منابع كارشناسي ارشد اصلاح نباتات

ژنتيك:

اصول ژنتيك؛ دكتر يزدي صمدي و ابراهيم سيد طباطبائي.

مباني ژنتيك؛ دكتر احمد اتابكي مهر.

اصول ژنتيك؛ دكتر حمدالله كاظمي.

مباني ژنتيك؛ دكتر سيدنا.

مباني ژنتيك؛ دكتر محمد تقي آساد.

اصول ژنتيك؛ جزوه دكتر ميرلوحي (اصفهان).

اصول ژنتيك؛ جزوه دكتر قديم زاده (اروميه).

اصول ژنتيك؛ جزوه دكتر ولي زاده (تبريز).

ژنتيك كشاورزي (ديباگران)؛ محمد حسين شهير.

ژنتيك كشاورزي (ديباگران)؛ محمود ملكي، فواد فاتحي.

اصول ژنتيك (پويان پژوهش)؛ مهندس كتايون اميدي.

ژنتيك پارسه.

اصول اصلاح نباتات:

اصلاح گياهان زراعي؛ دكتر احمد ارزاني.

اصول اصلاح؛ دكتر محمد فارسي.

اصول ايجاد رقم زراعي جديد؛ دكتر زينالي خانقاه.

اصلاح نباتات؛ دكتر بهمن اهدايي.

اصلاح خصوصي و عمومي؛ جزوه دكتر محمد مقدم (تبريز).

اصلاح نباتات پويان پژوهش.

اصلاح نباتات ديباگران.

اصلاح نباتات كتاب جهش.

اصلاح نباتات پارسه.

آمار و احتمالات:

آمار و احتمالات كاربردي؛ دكتر يزدي صمدي.

آمار و احتمالات؛ دكتر عبداالمجيد رضايي (هر دو چاپش).

آمار و احتمالات ديباگران.

آمار و احتمالات پارسه.

طرح آزمايشات:

طرح آزمايشات در كشاورزي؛ دكتر يزدي صمدي.

طرح آزمايشات در كشاورزي؛ دكتر مصطفي ولي زاده و دكتر محمد مقدم.

طرح آزمايشات در كشاورزي؛ دكتر پيغمبري.

طرح آزمايشات در كشاورزي ديباگران (چاپ جديد و قديم).

طرح آزمايشات در كشاورزي پويان پژوهش.

زراعت:

زراعت عمومي؛ دكتر خواجه پور.

زراعت صنعتي؛ دكتر خواجه پور.

زراعت غلات؛ دكتر تاج بخش.

زراعت گياهان علوفه اي؛ دكتر هادي كريمي.

زراعت گياهان علوفه اي؛ دكتر اميرنيا.

جزوه گياهان صنعتي مشهد.

زراعت پارسه.

موفق و سر بلند باشيد.

تجزيه دي آلل

تجزيه دي آلل

تعريف: اگرچه دي آلل در ظاهر به معني دو آللي است، در اصطلاح به تمامي تركيبات ممكنه بين n  لاين تلاقي دي‎الل گفته مي‎شود. چنين تجزيه‎اي علاوه بر برآورد تركيب‎پذيري عمومي و خصوصي لاينها، اطلاعات با ارزشي در مورد پارامترهاي ژنتيكي بدست مي‎دهد (اميري ، 1373  و Singh And  Chaudhary . 1997  ).

1ـ تركيب پذيري :

منظور از قدرت تركيب‎پذيري عمومي GCA= General Combining Ability وضعيت متوسط يك لاين در تركيب هيبريدهاي آن و منظور قدرت تركيب پذيري  خصوص Specific Combining Ability (SCA) ، وضعيت دو لاين در يك تلاقي بخصوصي مي‎باشد. منظور از تركيب‎پذيري متوسط Average Combining Ability (ACA) ، وضعيت متوسط يك لاين در تعداد زيادي از آميزش‎هاي ساده يا (Single Cross) مي‎باشد. بين قدرت تركيب‎پذيري عمومي و قدرت تركيب‎پذيري خصوصي و قدرت تركيب پذيري متوسط يك رابطه مستقيم وجود دارد. اگر تعداد لاينهاي والديني متفاوت افزايش يابد و به طرف بي‎نهايت سير كند در آن صورت SCA تقريبي از GSA خواهد بود. از طرف ديگر اگر تعداد لاينهاي والديني متفاوت كاهش يابد، در آنصورت بسته به ماهيت و درجه واريانس ژنتيكي مقدار SCA از GCA انحراف پيدا مي‎كند.

2ـ برآورد تركيب پذيري :

يكي از روشهاي تخمين تركيب‎پذيري استفاده از تاپ كراس Top Cross است. در اين حالت تركيب پذيري عمومي لاين مورد نظر از طريق دورگيري آن با افراد جمعيت منشاء (بجاي رگه‎هاي خالص)  تعيين مي‎شود. اين طريق دورگيري معادل دورگيري با يك دسته تصادفي رگه‎هاي خالص مشتق شده از جمعيت مبدأ در غياب انتخاب مي‎باشد. مرسومترين طرح آزمايشي براي دورگيري بين اينبردها همان طرح آميزش يا تلاقي دي آلل است كه مورد بحث و بررسي قرار خواهد گرفت.

3ـ روشهاي مختلف تلاقي دي آلل

بطوركلي دو روش عمده تجزيه ديالل وجود دارد كه بنام مبتكرين آنها معرفند:روش گريفينگ (Griffing 19561956)روش هيمن و جينكز (Hayman & Jinks 19541954)در هر دو روش مفروضاتي به شرح زير بايستي مدنظر قرار گيرد:

1 – والدين هموزيگوت باشند (اين شرط براي روش گريفينگ الزامي نيست).

