بیوتکنولوژی در کاهش اثر تنش های غیر زنده ی محیطی بر جنگل ها و مراتع

ni_rosa_ce

کاربر حرفه ای
کاربر ممتاز
مقدمه :
جنگل ها و مراتع ، سرمایه های سبز با ارزشی هستند که تخریب آن ها ، بستر بسیاری عوامل موثر بر سلامتی جوامع انسانی را دچار چالش می کند . در شرایط فعلی ، بسیاری از کشور ها در صدد هستند که به هر شکل ممکن این گنجینه ی طبیعی را حفظ کنند. برای دستیابی به این هدف ، شیوه های گوناگونی به خدمت گرفته شده است . از آنجا که تنش های محیطی غیر زنده به نوعی بر عرصه های جنگلی تاثیرات منفی قابل توجهی می گذارد ، کنترل این تنش ها ، برای وجود محیط زیستی پایدار ، اجتناب ناپذیر است. بیوتکنولوژی ، به عنوان روشی قدرتمند و موثر می تواند تنش های مورد اشاره را به کنترل درآورد . تحقیقات بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک با هدف افزایش بازده از یک سو و جلوگیری از خسارات و ضایعات از سوی دیگر ، این امکان را می دهد تا با حداقل ضایعات زیست محیطی و صرف حداقل سرمایه ، مشکلات این بخش را حل کرده و موجبات افزایش تولید این بخش جنگل ها و مراتع را در سطح کلان و با هدف توسعه پایدار فراهم کرد .
جنگل ها و مراتع کشور با گستره ی وسیع و پهناور از حیث تامین مواد غذایی جامعه ، مصنوعات چوبی و محصولات کاغذی ، تامین تعداد زیادی از مایحتاج عمومی جامعه ، جلوگیری از فرسایش و از بین رفتن خاک ، حفظ آب و نزولات آسمانی ، نقش مهمی دارد و تلاش در جلوگیری از نابودی این منابع برای رسیدن به خودکفایی از اهمیت حیاتی برخوردار است .

در گذشته ، اولین رهیافت برای کاهش اثرات تنش های محیطی ، عموماً بر استفاده از کودها ، اصلاح خاک ، آبیاری و آفت کش ها متکی بود . چنین رهیافت هایی ، اکنون به عنوان عوامل بی ثباتی اکوسیستم تلقی شده و مسلماً گزینه ای برای رفع این محدودیت ها نخواهد بود . بنابراین هدف اصلی در علوم گیاهی جدید برای سازگار نمودن گیاهانبه شرایط محیطی این است که مکانیسم های مقاومت گیاهان به تنش ها درک گردیده و از این دانش برای تغییر ژنتیکی گیاهان و حتی به منظور افزایش مقاومت به تنش ها بهره برداری گردد . این امر یکی از جالب ترین و پویا ترین زمینه های تنش های گیاهی است که جنبه های مختلفی از زیست شناسی مولکولی و سلولی را از طریق فیزیولوژی و اکولوژی گیاهی تا قلمرو زراعت ، اصلاح نباتات و فن آوری زیستی ( بیوتکنولوژی ) در برمی گیرد .انجام تحقیقات بیوتکنولوژی در راستای بهینه سازی استفاده از چوب ، فرآوری و افزایش بازده جنگل های طبیعی و دست کاشت و بهبود کیفی آن ها به منظور استفاده بهینه در بخش صنعت نقش به سزایی در رفع نیازهای کشور خواهد داشت . و نیز در بحث مقاومت گونه های جنگلی در مقابل تنش های غیر زنده به شکل چشمگیری می تواند موثر واقع شود . مقاله ی حاضر قصد دارد در حد بضاعت این مهم را مورد بررسی قرار دهد .


تنش های محیطی :
در یک تقسیم بندی کلی ، می توان تنش ها را به دو گروه زنده و غیر زنده تقسیم کرد و تنش های زنده شامل تاثیر قارچ ها ، باکتری ها ، ویروس ها و حشرات بوده ، و تنش های غیر زنده به تاثیرات سوء عواملی همچون خشکی ، شوری ، دما ، باد ، سرما و … مربوط می شود که مجموع این دو دسته تنش می تواند تاثیر منفی قابل توجهی بر عملکرد ، از بین رفتن حاصلخیزی خاک و در مواردی عدم امکان تداوم کشاورزی گردد. نوشتار حاضر بر تنش های غیر زنده تاکید خواهد داشت . گفتنی است که اصولاً تنش ها ، عواملی هستند که به نوعی روند زندگی و زیستی گیاهان اعم از زراعی و یا جنگلی را دچار اختلال می کند . ذیلاً ضمن بررسی مختصر در مورد هر یک از عوامل تنش زا ، نقش بیوتکنولوژی در کاهش تنش مورد نظر روی جنگل ها نیز مورد کنکاش قرار می گیرد .


