کشت گياهان تراريخته مقاوم به علفکش و چالشهاي پيشرو
حمید رضا عشقی زاده[SUP]1[/SUP] ، علی اشرفی[SUP]1[/SUP] و مرتضی زاهدی[SUP]2[/SUP]
1- دانشجوی کارشناسی ارشد زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.
2- عضو هیات علمی دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.
چکيده
پيشبيني ميشود جمعيت جهان از7/5 میلیارد نفر در سال 1995 با حدود 70 درصد رشد به 8/9 میلیارد نفر در سال 2050 برسد. در همین حال میزان زمينهاي زراعي قابل کشت جهان در سال 1998به ازای هر نفر 25/. هکتار بوده است که با توجه به روند رشد جمعيت تا سال 2050 به 15/0 هکتار خواهد رسيد. همچنین افزايش عملکرد در واحد سطح از1/2٪ در دههي1980 به 1٪ در دههي 1990 کاهش يافته است و در حال حاضر حدود 840 ميليون نفر از تغذيه ي نامناسب رنج ميبرند. به نظر نميرسد بر پايهي فنآوريهاي موجود و بدون استفاده از فن آوریهای جدید بتوان نيازغذايي آينده بشر را تامين کرد. در اين بین بهرهگيري از فنآوري زيستي در کشاورزي جايگاه ويژهاي دارد. محصولات تراريخته از این طريق در مقياس وسيع با محيط طبيعي ارتباط دارند. چالشهایي همچون تغيير در حساسيت علفهاي هرز مزارع گياهان تراريخته مقاوم به علفکش، انتقال ژنهاي اصلاح شده به علفهاي هرز، به وجود آمدن داوطلبها، اثرات پليوتروپي و کاهش پيچيدگي در بومنظام کشاورزي در مقابل اثرات مفيد آنها از موضوعات مورد بحث است. وجود نقطه نظرهاي متفاوت در ميان دانشمندان در زمينهي استفاده از گياهان تراريخته شاهدي عيني است که رسيدن به اجماع در این زمینه را در آيندهی نزدیک بعيد ميسازد. قضاوت در مورد استفاده از این گیاهان نيازمند دلايل و شواهد حاصل از تحقیقات ژنتیکی و محیطی است. اين مقاله به بازنگري برخي ازجنبههاي کشت گياهان تراريخته با هدف استفاده بهینه از اين
فنآوري می پردازد.
کلمات کليدي: فنآوري زيستي، محصولات تراريخته، مقاومت به علفکش، بومنظام کشاورزی
مقدمه
محصولات تراريخته يا اصلاح ژنتيکی شده در اثر انتقال ژنها يا واحدهاي وراثتي موجودات زنده از
گونههاي ديگر به يک گياه به وجود ميآيند(18). تا کنون نقل و انتقال ژن در بيش از 40 گونهي گياهي از کشورهاي مختلف گزارش شده که مهمترين آنها ذرت، برنج، سويا، پنبه، کلزا، سيب زميني، چغندر قند، گوجه فرنگي، يونجه و... که در هر يک از آنها اهداف اصلاحي متفاوت و مشخصي از طريق انتقال ژن دنبال شده است. در بسياري موارد ژنهايي که براي توليد محصولات تراريخته استفاده ميشوند
file:///C:/Users/rg/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg
از باکتريها يا ويروسها دريافت ميگردند. به طور کلی محصولات تراريخته محتوي دو نوع صفات اصلاحشدهي ژنتيکي هستند:
يک دسته محتواي مواد سمي حشرهکش از B.t باکتريوم و دستهي ديگر مقاوم به يک علفکش هستند. معمولا در اثر انتقال ژن در اين نوع محصولات، درصد روغن و زمان رسيدگي نیز علاوه بر صفات مهندسی ژنتیک شده تغيير خواهند کرد(18).
جدول1. مهمترين گياهان تراريخته ( کلايو جيمز، 2004).
file:///C:/Users/rg/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg
پيشبيني ميشود جمعيت جهان از7/5 میلیارد نفر در سال 1995 با حدود 70 درصد رشد به 8/9 میلیارد نفر در سال 2050 برسد (نمودار3) (15). میزان زمينهاي زراعي قابل کشت جهان در سال 1998به ازای هر نفر 25/. هکتار بوده است که با توجه به روند رشد جمعيت در سال 2050 به 15/0 هکتار خواهد رسيد. در همين حال افزايش عملکرد در واحد سطح از1/2٪ در دههي1980 به 1٪ در دههي 1990 کاهش يافته است و درحال حاضر حدود 840 ميليون نفر از تغذيه ي نامناسب رنج ميبرند (1).
