استخدام مبيدات الآفات التقليدية واسعة الانتشار. و كذلك الحد من رش حقل القطن بالمبيدات الحشرية أملاً في قتل الآفات والتى تسبب تلوث البيئة.
القطن المعدل وراثيا (استخدام الهندسة الوراثية فى انتاج القطن)
منذ عام 1990 ، تم استخدام الهندسة الوراثية لتطوير أنواع محسنة من القطن ، مما أدى إلى زيادة كبيرة في الانتاجية في العديد من البلدان. يمثل القطن المعدل وراثيًا اليوم ما يقرب من 90 في المائة من القطن المزروع في العالم. تم إنتاج أول قطن معدل وراثيًا عن طريق الجمع بين جين Bacillus thuringiensis (Bt) مع القطن لجعله أكثر مقاومة للآفات. كان هذا هو الجيل الأول من قطن Bt ، والذي تلاه الجيل الثاني من قطن Bt ، والذي قدم مقاومة أوسع للآفات.
كان انتاج القطن Bt وغيره من التقنيات الانتقائية البالغة الأهمية للأعتماد على المكافحة البيولوجية. كان مفتاح النجاح هو البحث والتطوير المستمر لتحسين الغلة و الانتاج باستخدام الهندسة الوراثية، وتقليل المبيدات الكيميائية الزراعية ، ومعالجة مقاومة الحشرات. سيكون الجيل التالي من قطن Bt COTTONX ، أول محصول زراعى يجمع بين القطن التقليدي و القطن Bt. مما سيكون له تأثير إيجابي على البيئة وصحة الإنسان.
الذرة المعدلة وراثيا (نبات الذرة)
الذرة محصول مهم يزرع في البرازيل وجنوب أفريقيا. يعتبر الذرة أحد المحاصيل الهامة فى مجال الزراعة حيث يعتبر مصدر رئيسي للغذاء والأعلاف والألياف للإنسان والحيوان في جميع أنحاء العالم. يعتبر الذرة هدف رئيسي للآفات. واحدة من أخطر آفات الذرة هي دودة الحشد الخريفية S. frugiperda.
تعتبر البرازيل من أهم البلدان انتاجا للذرة فهو محصول مهم ينمو فيها. و هى تعتبر أكبر منتج للذرة في العالم ، حيث تمثل 31٪ من الإنتاج العالمي. يعتبر الذرة مصدرًا مهمًا للنشا والبروتين وتستخدم لإنتاج رقائق الذرة ، خبز الذرة ، صناعة الخبز ، والعديد من الأطعمة الأخرى. تعتبر S. frugiperda آفة الذرة الرئيسية في الولايات المتحدة و البرازيل وهي آفة رئيسية للذرة في جميع أنحاء العالم حيث تسبب خسائر كبيرة فى مجال الزراعة لذا كان الاتجاة الى استخدام مجالات و تطبيقات الهندسة الوراثية فى مجالات الزراعة.
الذرة المعدل وراثيًا GE maize، هو نبات تم تغيير مادته الوراثية باستخدام التكنولوجيا الحيوية. تم إنتاج أول نبات ذرة معدل وراثيا في عام 1982 ، ومنذ ذلك الحين ، تم انتاج ذرة معدل وراثيا لمجموعة متنوعة من الأغراض، كان من أهمها التي استهدفت دودة الذرة مما أدى الى ارتفاع مستويات حماية المحاصيل لم يسبق أن حققها المزارعون البرازيليون. وقد ساعد هذا في تقليل كمية المبيدات الحشرية المستخدمة في البلاد.
الهندسة الوراثية ، يشار إليها عادةً باسم التعديل الجيني ، هي التلاعب بجينات الكائن الحي لتغيير طريقة التعبير عنها.
كانت الذرة وفول الصويا من أول النباتات المعدلة وراثيًا. و التي تمت انتاجها باستخدام الهندسة الوراثية للاستخدام في غذاء الإنسان. أدى إدخال تقنية الهندسة الوراثية في البرازيل في عامي 2008 و 2009 ، والتي استهدفت حفار قصب السكر وهو أحد الآفات الحشرية ، إلى توفير مستويات عالية جدا من الحماية للمحاصيل لم يحققها المزارعون البرازيليون من قبل.
منذ إدخال الذرة المعدلة وراثيًا (GE) في عام 2008 زادت انتاجية الذرة في البرازيل بشكل كبير و كذلك فى بلدان شتى من العالم. لقد أدى انتاج الذرة المعدلة وراثيًا حدوث طفرة عالية فى المجال الزراعى، فقد مكن المزارعين من زيادة غلاتهم وانتاجية الفدان وخفض تكاليفهم.
Dr. Mohammed Mabrouk Salama Professor of physiology
تعليقات
إرسال تعليق