«به نژادی جهشی» و تولید ارقام مقاوم - تسنیم

به گزارش خبرنگار اقتصادی خبرگزاری تسنیم؛ تغییرات اقلیمی، محدودیت منابع آب، کاهش کیفیت خاک و گسترش آفات و بیماری‌ها، کشاورزی جهان را در شرایطی دشوار قرار داده، و ضرورت استفاده از فناوری‌های نوین، به‌ویژه فناوری‌های هسته‌ای در حوزه کشاورزی بیش از پیش آشکار شده است.
برای مثال طبق آمار ارائه‌شده توسط بانک جهانی و سازمان فائو، حدود 80 درصد مردم کشورهای جنوب صحرای آفریقا و آسیای جنوبی معیشت خود را از کشاورزی تأمین می‌کنند.
این در حالی است که این مناطق بیش از سایر نقاط جهان در معرض اثرات منفی تغییرات اقلیمی نظیر کم‌آبی، افزایش دما، سیلاب‌های ناگهانی و گسترش آفات قرار دارند.
در چنین شرایطی، فناوری‌های سنتی کشاورزی پاسخگوی نیاز نیستند و نیاز به ابزارهای نوین احساس می‌شود.
فناوری هسته‌ای و به‌نژادی جهشی یکی از ابزارهای کم‌هزینه و کارآمد برای تطبیق کشاورزی با این چالش‌هاست.
فناوری هسته‌ای در خدمت کشاورزی، حوزه‌ای است که در نگاه نخست کمتر به چشم می‌آید اما در عمل، نقشی کلیدی در ارتقای امنیت غذایی، افزایش پایداری تولید و مقابله با تغییرات اقلیمی ایفا می‌کند.
فناوری هسته‌ای می‌تواند با ایجاد تغییرات هدفمند در ساختار ژنتیکی گیاهان، به اصلاح ارقام زراعی برای مقاومت بیشتر در برابر تنش‌های محیطی و زیستی کمک کند.
این روش در کنار هزینه پایین و پذیرش عمومی، نقش مؤثری در امنیت غذایی و توسعه پایدار ایفا می‌کند.
یکی از مهم‌ترین شاخه‌های این کاربست فناوری، استفاده از پرتودهی برای ایجاد تغییرات ژنتیکی هدفمند در گیاهان زراعی است؛ فرآیندی که به آن «به‌نژادی جهشی» (Mutation Breeding) می‌گویند.
«به‌نژادی جهشی» با بهره‌گیری از پرتوهای یونیزان، امکان ایجاد تنوع ژنتیکی هدفمند و تولید ارقام مقاوم به خشکی، شوری، آفات و بیماری را فراهم می‌سازد.
این تکنیک با استفاده از پرتوهای یونیزان مانند گاما، نوترون، اشعه ایکس یا ذرات یونی، باعث تغییر در ساختار DNA گیاهان می‌شود و به تولید ارقام جدید با ویژگی‌های بهبود‌یافته‌ای همچون مقاومت به تنش‌های محیطی، افزایش عملکرد یا کیفیت تغذیه‌ای می‌انجامد.
در به‌نژادی جهشی، دانشمندان ابتدا بذر یا بافت‌های گیاهان را در معرض دزهای مشخصی از تابش قرار می‌دهند.
پس از اعمال جهش، بذرها کاشته می‌شوند و نسل‌های متوالی تحت بررسی قرار می‌گیرند تا گیاهانی که صفات مطلوب‌تری دارند شناسایی و انتخاب شوند.
این روند به‌ویژه در کشورهایی با منابع محدود و اقلیم سخت مانند مناطق خشک و نیمه‌خشک، ارزش راهبردی بالایی دارد؛ چرا که با هزینه نسبتاً اندک و بدون نیاز به مهندسی ژنتیک پیچیده، امکان تولید ارقام مقاوم به خشکی، شوری، گرما و بیماری را فراهم می‌سازد.