2 – توارث ديپلوئيدي

3 – عدم وجود آللهاي چندگانه

4 – عدم وجود اپيستازي

5 –  عدم وجود لينكاژ

6– عدم وجود اثرات مادري سيتوپلاسمي

 7- عدم وجود اثر متقابل ژنوتيپ با محيط (اثر محيط براي كليه ژنوتيپ‎ها (والدها و نتايج) يكسان مي‎باشد.

 اطلاعاتي كه هريك از اين روشهاي تجزيه دي الل به ما مي‎دهند به شرح زير است (Singh  And Chaudhary . 1997; Sarafi  & . Ecoohard  And   Planchon . 1986   و اميري ، 1373 )    

گريفينگ 

                                             

1ـ قابليت تركيب پذيري عمومي و خصوصي

 2 ـ تعيين تقريبي نوع عمل ژن

3ـ تعيين وجود يا عدم وجود اثرات  سيتوپلاسمي

 4ـ تعيين جهت و درجه غالبيت

5ـ برآورد اجزاء واريانس ژنتيكي

  6ـ وراثت پذيري 

  7ـ هتروزيس                                          

      

   هيمن و جينكز

1ـ تعيين وجود يا عدم وجود اپيستازي

2ـ تعيين نوع عمل ژن

3  – پراكنش آللهاي غالب و مغلوب در والدين

4ـ تعيين ميانگين درجه غالبيت

5ـ تعيين غالب و مغلوب بودن صفت

6ـ وراثت پذيري

7ـ هتروزيس 

تجزيه دي آلل به روش گريفينگ

عمده‎ترين هدف اين روش تعيين تركيب پذيري عمومي و خصوصي لاينها است. گريفينگ با توجه به حضور والدين و تلاقيهاي معكوس به همراه تلاقيهاي اصلي چهار روش آزمايشي را براي تجزيه ديالل بصورت زير معرفي كرده است.

 روش اول: شامل والدين، F₁ تلاقيهاي اصلي و معكوس ( تمامي P² تركيب ممكنه)روش دوم: شامل والدها و تلاقيهاي اصلي [(P(P+1)]/2روش سوم: شامل تلاقيهاي اصلي و معكوس [(P(P-1)]روش چهارم: فقط شامل F₁ تلاقيهاي اصلي [(P(P-1)/2] تلاقيهاي معكوس، تلاقيهايي هستند كه در آنها جاي والد نر و ماده عوض مي‎شود. روش اول ديالل كامل و روش دوم و چهارم كه فاقد تلاقيهاي معكوس هستند را نيمه ديالل مي‎نامند. روش تجزيه هريك از روشهاي چهارگانه متفاوت است. روش اول زماني بكار مي‎رود كه اولاً بخواهيم اثرات مادي را مطالعه كنيم و امكان وجود وراثت سيتوپلاسمي وجود دارد و ثانياً F₁ از والدين اختلاف فاحش نداشته باشند يعني ميزان هتروزيس پائين باشد. مثلاً براي برنج از اين روش استفاده مي‎شود. وقتي از عدم تأثير اثرات مادري مطمئنيم و ميزان هتروزيس نيز پائين است روش دوم مورد استفاده قرار مي‎گيرد كه اين روش مناسبترين روش گندم است. وقتي كه اثرات مادري وجود دارد و هتروزيس نيز بالاست از روش سوم بكار مي‎رود (مثلاً ذرت). روش چهارم هنگامي استفاده مي‎شود كه اثرات مادري وجود ندارد و ميزان هتروزيس نيز بالاست (باز هم در ذرت بكار مي‎رود). وقتي هدف مطالعه قابليت تركيب‎پذيري لاينهاست وارد كردن والدها در آزمايش ضرورت ندارد بنابراين از روش سوم و چهارم استفاده مي‎شود. اگر بخواهيم درجه غالبيت و يا هتروزيس را محاسبه نمائيم از روش دوم بايستي استفاده كرد. با اضافه كردن اثر بلوك در طرح بلوكهاي كامل تصادفي از نظر ثابت يا تصادفي بودن به دو فرض مذكور، چهار مدل (Model) به شرح زير وجود خواهد داشت:

مدل I: اثرات بلوك و ژنوتيپ‎هاي هر دو ثابت مي‎باشند.

مدل II: اثرات بلوك و ژنوتيپ‎ها هر دو تصادفي مي‎باشند.

مدل مخلوط A: اثر بلوك ثابت و اثرات ژنوتيپ‎ها متغييرهاي تصادفي مي‎باشند.

مدل مخلوط B: اثر ژنوتيپ ثابت و اثر بلوك متغيير تصادفي مي‎باشد.

در آزمايشات معمول اصلاح نباتات كه تكرار يك عامل تصادفي است از مدل I و مخلوط A استفاده نمي‎شود. اما اگر وسايل آزمايشگاهي مانند انكوباتور بعنوان تكرار روند تكرار مي‎تواند ثابت در نظر گرفته شود و اين مدلها نيز بكار مي‎روند. مدل مخلوط B در اصلاح نباتات بيشترين كاربرد را دارد. با احتساب چهار روش و چهار مدل شانزده سيستم دي آلل وجود دارد كه هريك روش تجزيه مخصوص بخود را دارد. در هر روش دو مرحله در تجزيه داده‎ها وجود دارد. مرحله اول شامل تجزيه واريانس براي معني‎دار بودن اختلاف ژنوتيپي بين والدين و F₁ها و مرحله دوم تجزيه قابليت تركيب پذيري، فقط هنگامي كه اختلاف معني‎دار بين والدين و F₁هاي تلاقي مستقيم و تلاقيهاي معكوس تشخيص داده شود. لازم به ذكر است كه در آزمون صفر، چهار روش آزمون F در تمامي چهار روش يكسان مي‎باشد. اما درجه آزادي‎‎ها در روشهاي مختلف تغيير خواهد كرد. در اين روش با بكارگيري يك مدل آماري مناسب واريانسهاي مربوط به قابليت توارث عمومي و خصوصي برآورد مي‎شوند كه تحت فرضيات ويژه‎اي به اجزاء ژنتيكي مثل واريانس افزايشي و غابليت تبديل مي‎شوند. گريفينگ با توجه به حضور والدين و تلاقيهاي معكوس به همراه تلاقيهاي اصلي چهار روش آزمايش براي تجزيه ديالل بصورت روشهاي يك تا چهار را كه قبلاً به آنها اشاره شد معرفي نمود. 