تنش خشکی :
گیاهان حدود ۴۰۰ میلیون سال است که از زمان ترک دریاها و سکنی گزیدن در خشکی های کره ی زمین همواره با تنش رطوبتی مواجه هستند . هنگامی که خشکی روی می دهد ، گیاهان عالی همیشه مجبور بوده اند که آن را تحمل نموده یا چرخه ی زندگی شان را جهت دوری جستن از آن تنظیم نمایند . لذا در تکامل گیاهان خشکی زی ، نیاز آن ها به جستجو ، جذب ، انتقال و نگهداری آب به عنوان یک نیروی عمده ی محرک عمل کرده است . با وجود این ، خشکی ، هنوز عمده ترین محدودیت در تولید محصولات زراعی است . مکانیزم های متضمن مقاومت به خشکی ، که در چنین دوره ی زمانی طولانی به وجود آمده اند ، فراوان بوده و هنوز به طور کامل شناخته نشده اند .

در خصوص جنگل ها و مراتع نیز گفتنی است که کمبود آب و نزولات آسمانی ، به ویژه در جنگل های زاگرس از عوامل عمده ی کاهش رشد و استقرار گونه ها در این عرصه هاست . با توجه به گستره ی وسیع این جنگل ها و مراتع و اهمیت آن ها از نظر اکولوژیکی و نیز حفظ خاک و نزولات آسمانی ، جستار های پژوهشی در این مورد کاملاً ضروری است . تولید پایه های مقاوم در مقابل تنش های خشکی ، از طریق بکارگیری روش های بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک و انتقال ژن های مقاوم ، اهمیت بسزایی در حفظ منابع طبیعی کشور دارد . برای مثال انتقال ژن های القا پذیر در مقابل تنش کم آبی و … به گیاهان که بتوانند شرایط کمبود آب را تحمل کنند ، قابل ذکر می باشد . این مهم در حوزه ی فعالیت های بیوتکنولوژی قابل دستیابی است ، که می توان به انتقال ژن هایی همچون اسموتین اشاره کرد که به منظور اصلاح و تولید گونه هایی که در شرایط کمبود آب ، بهتر مستقر شده و رشد و نمو کنند ، راه حلی پویا و عملی در مبارزه با عارضه ی خشکی و عاری از پوشش شدن عرصه هایی است که مقدار بارندگی در آن ها کم است .


تنش شوری :
وقتی که خاک شور می شود ، پتانسیل آب آن ( انرژی آزاد آب در یک سیستم ) توسط پتانسیل اسمزی ناشی از نمک های حل شده ، پایین می آید ، در نتیجه ، پتانسیل آب در کل گیاه نیز در هر نقطه ای ، کم می شود ( علامت مشخصه ی تنش آب ) که در نهایت به صورت ترمودینامیکی نسبت به شیب پتانسیل خاک به آب ، به حالت تعادل می رسند .
شوری نیز از دیگر عواملی است که به خصوص در کاهش تولید بخش مرتع ( گونه های جنگلی طبیعی ، اگر ماندگار شده باشند ، با شرایط محیطی ، از جمله شوری سازگارند ) و بیابانی شدن عرصه های مرتعی نقش اساسی دارد . عرصه های وسیعی از اراضی حاشیه کویر و اراضی حاشیه دریاچه ها ( مانند دریاچه ارومیه ) به دلیل شوری ، عاری از پوشش گیاهی هستند ، که راه حل مبارزه با این مشکل ، اصلاح و تولید گیاهانی است که بتوانند در شرایط شوری رشد و نمو کنند ، که این مهم نیز از بیوتکنولوژی ساخته است . از سویی در مناطق وسیعی از کشور ، شرایط کشت برای تولید درختان سریع الرشد ، مناسب است . این اراضی شامل سواحل دریاچه ارومیه و کناره ی رودخانه های پر آب جنوب کشور می باشد . کاربرد بیوتکنولوژی برای تولید پایه هایی که بتوانند در شرایط شوری رشد و نمو کنند ، امکان زیر کشت بردن ده ها هزار هکتار از این اراضی بسیار مناسب را فراهم می آورد . بنابراین ، بهره گیری از بیوتکنولوژی برای تولید گیاهان مقاوم به خشکی و شوری ، از نخستین عوامل موفقیت در امر بیابان زدایی است .