از جمله ویژگی‌های قابل‌توجه این روش، آن است که محصولات نهایی حاصل از جهش‌زایی به‌عنوان محصولات تراریخته شناخته نمی‌شوند و بنابراین مشمول محدودیت‌های قانونی، مقررات زیست‌محیطی یا مخالفت‌های فرهنگی مربوط به GMO نیستند.
جهش‌های ایجادشده در این روش، مشابه جهش‌هایی هستند که در طبیعت بصورت تصادفی رخ می‌دهند اما در این‌جا بصورت تسریع‌شده و هدفمند انجام می‌گیرند.
به همین دلیل، ارقام حاصل از پرتودهی، پس از غربالگری، همانند سایر ارقام اصلاح‌شده قابل‌کشت هستند و حتی در برخی کشورها بدون نیاز به مجوز خاصی وارد بازار می‌شوند.
مزایای این روش
از منظر اقتصادی، مزایای این روش چند وجه دارد:
کاهش هزینه تولید بذر: فرآیند پرتودهی نسبت به فناوری‌های اصلاح ژنتیکی مانند کریسپر یا انتقال ژن، بسیار ارزان‌تر و قابل‌دسترسی‌تر است.
در واقع در انواع دیگر به‌نژادی، نیاز به آزمایشگاه‌های پیشرفته ژنتیک مولکولی، سکانس‌یابی دقیق DNA، ابزارهای ویرایش ژن، کشت بافت استریل، و دانش تخصصی زیست‌فناوری دارند.
هزینه‌های بالاتر، پیچیدگی فنی بیشتر، نیاز به زمان طولانی‌تر و همچنین محدودیت‌های قانونی بین‌المللی (در رابطه با تراریخته‌ها) از چالش‌های اصلی این روش‌هاست.
اما در این روش، به دلیل عدم نیاز به دانش زیست‌مولکولی پیشرفته، برای بسیاری از مؤسسات کشاورزی در کشورهای با درآمد متوسط قابل دسترس‌تر است.
این روش نیازمند تجهیزاتی مانند منبع کبالت-60 یا شتاب‌دهنده خطی است، اما این فناوری‌ها در بسیاری کشورها، از جمله ایران، هند، پاکستان، چین، اندونزی و مکزیک، طی دهه‌های اخیر بومی‌سازی و مستقر شده‌اند.
افزایش عملکرد مزرعه: با اصلاح صفات عملکردی و مقاومت به بیماری، بهره‌وری زمین‌های زراعی به‌ویژه در مناطق حاشیه‌ای افزایش می‌یابد.
این افزایش عملکرد از مسیرهای گوناگون قابل دستیابی است:
افزایش عملکرد (Yield Enhancement)
یکی از اهداف اصلی به‌نژادی (چه کلاسیک و چه جهشی)، اصلاح ژنتیکی برای افزایش عملکرد محصول در واحد سطح است.
پرتودهی (با اشعه گاما یا نوترون) موجب جهش‌های تصادفی در ژنوم گیاه می‌شود که در میان هزاران نمونه جهش‌یافته، تعدادی دارای صفات برتر عملکردی خواهند بود.
این صفات عبارتند از:
افزایش تعداد دانه در خوشه
بهبود کیفیت میوه یا غده
افزایش شاخص برداشت (Harvest Index)
کاهش زمان رسیدن محصول (زودرسی)
مقاومت به بیماری‌ها و آفات
بسیاری از جهش‌های مطلوب، مقاومت به بیماری‌های قارچی، باکتریایی یا ویروسی را تقویت می‌کنند.
افزایش بهره‌وری زمین‌های حاشیه‌ای (Marginal Lands)
در مناطق خشک، شور، با بارندگی نامنظم یا خاک‌های فقیر، ارقام جهش‌یافته‌ای که مقاومت به تنش‌های محیطی دارند، امکان بهره‌برداری از اراضی غیرقابل کشت را فراهم می‌کنند.
کاهش وابستگی به نهاده‌های شیمیایی: ارقام مقاوم به آفات و بیماری، نیاز کمتری به سموم و کود دارند که این موضوع در کاهش هزینه‌ها و افزایش سلامت غذایی نقش دارد.