تجزيه دي آلل به روش هيمن و جينكز

فرضيات اين روش هم مانند فرضيات ذكر شده در حالت كلي مي‎باشند. تنها فرضي كه بايستي اضافه كرد، فرض همگن بودن واريانس والدها و واريانس هيبريدهاست. اين فرض بوسيله آزمون يا تست بارتلت آزمايش مي‎شود. در اين روش هيمن و جينكز قبل از انجام تجزيه ديالل بايد دو فرض زير را آزمون كرد. 

عدم وجود اثرات دو طرفه

اين فرض را مي‎توان بوسيله تركيب‎پذيري در روش اول و سوم گريفينگ آزمون نمود. روش ديگري نيز وجود دارد و آن استفاده از آزمون t مي‎باشد كه بوسيله آن اختلاف بين تلاقيهاي دو طرفه آزمون مي‎گردد. اما بايد توجه داشت كه با معني‎دار شدن فقط چند مورد از اثرات معكوس نمي‎توان حكم به وجود قطعي اثرات سيتوپلاسمي نمود. با معني‎دار نشدن اثرات دو جانبه، در محل مربوط به هر جفت از والدها در جدول ديالل، ميانگين حسابي دو هيبريد اصلي و معكوس نوشته مي‎شود. بدين ترتيب مجموع ستون با سطر برابر خواهد شد. وجود اپيستازي نيز باعث اشكال در تجزيه مي‎گردد، لذا بايستي عدم وجود آن نيز آزمون گردد، بطوريكه اين فرض در ابتداي مراحل تجزيه به روش هيمن و جينكز آزمون مي‎گردد  (; Sarafi  & . Ecoohard  And   Planchon . 1986   و اميري ، 1373 )در مورد اثرات سيتوپلاسمي اگر با استفاده از آزمايشات قبلي مشخص شده باشد كه اثرات دو طرفه (سيتوپلاسمي)تأثيري بر روي صفت مربوطه ندارد مي‎توان تلاقيها را بصورت يكطرفه انجام داد. در واقع از ديالل كامل (والدها، تلاقيهاي اصلي و معكوس) جهت بررسي وجود يا عدم وجود اثرات دو طرفه استفاده مي‎كنيم. از روش هيمن و جينكز به منظور تخمين ميانگين درجه غالبيت، تعيين وجود اثر متقابل غير آللي، تعيين نسبت و توزيع آللها در والدين، تعداد ژن كنترل كننده صفت و تعيين قابليت توارث صفت استفاده می شو د.  

پروتئومیک یا پروتئومیکس:

پروتئومیکس دانش بررسی ساختار و عملکرد پروتئین ها در مقیاس بزرگ است. این واژه را به قیاس ژنومیک (به معنی دانش بررسی ژن ها) ساخته اند.
با تکمیل پروژه ژنوم انسان مشخص شد که مکانیسم مولکولی رفتار سلولها در شرایط مختلف را نمیتوان از روی توالی ژنهای آنها پیشگویی کرد. رفتار سلولی و تمام فعالیتهایی که در سلول انجام می شود بر عهده پروتئین ها است. در واقع برای ارتباط ژنوم با رفتار سلولها باید پروتئینهای سلولها را شناخت. به کلیه پروتئینهایی که در یک سلول در یک زمان مشخص بیان می شود، پروتئوم آن سلول گفته می شود و این پروتئوم است که فاصله بین ژنوم و مکانیسم مولکولی رفتار سلولی را پر می کند. برخلاف ژنوم، برای هر اورگانیسم نمیتوان یک پروتئوم واحد تعریف کرد. پروتئوم سلولهای مختلف با یکدیگر متفاوت اند. یعنی سلولها علاوه بر پروتئینهای ضروری که در همه انواع سلولها بیان می شوند، دارای یکسری پروتئینهای اختصاصی نیز هستند. از این رو بهتر است پروتئوم را برای هریک از انواع سلولها تعریف نمود. با این حال پروتئوم یک نوع سلول نیز همیشه ثابت نیست. سلول در برابر شرایط مختلف محیطی و پیامهایی که از سلولهای اطراف دریافت می کند، پروتئینهای مختلفی را بیان می کند. بعبارت دیگر هر سلول تحت شرایط مختلف پروتئومهای متفاوتی دارد. بنابر این برای شناسایی مکانیسمهای مولکولی رفتار سلولی و واکنشهای زیستی، لازم است پروتئینهایی که در یک سلول بیان می شود، تغییرات آنها در شرایط مختلف، عملکرد آنها و همچنین برهمکنشهای بین پروتئینهای مختلف در یک سلول، بررسی شود. به مجموعه این بررسیها، نقشه برداری پروتئوم یا پروتئومیک، گفته می شود.