به نظر نميرسد بر پايهي فنآوريهاي موجود و بدون کمک گرفتن از فنآوريهاي نوين بتوان نيازغذايي بشر را در آينده تامين کرد و ميبايست به دنبال راهکارهاي جايگزين و يا همراه با فنآوريهاي جاري بود. در اين ميان بهرهگيري از فنآوري زيستي در کشاورزي جايگاه ويژهاي دارد. به طوری که در سال 2005 سطح زیر کشت جهانی محصولات تراریخته به 90 میلیون هکتار رسید که نسبت به سال 2004، 11 درصد افزایش، معادل 9 میلیون هکتار رشد را نشان می دهد. که از جمله ويژگيهاي اين فنآوري ميتوان به موارد زیر اشاره کرد:
جدول 3. برخي صفات تراريخته در گياهان
وجود نقطه نظرهاي متفاوت در ميان دانشمندان در زمينهي استفاده از گياهان تراريخته شاهدي عيني است که رسيدن به اجماع در این زمینه را در آيندهی نزدیک بعيد ميسازد. قضاوت در مورد استفاده از این گیاهان نيازمند دلايل و شواهد حاصل از تحقیقات ژنتیکی و محیطی است. اين مقاله به بازنگري برخي ازجنبههاي کشت گياهان تراريخته با هدف استفاده بهینه از اين فنآوري می پردازد.
چالش های پیش رو
1.ترديد در ارتباط با سودمندي کنترل آفات در گياهان تراريخته
از مزاياي محصولات مقاوم به علفکش بهبود کنترل علفهاي هرز، استفاده از علفکش کمتر و راهکارهاي مديريتي سادهتر در کنترل علفهاي هرز را می توان نام برد. مزاياي ديگري مانند افزایش سطح ويتامين در گیاه نيز وجود دارد که در اثر استفاده از محصولات تراريخته ایجاد می شود ولي به طور مستقيم به مديريت آفات مربوط نميگردد (18).
مزاياي زراعي محصولات تراريخته انکارپذیر نیست. ولي نبايد به سرعت اين محصولات را در سطوح وسيع و بدون ملاحظات زیست محیطی مورد کشت قرار داد. يکی از نگرانيهای عمده در زمينهي استفاده از محصولات مقاوم به علفکش يا Bt در مديريت آفات اين است که اين فنآوريها نياز به راه حلهاي زراعی مثل تناوب محصول را در مديريت آفات کم ميکند. تاريخ مديريت آفات نشان ميدهد کنترل موفق آفات در دراز مدت نيازمند نظام متنوعي است که تلفیقی از عمليات زراعي، ژنتيکي، بيولوژيکي و شيميايي را به کار گيرد. تکیه بر يک راه حل در مديريت آفات با شکست مواجه خواهد شد (5). در حال حاضر مواردی از مقاوم شدن علف های هرز در اثر کاشت محصولات مقاوم به علفکش گزارش شده است به عنوان مثال کلزاي داوطلب علف هرز که در مزارع شمال آلبرتا مشاهده شده به سه نظام متفاوت کارکرد علفکش بردباري پيدا کرده است( راند آپ، ليبرتي وپرسيت) (31).
2. تغيير در حساسيت علفهاي هرز مزارع گياهان تراريخته HR
اگر علفکشهاي غيرانتخابي در مقياس وسيعتر از علفکشهاي انتخابی استفاده شوند، انتخاب ممکن است بر روي طيف وسيعتري از فلور علفهرز غلات يا محصولات زراعي پهنبرگ صورت گيرد. کاشت محصولات مقاوم به یک علفکش يکسان در سطح وسيعتر ميتواند اين محصولات را سال به سال پراکنده تر کرده و در هر فصل ضرورت مصرف علف کش های جدیدتر را افزایش دهد و به این ترتیب باعث بروز مقاومت می گردد (11،16). علفکشهاي غيرانتخابي ميتوانند بر روي اجتماعات علفهرز محصولات زراعي مقاوم به علفکش در پاييز، زمستان، بهار و تابستان به کار روند و عمل انتخاب به صورت يکسان انجام مي شود، در حالي که اين مورد براي بيشتر علفکشهاي انتخابي در گذشته وجود نداشت (11). از راهکارهاي مقاومت علفهاي هرز در مقابل علفکش سنتي می توان به: غيرحساس شدن بافت هدف، توليد بيش از اندازهي بافت هاي هدف، خنثي سازي اثر سمي علفکش، کاهش ورود علفکش، کاهش انتقال علفکش و تغيير در تجمع علفکشهاي داخل سلولي اشاره کرد.
