خوب،بد،تراریخته...!!!

چکیده

انسان ها مستقیماً در ترکیب ژنتیکی گیاهان تأثیر گذاشته اند تا از طریق اهلی کردن، ارزش آن را به عنوان محصول افزایش دهند. اولین مدرک اهلی شدن گیاهان از گندم و گندم سیاه است که در روستاهای پیش از سفال نوسنگی در جنوب غربی آسیا با قدمتی حدود 10 هزار و 500 تا 10 هزار و 100 سال قبل از میلاد یافت می شود. غرب آسیا ، مصر و هند مکان هایی از اولین کاشت و برداشت محصولاتی بود که قبلاً در مناطق وحشی جمع آوری شده بود. توسعه مستقل کشاورزی در شمال و جنوب چین ، ساحل آفریقا ، گینه نو و مناطق مختلف قاره آمریکا رخ داده است.

تغییر محصولات زراعی برای بهبود تولید آن ها از طریق نظریه انتخاب قبل از ایجاد تراریخته انجام شد. این انتخاب هزاران سال ادامه دارد. تا سال 2050 ، جمعیت جهان ممکن است به 9 میلیارد برسد. برای تأمین نیازهای این تعداد عظیم از مردم در سده های قدیمی ، تولید مواد غذایی باید به همان میزان یا بیشتر افزایش یابد. بنابراین ، در دهه های اخیر نیاز به استفاده از تکنیک های ژنتیکی برای بهبود محصولات زراعی وجود دارد. با استفاده از تراریخت ها می توان گیاهانی با صفات مورد نظر و حتی افزایش بازده تولید کرد. تراریخته ها باعث می شوند که محصولات بیشتر عمر کنند و در برابر آفات و بیماری ها مقاومت می کنند. تولید گیاهان تراریخته به ما این امکان را می دهد تا جمعیت رو به رشد را تغذیه کنیم و محصولات مطلوب تری تولید کنیم. آینده محصولات زراعی GMهمچنان یک بحث اساسی است ، زیرا کاربرد های آن مزایا و معایب مختلفی دارد.

معرفی

گیاهان تراریخته آن هایی هستند که DNA شان با استفاده از تکنیک های مهندسی ژنتیک اصلاح می شود. هدف معرفی ویژگی جدیدی به گیاه است که به طور طبیعی در گونه ها مشاهده نمی شود. یک گیاه تراریخته حاوی ژن یا ژن هایی است که به طور مصنوعی داخل آن قرار داده شده اند. توالی ژن وارد شده به عنوان transgen شناخته شده است ، ممکن است از یک گیاه نامربوط یا از گونه های کاملاً متفاوت آمده باشد. هدف از قرار دادن ترکیبی از ژن ها در یک گیاه ، استفاده مفید و سازنده از آن تا حد امکان است. این فرآیند مزایایی از قبیل بهبود ماندگاری ، عملکرد بالاتر ، بهبود کیفیت ، مقاومت در برابر آفات ، تحمل گرما ، مقاومت در برابر سرما و خشکی و انواع استرس های زنده و غیر زنده را ارائه می دهد. گیاهان تراریخته نیز می توانند به گونه ای تولید شوند که پروتئین های خارجی را با ارزش صنعتی و دارویی عرضه کنند. گیاهانی که از واکسن ها یا آنتی بادی ها ساخته شده اند (Plantibodies) بسیار مهم هستند ، زیرا گیاهان عاری از بیماری های انسانی هستند ، بنابراین هزینه های غربالگری ویروس ها و سموم باکتریایی را کاهش می دهند.

اولین گیاهان تراریخته در سال 1983 گزارش شدند. از آن زمان ، بسیاری از پروتئین های نوترکیب در چندین گونه مهم گیاه زراعی از جمله تنباکو ، ذرت ، گوجه فرنگی ، سیب زمینی ، موز ، یونجه و کلزا استخراج شده است. معمولا گیاه تنباکو مورد استفاده می شد، هرچند گوجه و موز نیز به منظور واکسن برای انسان در نظر گرفته می شوند.