نقشه برداری پروتئوم :
مطالعه پروتئوم به سادگی مطالعه ژنوم نیست. زیرا پروتئینها را نمیتوان(همانند DNA) به روشی مشابه PCR، تکثیر کرد. همچنین توالیهای پلیپپتیدی نمیتوانند به توالیهای اسید آمینه ای مکمل خود متصل شوند. بنابر این برای مطالعه پروتئوم باید از ابزار و روشهای ویژه ای استفاده کرد. در پروتئومیک نه تنها کلیه پروتئینهایی که در یک سلول دریک شرایط مشخص بیان می شوند، مورد بررسی قرار میگیرند، بلکه عملکرد و رفتار پروتئینها، برهمکنشهای بین پروتئینهای مختلف، آرایشهایی که پس از ترجمه بر روی پروتئینها ایجاد می شود و نیمه عمر آنها در سلول نیز مورد بررسی قرار میگیرد. در واقع پروتئومیک از سه بخش تشکیل شده است :

مشخص کردن کلیه پروتئینهایی که در سلول بیان می شود :در این بخش، کلیه پروتئینهایی که در سلول تحت یک شرایط معین (مانند، حالت استراحت، رشد، تمایز، بیماری، تأثیر دارو و...) مشخص می شود. به این ترتیب می توان پروتئینهایی که در شرایط مختلف بیان می شوند یا میزان بیان آنها تغییر می کند را شناسایی کرد و به عملکرد آنها پی برد. شناسایی این پروتئینها در تشخیص بیماری و بررسی روند پیشرفت یا بهبودی آنها و همچنین شناسایی داروهای جدید، مفید می  باشد.

نقشه برداری برهمکنشهای بین پروتئینی : پروتئینها در سلول بصورت منفرد عمل نمیکنند واغلب تأثیر خود را با همکاری پروتئینهای دیگر و برهمکنش با آنها اعمال می کنند. نمونه بارز برهمکنشهای پروتئینی، در مسیرهای انقال پیام و مسیرهای بیوسنتزی مشاهده می شود. با شناسایی این برهمکنشها، بطور کارآمدتری می توان عملکرد و رفتار پروتئینها را مشخص کرد.

نقشه برداری آرایشهای پروتئینی : اغلب پروتئینها پس از ترجمه متحمل آرایشهای مختلفی مانند، گلیکوزیله شدن، متیله شدن،استیله شدن، فسفریله شدن و... می شوند.این آریشها بر فعالیت و عملکرد پروتئینها، همچنین ساختار فضایی، پایداری و نیمه عمر آنها تأثیر می  گذارد. بسیاری از داروها گروههای الکتروفیلی دارند که از طریق آنها به پروتئین هدف متصل شده و اثر خود را اعمال می کنند.شناسایی این آرایشها، تأثیر آنها بر عمکرد پروتئینها و شرایطی که منجر به این آرایشها می شود، به شناسایی رفتار و عملکرد پروتئینها کمک می کند.

نشانگرهای مولکولی

بسیاری از محدودیتهای روشهای مختلف اصلاح نباتات ریشه در فقدان ابزارهای مناسب برای مطالعات ژنتیکی دارد .وجود ماهیت کمی صفات اقتصادی در محصولات کشاورزی موجب شد که محیط بسیاری ارز براوردهای ارزشهای اصلاحی را تحت تاًثیر قرار دهد و لذا استفاده از ابزارهائی که حداقل تاثیر پذیری را از محیط دارند گام مؤثری در افزایش پیشرفتهای ژنتیکی مورد استفاده می باشد. مارکرهای مولکولی و اخیر نشانگرهای DNA ابزار مناسبی هستند که بر اساس آن می توان جایگاه ژنی وکروموزمی ژنهای تعیین کننده صفات مطلوب را شناسائی کرد. با دانستن جایگاه یک ژن روی کروموزم می توان از نشانگرهای مجاور آن برای تائید وجود صفت در نسلهای تحت گزینش استفاده نمود.
با در دست داشتن تعداد زیادتر نشانگر می توان نقشه های ژنتیکی کاملتری را تهیه نمود که پوشش کاملی را در تمام کروموزمهای گیاهان به وجود می آورد.استفاده از نشانگرها موجب افزایش اطلاعات مفید و مناسب از جنبه های پایه وکاربردی اصلاح نباتات خواهد گردید .
انتخاب به کمک نشانگرهای مولکولی راه حلی است که دست آورد زیست شناسان مولکولی برای متخصصان اصلاح نباتات می باشد در این روش ژن مورد نظر بر اساس پیوستگی که با یک نشانگر ژنتیکی تشخیص داده و انتخاب می شود و بنابراین به عنوان قدم اول در روش انتخاب به کمک نشانگر باید نشانگرهای پیوسته با ژنهای مورد نظر شناسائی شود. یافتن نشانگرهائی که فاصله آنها از ژن مطلوب کمتر از cm10می‌باشد به طور تجربی نشان داده شده که در این صورت دقت انتخاب 99/75 درصد خواهد بود لذا داشتن نقشه های ژنتیک اشباع که به طور متوسط دارای حداقل یک نشانگر به ازای کمتر از cm10 فاصله روی کروموزمها باشد از ضروریات امر می باشد.
یکی از پایه های اساسی اصلاح نباتات دسترسی وآگاهی از میزان تنوع در مراحل مختلف پروژه های اصلاحی است . به همین جهت نشانگرهای برآورد مناسبی از فواصل ژنتیکی بین واریته های مختلف را نشان می دهند.

مهندسی ژنتیک گیاهی:

مهندسی ژنتیک گیاهی در رابطه با انتقال قطعه ای DNAبیگانه با کدهای حاوی اطلاعات ژنتیکی مورد نظر از یک گیاه به وسیله پلاسمید، ویروس بحث می‌کند. زمانی که هیبریداسیون جنسی غیر ممکن است مهندسی ژنتیک پتانسیل انتقال ژن عامل یک صفت مفید را از گونه‌های وحشی با خویشاوندی دور به یک گونه زراعی برای اصلاح کننده نباتات فراهم می‌سازد در استفاده از باکتریها در مهندسی ژنتیک از پلاسمیدهای باکتری Ecoli استفاده می‌شود.