ارقام مقاوم؛ کاهش مصرف سموم دفع آفات (Pesticide Reduction)
یکی از اصلی‌ترین اهداف به‌نژادی جهشی و کلاسیک، ایجاد مقاومت در گیاه نسبت به آفات، بیماری‌ها و تنش‌های محیطی است.
وقتی یک رقم جهش‌یافته نسبت به آفات خاص مقاوم می‌شود، کشاورز کمتر نیاز به سم‌پاشی خواهد داشت.
این موضوع نه‌تنها از نظر اقتصادی (کاهش هزینه تولید) اهمیت دارد، بلکه از آلودگی آب‌های زیرزمینی جلوگیری می‌کند، از آسیب به جمعیت حشرات مفید (مانند زنبورها) جلوگیری می‌کند، و سلامت کارگران مزرعه و مصرف‌کننده نهایی نیز تأمین می‌شود.
کاهش مصرف کودهای شیمیایی
برخی از ارقام جهش‌یافته، کارایی جذب عناصر غذایی از خاک (nutrient use efficiency) بیشتری دارند.
سلامت غذایی و ایمنی زیستی (Food Safety & Biosecurity)
کاهش بقایای سموم در محصولات نهایی، گام مهمی در افزایش سلامت غذایی جامعه است.
در بسیاری از کشورهای پیشرو (مثل ژاپن، استرالیا، و فرانسه)، استراتژی‌های کشاورزی هسته‌ای بخشی از برنامه‌های ملی برای کاهش باقی‌مانده‌های شیمیایی در مواد غذایی است.
صرفه‌جویی در هزینه‌های کشاورز
در ساختار هزینه‌ای بسیاری از محصولات زراعی در کشورهای در حال توسعه، نهاده‌های شیمیایی بیش از 30 درصد از هزینه تولید را به خود اختصاص می‌دهند.
کاهش وابستگی به این نهاده‌ها، افزایش سود خالص کشاورز را به دنبال دارد.
سازگاری با کشاورزی پایدار و اقلیم‌محور: ارقام مقاوم به تنش‌های محیطی، در برنامه‌های کشاورزی حفاظتی و مدیریت منابع آبی، بهتر عمل می‌کنند.
در کنار مزایای فنی و اقتصادی، بعد اجتماعی این فناوری نیز مهم است.
پروژه‌های به‌نژادی جهشی در بسیاری از کشورها با مشارکت زنان کشاورز، گروه‌های محلی، تعاونی‌های کشاورزی و نهادهای پژوهشی اجرا می‌شوند و به تقویت سرمایه اجتماعی در مناطق روستایی کمک می‌کنند.
به‌علاوه، افزایش عملکرد و کیفیت محصولات، درآمد کشاورزان کوچک را نیز افزایش داده و به توسعه روستایی کمک می‌کند.
جمع‌بندی
فناوری به‌نژادی جهشی، ترکیبی از دانش ژنتیک و پرتودرمانی هدفمند، پاسخی کارآمد به چالش‌های رو به رشد کشاورزی جهانی است.
این روش با تولید ارقام زراعی مقاوم، بهره‌وری منابع را افزایش داده و وابستگی به نهاده‌های شیمیایی را کاهش می‌دهد.
علاوه بر مزایای فنی و اقتصادی، این فناوری با حفظ ساختار طبیعی گیاه، بدون ورود به حیطه محصولات تراریخته، پذیرش بالایی در میان مصرف‌کنندگان و دولت‌ها دارد.
با سرمایه‌گذاری بیشتر و همکاری‌های علمی بین‌المللی، به‌نژادی جهشی می‌تواند نقشی محوری در دستیابی به امنیت غذایی پایدار در قرن بیست‌ویکم ایفا کند.
به‌نژادی جهشی با استفاده از فناوری هسته‌ای، ابزاری ساده، اثربخش، و پذیرفتنی برای افزایش تاب‌آوری کشاورزی در برابر چالش‌های فزاینده قرن بیست‌ویکم است.
انتهای پیام/