اولین آزمایشات میدانی از گیاهان مهندسی ژنتیک در فرانسه و ایالات متحده در 1986 انجام شد ، گیاهان توتون و تنباکو طراحی شده اند تا در برابر علف کش ها مقاوم باشند. در سال 1987 سیستم های ژنتیکی گیاهی ، توسط مارک ون مونتاگو و جف شل تأسیس شد. جمهوری خلق چین اولین کشوری بود که گیاهان تراریخته را تجاری کرد و در سال 1992 یک تنباکو مقاوم در برابر ویروس معرفی کرد. در سال 1994 ، اتحادیه اروپا تصویب کرد که تنباکو مهندسی شده در برابر علف کش برموکسینیل مقاوم می باشد و آن را به عنوان اولین محصول تولید ژنتیکی در اروپا تجاری کرد. در سال 1995 ، سیب زمینی Bt پس از تصویب FDA توسط آژانس حفاظت از محیط زیست به تصویب رسید و آن را به عنوان اولین محصول تولید سموم دفع آفات در ایالات متحده تصویب کرد. در سال 1996 ، در مجموع 35 مصوبات به منظور رشد تجاری 8 محصول تراریخته و یک محصول گل (میخک) با 8 صفت مختلف در 6 کشور به علاوه اتحادیه اروپا اعطا شده بودند. تا سال 2010، 29 کشور محصول اصلاح شده ژنتیکی را کاشته و 31 کشور دیگر تصویب نظارتی برای واردات محصولات تراریخته را صادر کرده بودند. اولین حیوان اصلاح شده ژنتیکی که مورد تجارت قرار گرفت، GloFish بود، یک ماهی گورخر با یک ژن فلورسنت اضافه شده که به آن اجازه می دهد تا در تاریکی در زیر نور ماوراء بنفش تابش کند. اولین حیوان اصلاح شده ژنتیکی که برای استفاده در مواد غذایی مورد تأیید قرار گرفت، ماهی قزل آلا AquAdvantage در سال 2015 بود. ماهی قزل آلا با یک ژن تنظیم کننده هورمون رشد این امکان را فراهم می کرد تا به جای فقط در بهار و تابستان در طول سال رشد کند.

توسعه محصولات تراریخته

گیاهان مهندسی شده ژنتیکی با تغییر ژنتیک ، معمولاً با اضافه کردن یک یا چند ژنوم از ژنوم گیاهان در آزمایشگاه تولید می شوند. هسته سلول های گیاهی هدف اصلی DNA جدید تراریخته است. بیشتر گیاهان اصلاح شده ژنتیکی با روش بیولوژیکی (روش تفنگ ذره ای) و یا با روش تبدیل واسطه Agrobacterium tumefaciens تولید می شوند.

روش (Gene Gun) تفنگ ژنی، همچنین به عنوان بمباران میکرو پرتابه ای یا بیولوژیک شناخته می شود که بیشتر در گونه هایی مانند ذرت و برنج مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش، DNA به ذرات ریز طلا یا تنگستن متصل می شود که متعاقباً تحت فشار زیاد با استفاده از اسلحه به بافت گیاهی یا سلول های یک گیاه شلیک می شود. شتاب ذرات باعث می شود هم در دیواره سلولی و هم غشاها نفوذ کنند. DNA از فلز پوشیده روکش دار جدا می شود و در درون هسته با ژنوم گیاه ادغام می شود. این روش برای بسیاری از محصولات زراعی ، به ویژه مونوكوت ها ، مانند گندم یا ذرت با موفقیت به كار رفته است، برای هر انتقال با استفاده از Agrobacterium tumefaciens موفقیت كمتری حاصل شده است. این روش تمیز و بی خطر است. تنها نقطه ضعف این فرآیند این است که می توان آسیب جدی به بافت سلولی وارد کرد.