گیاهان تولید شده از طریق مهندسی ژنتیک:

علم مهندسی ژنتیک تکنیکهائی را شامل می‌شود که بر اساس کار چندین دانشمند که مؤفق به کسب جایزه نوبل شده‌اند، پایه‌گذاری شده است .مهندسی ژنتیکی یک علم افسانه‌ای به نظر می‌رسد. اما امروزه در سطح وسیع در صنایع بیوتکنولوژی و آزمایشگاه های تحقیقاتی دانشگاهی انجام می گیرد. تکنیکهای مورد استفاده در این عمل به خوبی تعریف شده است. اما بسیاری از ادعاها در مورد مهندسی ژنتیک چندان درست نمی‌باشد. در این مقاله چگونگی کاربرد تکنیکهای مهندسی ژنتیک و مثالهای مربوطه توصیف شده است. پاسخ بسیاری از سؤالات پیرامون مهندسی ژنتیک در پی این دو توصیف زیر داده خواهد شد ضمناً تعریف بعضی از اصطلاحات در انتهای این مقاله آمده است .

1- مهندسی ژنتیک در گیاهان چگونه صورت می گیرد:

دانشمندان معمولاً از مهندسی ژنتیک در عالم طبیعت در انجام کارهایشان الگو برداری می کنند. مهندسی ژنتیک در عالم طبیعت در یک باکتری خاکزی تحت عنوان آگروباکتریوم تاموفاشین را به کار رفته است. این باکتری شامل یک DNA حلقوی کوچک و آزاد بنام پلاسمید می باشد از پلاسمید این باکتری غالباً برای تغییر ساختار ژنتیکی یک گیاه حساس به بیماری گال استفاده می‌شود. دانشمندان در گام اول ژنهائی را که یک خصوصیت مطلوب و یا یک صفت اتصالی را کنترل می‌کنند ،شناسائی می کنند. تا در گام بعدی این ژن مطلوب را به گیاه مورد نظر انتقال دهند. برای انجام چنین کاری در گیاهی که حاوی آن ژن مطلوب هست، ژن مربوطه را را از قطعه DNA آن گیاه با استفاده از آنزیم‌های خاصی جدا می‌کنند. این آنزیم‌ها مانند یک قیچی عمل کرده و نیز پلاسمید حاصل از باکتری آگروباکتریوم را با همان آنزیم‌ها برش می دهند و ایجاد یک قطعه DNA باز می کنند سپس این پلاسمید باز شده را در مجاورت ژن مطلوب قرار داده و با یکدیگر ادغام می کنند و با استفاده از آنزیمهای خاصی اتصالات مربوطه را بین این ژن و پلاسمید انجام می‌دهند. آنها می‌توانند پلاسمیدی را تولید کنند که حاوی این ژن مطلوب می‌باشد. چنین پلاسمیدی را DNA ی نوترکیب یا RDNA می‌نامند دانشمندان این مجموعه را (پلاسمید نو ترکیب) به داخل باکتری آگرو باکتریوم بر می‌گردانند و در نتیجه این باکتری شامل پلاسمید تغییر یافته می‌شود . مجموعه پلاسمید+ ژن مطلوب+ آگروباکتریوم به گیاه مورد نظر منتقل می‌شود.

بعضی از سلولهای این گیاه، ژن مربوطه را از پلاسمید دریافت کرده و جزء ساختار DNA خودی می‌کنند. وقتی چنین سلولهای گیاهی در محیطهای کشت رشد داده می شوند، تولید گیاهان کوچکی می‌کنند که می‌توان وجود صفت جدید مورد انتظار از ژن انتقال یافته را در آنها تست کرد. این چنین گیاهانی نامیده می‌شوند گیاهان تراریخت و باید آزمونهای بیشتری بر روی آنها صورت گیرد.

کاربردهای کشت بافت گیاهی

وقتی درباره کشت گیاه صحبت می‌شود، معمولا منظور کشت گیاهان در گلدان ، زیر پلاستیک (Frames) ، در گلخانه و یا مزرعه است. در تقسیم بندیهای رایج در کشاورزی ، کشت گیاهان به بخشهای مختلف شامل زراعت ، باغبانی ، زراعت مناطق گرمسیری ، جنگل‌داری و اصلاح نباتات تقسیم می‌گردد. در سال 1904 هانیگ ، روش جدیدی از کشت گیاهان به نام کشت جنین را ارائه نمود.

او جنین نابالغ تعداد زیادی از گیاهان تیره شب‌بو (cruci Ferae) را در شرایط کشت آزمایشگاهی (in Vitro) ایزوله کرد و از آنها ، گیاهچه‌های زنده بدست آورد. از سال 1920 انواع روشهای کشت بافت ، نظیر کشت آزمایشگاهی بذرهای ارکیده ، کشت کالوس ، کشت اندام مرسوم شد. بعد از سال 1945 ، به تمام روشهای مختلف کشت در آزمایشگاه ، کشت بافت گیاهی اطلاق گردید.

انواع کشت بافت

• کشت گیاه کامل: یک بذر ممکن است در شرایط آزمایشگاهی کشت شود و یک گیاهچه و در نهایت یک گیاه کامل تولید کند.
  
  
• کشت جنین: در این نوع کشت ، جنین جدا شده و پس از حذف پوسته بذر ، کشت می‌شود.
  
  
• کشت اندام گیاهی: در این کشت ، انواع مختلفی مثل کشت مریستم ، کشت ریشه ، کشت نوک ساقه قابل تشخیص هستند.
  
  
• کشت کالوس: اگر یک بافت تمایز یافته جدا شود و در شرایط آزمایشگاهی تولید یک توده سلولی تمایز نیافته به نام کالوس نماید، این پدیده را کشت کالوس می‌نامند.
  