تنش غرقاب یا نقش اکسیژن :
به نظر می رسد زنده ماندن ریشه ها در شرایط کمبود اکسیژن ، بسته به گونه گیاهی ، مستلزم چندین مکانیسم می باشد . دو مکانیسم متابولیکی مهم در این خصوص وجود دارد . وجود آئرانشیم ها در گیاهان مناطق مرطوب و مناطق غیر مرطوب ، اثر قابل توجهی در مقاومت دراز مدت ریشه ها به شرایط بی هوازی با حمایت تنفس هوازی ریشه ها و رشد گیاه در خاک های غرقاب دارد . نقش هورمون های گیاهی در مقاومت به غرقاب هنوز روشن نیست . اطلاعات بشر در مورد غرقاب بودن و اثرات آن بر خاک یا نقش اکسیژن به واسطه ی مکانیسم های به کار گرفته شده در چند سال گذشته با استفاده از روش های مولکولی افزایش یافته است . گرچه برخی از آن ها جنبه های فرضیه ای داشته و نیاز به شواهد بیشتری دارد .


تنش سرما :
اگر چه تنش سرما ، به ویژه به شکل یخ زدگی در اندام های گیاهی ، همواره یکی از مشکلات جدی زراعت ها و باغ ها بوده است ، لیکن به نظر می رسد در بخش جنگل و مرتع ، از اهمیت کمتری برخوردار باشد ، چرا که به ویژه در جنگل ها و مراتع طبیعی ، سازگاری طبیعی که در طی زمان های طولانی صورت گرفته ، موجب گردیده که این گیاهان از مقاومت لازم برخوردار باشند . معهذا در اینجا نیز بیوتکنولوژی با ایجاد و تولید گونه ها و ارقام مقاوم به سرما و تنش های دمایی پایین ، این مشکل را تا حد زیادی کنترل نماید .


نتیجه گیری :
تنش های محیطی غیر زنده از قبیل : خشکی ، شوری ، سرما و … می تواند تاثیرات زیادی بر عرصه های منابع طبیعی ( جنگل ها و مراتع ) بگذارد و خسارات قابل توجهی را به همراه داشته باشد . یکی از بهترین شیوه هایی که می تواند این تنش ها را کنترل کند ، بهره گیری از بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک است . اگر چه از این فن آوری جدید در بخش جنگل ها و مراتع ، همپای زراعت و باغبانی استفاده نشده است ، اما به ناچار برای حفظ تعادل زیست محیطی و دستیابی به توسعه پایدار ، بایستی از این دست مایه علم بشری استفاده شود . تولید گونه های مقاوم به تنش های خشکی ، شوری ، غرقابی شدن و سرما و یخ زدگی از طریق انتقال ژن های مقاوم به گونه های مختلف ، شاید از جمله بهترین روش هایی باشد که بشر امروز می تواند به خدمت بگیرد . مقاله حاضر این هدف را دنبال کرد که نشان دهد بیوتکنولوژی ، می تواند در خدمت حفظ جنگل ها و مراتع باشد .


فهرست منابع :
۱- بسرا , آ . اس – بسرا ، آر . ک; ترجمه : کافی ، محمد – مهدوی دامغانی ، عبدالمجید ; مکانیسم های مقاومت گیاهان به تنش های محیطی ، چاپ اول ، زمستان ۱۳۷۹ ، دانشگاه فردوسی مشهد
۲- نادری شهاب ، محبت علی ; استراتژی های تولید گیاهان انتقال ژن یافته مقاوم به ویروس ها ، ( a ، ۱۳۷۶پژوهش و سازندگی ، شماره ۳۴ ، بهار ۱۳۷۶ ، صفحه ۶۵-۶۲ )
۳- نادری شهاب ، محبت علی ; ارزیابی بروز ژن پروتئین پوششی ویروس های گیاهی در گیاهان انتقال ژن یافته شبدر سفید ( b ، ۱۳۷۶ ، پژوهش و سازندگی شماره ۳۴ ، بهار ۱۳۷۶ ، صفحه ۷۳-۶۸)
۴- نادری شهاب ، محبت علی ; ۱۳۷۷ ، تحقیقات بیوتکنولوژی در راستای افزایش بازده جنگل ها و مراتع ، رهیافت ، شماره ۱۹
۵_ Blum A . and Sullivan C.Y . ( 1986 ) The comparative drought resistance of landraces of sorghum and millet from dry and humid regions . Annals of Botany , 57 , 835-846
6- Feiteston , J., S., Pyne , J . and Kim , L . 1992 . thuringiensis : insects and beyond . Biotechnology , Bacillus , 10 : 271-275 .7- Huang B., NeSmith D . S., Bridges D.C . and Johnson J.W. ( 1995 ) . Responses of squash to salinity , water logging , and subsequent drainage : Root and shoot growth . Journal of Plant Nutrition , 18 , 141-152
8- Leggewie , G., Willmitzer , L. and Reiesmier , 1997 . Two cDNAs from potato are able J.W. complement a phosphate uptake-deficien Homutant : identification of phosphate transporteryeasthigher plants . The plant cell , 9 : 381-392
 
بالا