روش بعدی، که برای توسعه گیاهان با روش مهندسی ژنتیک استفاده می شود، روش آگروباکتریوم است. این روش شامل استفاده از باکتری های ساکن خاک، معروف به Agrobacterium tumefaciens است.آن ها این توانایی را دارد که سلول های گیاهی را با تکه ای از DNA خود آلوده کند. قطعه DNA ، که یک گیاه را آلوده می کند ، از طریق تومور القاکننده پلاسمید (Ti plasmid) در یک کروموزوم گیاهی ادغام می شود. پلاسمید Ti می تواند ماشین آلات سلولی گیاه را کنترل کرده و از آن برای ساخت کپی های بسیاری از DNA باکتریایی خود استفاده کند. پلاسمید Ti یک DNA دایره ای بزرگ است که به طور مستقل از کروموزوم باکتریایی ایجاد می شود. اهمیت این پلاسمید در این است که ، حاوی مناطقی از انتقال DNA (T DNA) است، جایی که یک محقق می تواند یک ژن را وارد کند، که می تواند از طریق فرایندی موسوم به floral dip به سلول گیاهی منتقل شود. یک f.d شامل، نفوذ بهگیاهان گلدار، درون یک محلول آگروباکتریوم حامل ژن مورد علاقه و به دنبال آن بذور تراریخته ، مستقیماً از گیاه جمع می کند. این فرآیند مفید است، در واقع، این یک روش طبیعی برای انتقال و بنابراین به عنوان یک روش قابل قبول تر بیان می شود. علاوه بر این، آگروباکتریوم قادر به انتقال بخش های بزرگتری از DNA به صورت بسیار کارآمد است. یکی از بزرگترین محدودیت های آگروباکتریوم این است که ، همه محصولات مهم غذایی نمی توانند به این باکتری آلوده شوند. این روش به ویژه برای گیاهان دو لپه مانند سیب زمینی ، گوجه فرنگی و گیاهان تنباکو بسیار مفید است.

در تحقیقات، تنباکو و Arabidopsis thaliana(گوش موشی) بیشترین گیاهان اصلاح شده ژنتیکی هستند، زیرا به خوبی با روش های انتقال توسعه یافته، تکثیر آسان و ژنوم های آن ها خوب مورد مطالعه واقع شده اند. آن ها به عنوان الگویی از ارگانیسم ها برای سایر گونه های گیاهی استفاده می شوند. از گیاهان تراریخته نیز برای ترمیم زیستی خاک های آلوده استفاده شده است. جیوه ، سلنیوم و آلاینده های آلی ، مانند بیفنیل های پلی کلرینات (PCBs)، توسط گیاهان تراریخته از خاک حذف شده و حاوی ژن هایی برای آنزیم های باکتریایی هستند.

انواع

گیاهان تراریخته ژن هایی از سایر گونه ها دارند که درون آن ها قرار داده شده اند. ژن های وارد شده می توانند از گونه هایی در همان سلسله (گیاه به گیاه) یا بین سلسله ای (باکتری به گیاه) حاصل شوند. در بسیاری از موارد ، DNA قرارداده شده باید اندکی اصلاح شود تا به صورت صحیح و کارآمد در ارگان های میزبان بیان شود. گیاهان تراریخته برای بیان پروتئین ها استفاده می شوند ، مانند سموم cry از باسیلوس تورینجنسیس، ژن های مقاومت در برابر علف کش و آنتی ژن ها برای واکسیناسیون.

گیاهان Cisgenic با استفاده از ژن هایی ساخته شده اند،که در همان گونه یا یک گونه نزدیک به هم یافت می شوند، جایی که پرورش گیاه معمولی می تواند انجام شود. برخی از پرورش دهندگان و دانشمندان معتقدند که اصلاح گیاه cingenic برای گیاهانی که عبور از آن ها با راه های معمولی (مانند سیب زمینی) دشوار است ، مفید است. آن دسته از گیاهان در گروه cisgenic نباید به همان میزان از مقررات قانونی مانند سایر ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی نیاز داشته باشند.

مزایای گیاهان تراریخته

از تکنولوژی GM برای تولید انواع گیاهان زراعی تا به امروز استفاده شده است. با افزایش جمعیت جهانی ، مواد غذایی همچنان منبع ترسناکی هستند. غذاهای مهندسی شده با بهبود عملکرد تولید ، کاهش هزینه حمل و نقل و افزایش محتوای تغذیه ای ، مزایای قابل توجهی را ارائه می دهند. پیشرفت، و در نتیجه تولید گونه های تجاری در کشورهایی مانند ایالات متحده و کانادا ، محور تأثیر مقاومت در برابر حشرات ، آفات یا ویروس ها و ایجاد تحمل نسبت به علف کش های خاص است. در حالی که این صفات مزایایی برای کشاورزان داشت، برای مصرف کنندگان ندیدن هیچ سودی غیر از این ها دشوار بود. در موارد محدود، کاهش قیمت به دلیل کاهش هزینه و افزایش سهولت در تولید اتفاق افتاد. انتظار می رود چندین محصول GM برای سوء تغذیه در پنج تا ده سال آینده برای کشت آشکار شود.