  
• کشت سلول: کشت سلولهای منفرد که به کمک آنزیمها یا به روشهای مکانیکی از یک بافت گیاهی یا سوسپانسیون سلولی بدست می‌آیند.
  
  
• کشت پروتوپلاست: کشت پروتوپلاستهایی که در اثر هضم آنزیمی دیواره سلولی بوجود آمده‌اند، کشت پروتوپلاست نام دارد.

ژنتیک مولکولی

ژنتیک و زیست شناسی مولکولی دو موضوع کاملا مرتبط بهم هستند و اگر چه تفاوتهایی بین آنها موجود است، ولی بهتر است که آنها را در یک قالب مطرح کرد. به این دلیل اصطلاح ژنتیک مولکولی امروزه اغلب برای تشریح شاخه‌ای از زیست شناسی بکار می‌رود که مربوط به مطالعه همه جنبه‌های یک ژن است.

دید کلی

ماهیت مولکولی ماده ژنتیکی چیست؟ چطور اطلاعات ژنتیکی از یک نسل به نسل بعد با صحت بالا انتقال می‌یابد؟ تغییرات نادر در ماده ژنتیکی که ماده خام تکامل می‌باشد، چگونه ایجاد می‌شوند؟ چطور اطلاعات ژنتیکی نهایتا به شکل توالیهای اسید آمینه‌ای مولکولهای پروتئینی متنوع موجود در یک سلول زنده ، بیان می‌شود؟ و ... . واحد پایه اطلاعات در سیستمهای زنده ، ژن می‌باشد.

از نظر بیوشیمیایی یک ژن به صورت قطعه‌ای از DNA تعریف می‌شود که اطلاعات مورد نیاز برای ایجاد یک محصول دارای فعالیت بیولوژیک راکد می‌کند. محصول نهایی معمولا یک پروتئین است. ممکن است محصول ژنی وظیفه‌ای یکی از انواع RNA باشد. ذخیره ، حفظ و متابولیزم این واحدهای اطلاعاتی موضوعات بحث را در ژنتیک مولکولی تشکیل می‌دهند. پیشرفتهای اخیر در ژنتیک مولکولی ، منجر به مطرح شدن سه فرآیند اصلی در استفاده از اطلاعات ژنتیکی شده است.

• اولین فرآیند ، همانند سازی DNA یا نسخه برداری از DNA مادری و تولید مولکولهای DNA با توالیهای نوکلئوتیدی یکسان می‌باشد.
  
  
• دومین فرآیند سنتز RNA از روی DNA است، که طی قسمتهایی از پیام ژنتیکی کد شده در DNA دقیقا به صورت RNA ، نسخه برداری می‌شود.
  
  
• سومین فرآیند ، ترجمه می‌باشد که به موجب آن پیام ژنتیکی کد شده در RNA پیک بر روی ریبوزومها به پلی‌پپتیدی با توالی مشخص از اسیدهای آمینه ترجمه می‌شود.

وقایع مهم در ژنتیک مولکولی تا سال 1944

• شروع ژنتیک توسط گرگور مندل و با مقاله‌ای بود که وی در سال 1866 در مجموعه مقالات انجمن علوم طبیعی در مورد نخود فرنگی ، به چاپ رساند.
• تا سال 1900 طول کشید تا سایر زیست شناسان مانند هوگو ، کورنس و شرماک اهمیت کار مندل را درک کنند و این علم پس از رکورد طولانی توالی دوباره یافت.
• در سال 1903 ، ساتن پیشنهاد کرد که ژنها روی کروموزومها قرار دارند.
• در سال 1909 ، یوهانس پیشنهاد کرد که عوامل مندلی ژن نامیده شدند.
• در سال 1910 ، مورگان آزمایشهای زیادی بر روی مگس سرکه انجام داد.
• در سال 1927 ، مولر کشف کرد که اشعه ایکس ایجاد موتاسیون (جهش) در مگس سرکه می‌نماید.
• در سال 1941 ، بیدل و تاتوم پیشنهاد کردند که هر ژن فعالیت یک آنزیم را کنترل می‌کند.
• در سال 1944 ، کتاب زندگی چیست توسط یک فیزیکدان به نام شرودینگر انتشار یافت.

روش PCR

این تکنیک تنها با اتکا به شناخت توالی اسید نوکلئیکی یک ژن و سازمان یابی کنش آن ، امکان می‌دهد که مقادیر چشمگیری به اندازه میکروگرم از توالی ویژه نوکلئوتیدی از هر بخش از ژنوم سنتز و تکثیر شود. PCR مخفف (Polymerase Chain Reaction) به معنی واکنش زنجیره پلیمراز است.

اطلاعات اولیه

این روش فوق العاده ساده بوده و با استفاده از تغییرات حرارت می‌توان چندین فرآیند را به دنبال همدیگر انجام داد. با این تکنیک می‌توان به عنوان یک روش قدرتمند تشخیص بالینی (Diagnostic) برای وجود موتاسیون‌ها در ژنوم انسانی ، یا برای وارد کردن جهش‌های ویژه به داخل ژن همسانه شده ، استفاده کرد.

PCR بطور دستی و با قرار دادن پر زحمت و انتقال لوله‌های آزمایش بین حمام‌های آب دارای دمای لازم ، بوجود آمد. امروزه دستگاههایی بطور تجارتی تهیه می‌شوند که در آنها جایگاههای لوله‌ای با بلوک فلزی حرارت پذیر تعبیه شده است و قابل برنامه ریزی برای تغییر سریع بین دماهای لازم است. π چرخه PCR ، DNAی مورد نظر را 2π بار تکثیر می‌کند.

تاریخچه

در گذشته معمولا از روش های شیمیایی برای تولید قطعات نوکلئوتیدی استفاده می‌کردند، اما این روش ها پر زحمت بوده و نیاز به مدت زمان طولانی داشتند از سال 1980 به بعد عمدتا از روش PCR در آزمایشگاههای زیست شناسی مولکولی استفاده می‌شود.

برای مشاهده ادامه مطلب بر روی ادامه مطلب کلیک کنید.

تولید پلاستیک از گیاهان

تولید پلاستیک از گیاهان

در انتهاى جاده اى سنگلاخى در ایالت آیواى مرکزى، یک کشاورز در افق، به جایى خیره شده است که تا چشم کار مى کند گیاهان بلند و برگ دار ذرت قرار دارند و زیر نسیم موج مى زنند. او لبخندى مى زند زیرا چیزى در مورد کشتزارش مى داند که کمتر کسى از آن آگاه است چون نه فقط دانه هاى ذرت در سنبله آن رشد مى کنند بلکه گرانول هاى پلاستیک نیز در ساقه و برگ هاى آن تولید مى شوند.
به نظر مى رسد که ایده رشد دادن پلاستیک «که در آینده نزدیک قابل حصول است» جالب تر از ساخت پلاستیک ها در کارخانجات پتروشیمى باشد. در این کارخانجات هر ساله حدود ۲۷۰ میلیون تن نفت و گاز مصرف مى شود. در واقع سوخت هاى فسیلى علاوه بر انرژى، مواد اولیه را نیز براى تبدیل نفت خام به پلاستیک هاى معمولى از قبیل پلى استایرن، پلى اتیلن و پلى پروپیلن فراهم مى کنند. کاربرد پلاستیک ها در تمام شئونات زندگى، گسترده شده است و نمى توان روزى، زندگى بدون پلاستیک را تصور کرد چون از بطرى هاى شیر و نوشابه گرفته تا لباس و قطعات خودرو از پلاستیک هستند، گرچه این تولید زیاد پلاستیک ها اساساً زیر سئوال رفته است. انتظار مى رود منابع شناخته شده ذخیره جهانى نفت تا ۸۰ سال دیگر تمام شوند و این در مورد گاز طبیعى ۷۰ سال و براى زغال ۷۰۰ سال است، اما تاثیرات اقتصادى کاهش این منابع خیلى زودتر فرا خواهد رسید. وقتى منابع کاهش یابد، قیمت ها هر روز بالا خواهد رفت و این واقعیتى است که نمى تواند از کانون توجه سیاستگزاران خارج شود. چند سال قبل کلینتون رئیس جمهور آمریکا در ماه اوت ۱۹۹۹ یک دستورالعمل اجرایى صادر کرد و طى آن تاکید کرد که باید کار محققین به سمت جایگزینى سوخت هاى فسیلى با مواد گیاهى به عنوان سوخت و نیز به عنوان مواد خام جهت گیرى شود. با توجه به این نگرانى ها، تلاش مهندسین بیوشیمى براى کشف چگونگى رشد پلاستیک گیاهى از دو جهت سبز است: یکى اینکه قابل ساخت از منابع تجدیدپذیر است و دیگر اینکه اساساً پلاستیک تولیدى پس از دور ریختن قابل تجزیه بیولوژیکى است.

برای مشاهده ادامه مطلب بر روی ادامه مطلب کلیک کنید.

اصطلاحات رايج در ژنتيک

آلل: انواع جایگزین اطلاعات ژنتیکی در یک جایگاه ژنی خاص یا به عبارت دیگر دو شکل مختلف یک ژن را آلل گویند.

آلل نوع وحشی (wild-type allele): در مورد بسیاری از ژنها ، نگارش منفرد رایجی در اکثر افراد وجود دارد که متخصصان ژنتیک آن را آلل نوع وحشی یا آلل طبیعی می‌نامند.

آلل جهش یافته: نگارشهای دیگر ژن به غیر از آلل نوع وحشی که بواسطه جهش با آلل نوع طبیعی تفاوت دارند.

چند شکلی جایگاه ژنی: اگر در جمعیت حداقل دو آلل نسبتا رایج در یک جایگاه ژنی موجود باشند، گفته می‌شود که این جایگاه ژنی ، حالت چند شکلی را نشان می‌دهد
ژنوتیپ (Genotype): ژنوتیپ یک فرد مجموعه آلل‌هایی است که ساختار ژنتیکی او را مجموعا در تمام جایگاههای ژنی بطور معمولتر در یک جایگاه ژنی تشکیل می‌دهند.

فنوتیپ (Phenotype): فنوتیپ بروز قابل مشاهده یک ژنوتیپ به عنوان صفتی ظاهری ، بالینی با بیوشیمیایی یا مولکولی است.

اختلال تک ژنی: اختلالی است که توسط آلل‌هایی در یک جایگاه ژنی منفرد تعیین می‌شود. نوعی آلل که بر اثر جهش در گذشته بوجود آمده و بطور معمول نادرست ، جایگزین یک آلل نوع وحشی روی یک یا هر دو کروموزوم می‌شود.
هوموزیگوت: وقتی فردی یک جفت آلل یکسان داشته باشد، گفته می‌شود که او هموزیگوس (هموزیگوت) است.

هتروزیگوت:وقتی فردی یک جفت آلل متفاوت داشته باشد، گفته می‌شود که هتروزیگوس (هتروزیگوت) است.

هتروزیگوت مرکب: اصطلاح هتروزیگوت مرکب ، برای توصیف ژنوتیپی بکار می‌رود که در آن دو آلل جهش یافته مختلف از یک ژن وجود داشته باشند، نه یک آلل طبیعی و یک آلل جهش یافته.
جهش (Mutation):اصطلاح جهش به دو معنی در ژنتیک پزشکی استفاده می‌شود؛ گاهی برای نشان دادن یک تغییر ژنتیکی جدید که قبلا شناخته نشده است و گاهی صرفا برای نشان دادن یک آلل مسبب بیماری.