گیاهان مقاوم در برابر علف کش ها

گیاهانی که می توانند علف کش ها را تحمل کنند به گیاهان مقاوم در برابر علف کش نامیده می شوند. گلایفوزیت یک ماده فعال برای بسیاری از علف کش های طیف گسترده است. گوجه فرنگی، سیب زمینی، توتون، تنباکو، پنبه و دیگر گیاهان مقاوم به گلایفوزیت با انتقال ژن aro A به یک سنتراز گلیفوزات EPSP از Salmonella typhimurium و E. coli Sulphonylurea گیاهان توتون و تنباکو مقاوم تولید شدند، با انتقال ژن جهش یافته ALS (استولاکتات سنتتاز) از Arabidopsis تولید می شوند. پروتئین QB از فوتوسیستم II از هیبریدهای جهش یافته Amaranthus به توتون و سایر محصولات کشاورزی منتقل می شود تا گیاهان تراریخته مقاوم به آترازین تولید کند.

گیاهان مقاوم در برابر حشرات

باسیلوس thuringiensis یک باکتری است که برای تعدادی از حشرات آفت بیماری زا است. اثر کشنده آن به واسطه سم پروتئین تولید شده می باشد. از طریق روش های DNA نوترکیب ، ژن سم می تواند مستقیماً در ژنوم گیاه وارد شود، جایی که بیان می شود و پروتئین تولید شده از گیاه در برابر حشرات آفت محافظت می کند.

گیاهان مقاوم به ویروس

گیاهان توتون و تنباکو مقاوم در برابر TMV با معرفی پروتئین های ویروسی coat تولید می شوند. سایر گیاهان تراریخته مقاوم در برابر ویروسی عبارتند از: الف) گیاهان سیب زمینی مقاوم به ویروس سیب زمینی (ب) برنج مقاوم در برابر RSV، (ج) ماش سیاه مقاوم در برابر YMV و (د) ماش سبز مقاوم در برابر YMV و غیره.

گیاهان مقاوم به آفات

اگر گیاهان تراریخته در برابر آفت خاص مقاوم باشند ،به وضوح برای کشاورزان فوایدی دارد. به عنوان مثال، پاپایا مقاوم در برابر ویروس لکه حلقوی پاپایا، از سال 1996 در هاوایی تجاری شده و رشد یافته است. در صورت کاهش استفاده از سموم دفع آفات، فایده های بسیاری نیز برای محیط زیست دارد. محصولات تراریخته، حاوی ژن های مقاومت به حشرات از Bacillus thuringiensis ، باعث شده است که به میزان قابل توجهی میزان حشره کش مورد استفاده در پنبه در ایالات متحده کاهش یابد. با این حال ، جمعیت آفات و بیماری ها ، با وجود ارگانیسم ها ، به راحتی سازگار می شوند و در برابر سموم دفع آفات مقاوم می شوند.

فواید تغذیه ای

کمبود ویتامین A باعث می شود که نیم میلیون کودک هر ساله به طور جزئی یا کاملاً نابینا شوند. برنج غذای اصلی بخش بزرگی از جمعیت جهان بشر است. روش های تولید سنتی در تولید محصولات زراعی ناموفق بوده و حاوی غلظت بالایی از ویتامین A است. محققان سه ژن را به برنج وارد کردند: دو مورد از گیاهان دارویی و دیگری از میکروارگانیسم ها. برنج تراریخته باعث افزایش تولید بتاکاروتن به عنوان ماده اولیه ویتامین A شد و دانه آن به رنگ زرد درامد. این برنج زرد یا طلایی ممکن است ابزار مفیدی برای درمان مشکل کمبود ویتامین A در کودکان خردسال مناطق استوایی باشد.

مضرات محصولات تراریخته

استفاده از محصولات تراریخته برای سال ها یک مسئله بود. نگرانی های زیادی مطرح شده و این ها در دو دسته قرار می گیرند.

الف) نگرانی درباره تأثیر مواد اصلاح شده ژنتیکی بر سلامتی انسان است. به عنوان مثال، گفته می شود محصولات تراریخته باعث ایجاد آلرژی در برخی از افراد می شود، اگرچه مشخص نیست که آیا محصولات تراریخته منبع این واکنش هستند. علاوه بر این، ژن های مقاومت به آنتی بیوتیک، که پیشنهاد شده در اینمحصولات قرار گیرد، منجر به بروز اشکالات فوق العاده می شود، چون با درمان آنتی بیوتیکی نمی توانند کشته شوند. مردم از خوردن DNA ای که ناشی از منابع دیگر مانند ویروس یا باکتری اند ناراحت هستند.