ژنوم (Genome):یک مجموعه کامل (n) کرموزومی که به عنوان یک واحد از یک والد به ارث می‌رسد.

Holandric gene:ژنی که روی کروموزوم y قرار دارد. بنابراین این ژن از پدر به پسر به ارث می‌رسد.

همی زیگوس (Hemizygous):وضعیت و حالتی است که فقط یکی از آلل‌های یک جفت ژن وجود داشته باشد. مثل ژنهای وابسته به جنس یا در اثر کمبود.
هتروکروماتین:رنگ پذیری بعضی از قسمتهای کروموزوم شدید بوده و هترکروماتین نامیده می‌شود. DNA تکرار شده در یوکاریوت که به ندرت ، نسخه برداری می‌گردد.
کروموزوم x:کروموزومی که در تعیین جنسیت دخالت دارد. در اکثر حیوانات ، ماده‌ها دارای دو و نرها دارای یک کروموزوم x هستند.

کروموزوم y:لنگه کرموزوم x در اکثر گونه‌های گیاهی و جانوری ، در مگس سرکه کروموزوم y از هتروکروماتین تشکیل شده ژنهای خیلی کمی را حمل می‌کند و در تعیین جنسیت دخالت ندارد. در ازای آن کرموزوم y ژنهایی را حمل می‌کند و در تعیین جنسیت نرها دخالت دارد.
یونی والانت (univalent):کروموزوم جفت نشده در میوز.
Ascertainment:روش انتخاب افراد ، جهت بررسی در یک مطالعه ژنتیکی.

• آتوزوم (Autosome):کروموزوم های غیر جنسی.
  
  
• فرد حامل (Carricr):فردی که حامل ژن مغلوب است و اثر ژن در آن ظاهر نمی‌شود.
  
  
• سانتی مورگان (Centimorgan):در پیوستگی ژنها ، واحدی است که نشان دهنده یک درصد نوترکیبی است و به آن واحد نقشه‌ای (Map unit) ، نیز می‌گویند.
  
  
• سانترومر:بخشی از کروموزوم که به رشته‌های دوک در هنگام تقسیم سلولی ، متصل است.
• سیسترون (Cistron):یک واحد فعال مولکول DNA است. یک سیسترون DNA مشخص کننده یک زنجیره پلی پپتیدی در سنتز protein است.
• کراسینگ اور (Crassing-over):در نتیجه تقاطع یا تبادل قسمتی از کروموزوم ها مبادله ژنهای پیوسته صورت می‌گیرد که این امر سبب تولید ترکیباتی می‌شود که متفاوت با والدینشان خواهند بود. بنابراین عبارت تقاطع کروموزومی (Crassing-over) شامل ترکیبات ژنی جدید می‌شود.
• دی هیبرید (Dihybrid):فردی که با داشتن دو جفت آلل به صورت هتروزیگوت باشد. نوزاد تولید شده از آمیزش دو والد هموزیگوس که نسبت به دو جفت باهم تفاوت داشته باشند.
  
  
• دیپلوئید (Diploid):موجود یا سلولی که دارای دو مجموعه کروموزومی (2n) باشد.
  
  
• همولوگ (Homologs):یک زوج کرموزوم که یکی از مادر و دیگری از پدر به ارث می‌رسد و در طی میوز اول باهم جفت می‌شوند و تبادل متقاطع پیدا می‌کنند و در طی میوز 2 از هم جدا می‌شوند.
  
  
• فنوکپی (Phenocopy):موجودی که فنوتیپ (نه ژنوتیپ) آن بوسیله محیط عوض شده و شبیه فنوتیپ جهش یافته (Mutan) شده است.

طرح توجیه فنی ، مالی و اقتصادی باغداری و پرورش میوه جات

وزارت تعاون

                                                                                                                         

معاونت طـرح و برنامه

طرح توجیه فنی ، مالی و اقتصادی

 

باغداری و پرورش میوه جات

 

با ظرفیت پانزده هکتار

 

مرداد ماه 1382

خـلاصــه طــرح

 

 

موضوع طرح :

  باغداری و  پرورش میوه ( گردو ، شلیل و هلو ) و محصولات زیر درختی (‌یونجه )

 

ظرفیت : پانزده هکتار

 

محل اجرای طرح : قابل اجرا درکلیه مناطق کشور

 

سرمایه گذاری کـل: 72/426 میلیون ریال

 

سهم آوردة متقاضی: 72/46 میلیون ریال

 

سهم تسهیلات: 380 میلیون ریال

 

دورة بازگشـت سرمایه: شش ماه

 

میزان اشتغال زایی : هشت نفـر

 

        مقدمـــه :

 

       با ماشینی شدن زندگی انسانها و کاهش بیش از پیش فعالیت های بدنی ، تمایل افراد برای استفاده از میوه ها و سبزیجات به منظور حفظ سلامتی و پیشگیری از ابتلا به بیماری های مزمن ناشی از شهرنشینی افزایش می یابد. این نکته مبین لزوم توجه بیشتر به بخش کشاورزی کشور می باشد. با توجه به این نکته که شرایط اقلیمی منحصر به فرد  ایـران موجب شده است که در میان کشورهای منطقه از موقعیت ممتازی در زمینة کشاورزی و پرورش محصولات باغی برخوردار گردد به نظر می رسد ایران می تواند قطب تولید محصولات کشاورزی و باغی در منطقه تبدیل شود. لکن برغم وجود چنین ویژگیهایی، به لحاظ توجه ناکافی به اصول علمی کشاورزی و عدم برخورداری کشاورزان از وسایل مکانیزة کشاورزی ، استفادة مطلوبی از ظرفیت های موجود نشده است.

برای مشاهده ادامه مطلب بر روی ادامه مطلب کلیک کنید.