ب) نگرانی در مورد اینکه آیا محصولات تراریخته باعث آسیب به محیط طبیعی می شوند. نمونه ای که شامل گرده ذرت تراریخته است، که توانایی کشتن لارو پروانه ی مونارک را دارد. همچنین نشان داده شده است که ذرت هیبرید سم باکتریایی را در گرده خود ایجاد می کند ، که سپس با استفاده از باد بیش از 60 متر پراکنده می شود. در این محدوده ، گرده ذرت روی گیاهان دیگر در نزدیکی مزارع ذرت قرار می گیرد، در آنجا توسط ارگانیسم های غیر هدف از جمله پروانه مونارک خورده می شود که آن ها را به سمت مرگ می برد.

با این حال موارد زیر، موضوعات بالقوه نگرانی در مورد تولید پروتئین گیاهی است.

1) واکنش های آلرژیک به پروتئین گیاهی گلیکان و سایر آنتی ژن های گیاهی.

2) آلودگی گیاه و محصول توسط مایکوتوکسین ها ، سموم دفع آفات ، علف کش ها و متابولیت های درونساز.

3) عدم قطعیت مقررات ، به ویژه در مورد پروتئین هایی که نیاز به تأیید برای مصرف داروهای انسانی دارند.

15) قوانین گیاهان تراریخته

در ایالات متحده ، چارچوب هماهنگ تنظیم مقررات بیوتکنولوژی بر قوانین موجودات تراریخته ، از جمله گیاهان نظارت می کند. دیدگاه دولت ،که ما آن را به اشتراک می گذاریم ، این است که ، این کار غیر عملی است و روش هایی که توسط سازمان بهداشت جهانی توصیه می شود، کافی است تا اطمینان حاصل شود که هرگونه احتمال تأثیر منفی بر سلامت انسان از یک ماده غذایی GM قابل تشخیص است. سه سازمان درگیر در این زمینه عبارتند از :

1) خدمات تنظیم مقررات بیوتکنولوژی (BRS) سرویس بازرسی سلامت حیوانات و گیاهان(APHIS) برنامه وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA) وظیفه تنظیم مقدمه (واردات ، حرکت بین شهری و انتشار میدانی) برای ارگانیسم های مهندسی ژنتیکی (GE) که ممکن است خطر آفات گیاهی را ایجاد کنند بر عهده دارد.APHIS با اطمینان از توسعه بیوتکنولوژی به روش ایمن از کشاورزی و محیط زیست محافظت می کند. از طریق یک چارچوب نظارتی قوی ، BRS از معرفی ایمن و محدود گیاهان جدید GE با محافظت قابل توجهی مطمئن می شود، تا از انتشار تصادفی هر ماده GE جلوگیری کند.

2) EPA

سازمان حفاظت از محیط زیست : اثرات بالقوه زیست محیطی ، به ویژه برای ژن های تولید کننده آفت کش ها را ارزیابی می کند.

3) DHHS- و (FDA)

(سازمان غذا و دارو) اگر این گیاه برای مصرف انسان در نظر گرفته شده است، خطر سلامت انسان را ارزیابی می کند.

16) آیا باید از محصولات تراریخته استفاده کنیم؟

برای درک مزایا و مضرات محصولات تراریخته باید با هرکدام از آن ها ازدواج کرده باشید، تا بتوانید محصولاتی را تهیه کند که از نظر محیطی سالم و بدون خطر باشد. تولیدکنندگان محصولات تراریخته و آژانس هایی که اثرات آن ها را مطالعه می کنند از این نکته آگاه هستند. با این حال، تا به امروز، شواهد کمی برای حمایت از هر دو پرونده وجود دارد. برای تعیین ایمنی واقعی این گیاهان و تصمیم گیری ، چه از نظر محیط زیست و چه برای کسانی که این محصولات را در سنین بالا مصرف می کنند ، تحقیقات بیشتری در این زمینه لازم است. حداقل ، بیشتر موافق این هستند که ، مزیت بالقوه تولید محصولات زراعی ، که غذای بیشتر و ارزان تری را در اختیار انسان قرار می دهد ، تکنولوژی تراریخته را به یک اختراع مفید تبدیل می کند.