در مجموع 249 بيوتيپ علفهرز مقاوم به علفکش تا ژانويهي سال 2001 ثبت شده است. بيشتر بيوتيپها به بازدارنده استولاکتيک سنتاز[1] (ALS) و تراي آذينها (آترازين و ...) مقاوم هستند. در ايالات متحده، در کاشت سويا به ويژه در ارتباط با علفهاي هرز مقاوم به بازدارندهي استولاکتيک سنتتاز، مشکلات زيادي به وجود آمده است. به طور نسبي 30 بيوتيپ از 84 علفهرز مقاوم به علفکش در آمريکا و 11 بيوتيپ از 35 علفهرز در کانادا به بازدارندههاي ALS مقاومت نشان ميدهند (19).
1.2.مقاومت هيبريد (دوگانه) و مقاومت چندگانه[2]
مقاومت چندگانه به عنوان وجود بيش از يک راهکار مقاومتی در بين افراد يا جمعيتها تعريف ميشود و احتمال دارد از طريق تجمع راهکارهاي مقاومت در اثر انتقال ژن بين افرادي با مکانسمهاي مقاومتي مختلف و يا انتخابي که به دنبال مصرف گسترده دو يا چند علفکش با اثرگذاری متفاوت ایجاد شده و تکامل پیدا کند. به عنوان مثال مقاومت چندگانه در بيوتيپ چچم در آفريقاي جنوبي شامل مقاومت به: بازدارندههاي استيل کوآنزيم آ کربوکسيلاز، ALS و مقاومت به گليفوسيت ميباشد.
مقاومت دوگانه يک راهکار ژنتيکي بخشيده شده[3] است که به توانايي مقاومسازي در برابر علفکشها از
کلاسهاي شيميايي مختلف باز ميگردد، دو موضوع در ارتباط با مقاومت دو گانه «مکان هدف مقاوم»[4] و« مکان هدف غيرمقاوم»[5] است (26).
از چندين منطقه اروپا (25) علفهاي هرزی با مقاومت چندگانه گزارش شده است. به نظر نميرسد مقاومت چندگانهي چچم ( Lolium rigidum) به علت ممانعت از جذب علفکش يا انتقال آن باشد. بلکه چندين آنزيم از بين برندهي علفکشها را در این نوع مقاومت میتوان موثر دانست. مقاومت به يک علفکش ممکن است زمینه را برای توسعهي مقاومت نسبت به ساير علفکشها هموار کرده و مديريت علفهای هرز و جلوگيري از مقاومت آنها به طيف وسيعي از علفکشها مانند گليفوسيت را مشکل سازد (27). اگرچه توسعهي مقاومت به گلوفوسنيت بعيد به نظر ميرسيد (21) ولی مقاومت در سه گونهي علفهرز، چچم Lolium rigidum))، چمن Lolium multiflorum)) و مرغ خوشه سرخ((Eleusine indica گزارش شده است(19). علف هرز اسبي (Conyza canadensis)
(24،11 ) و همچنين علفهرز برنجاسب (Erigeron)(6) نيز مقاوم شدهاند.
اولين جمعيتهاي چچم مقاوم به گليفوسيت در سالهاي 1996 و 1997 در دو جمعيت مجزا در استراليا یافت شدند، سومين بيوتيپ در سال 1998 در کاليفرنيا و چهارمين آن در سال 2001 در آفريقاي جنوبي گزارش شد. بيوتيپ چچم استراليايي مقاوم به گليفوسيت 9 تا 10 برابر مقاومت بيشتري به گليفوسيت ونيز بيش از 3 برابر مقاومت بيشتري به ديکلوفوب متيل نسبت به بيوتيپهاي حساس دارد. اين مقاومت در جمعيتهاي استراليايي بعد از 15 تا 20 سال کاربرد گليفوسيت ايجاد شد (27). در شيلي این مقاومت بر روي چمن بعد از 8 تا 10 سال ( سه بار مصرف در طول يکسال) و در مالزي بر روي مرغ خوشه سرخ بعد از 10 سال ( هشت بار کاربرد در طول يکسال)، گزارش شده است (23). جهت و سرعت باد، آب و هوا، تغييرپذيري دستگاه گردهافشاني بين رقمهاي یک گونه، تنوع، فراواني و رفتار گرده افشانها (گاهي به وسيلهي عوارض زمين تحت تاثير قرار ميگيرند) و وسعت جمعيتهاي دهنده و گيرندهي گرده به عنوان عوامل اصلي در انتقال ژن مقاومت به علفکش به داوطلبان يا علفهاي هرز خودگشن، تاثيرگذار هستند (17).
3. انتقال ژنهاي اصلاح شده به علفهاي هرز
گرده گياه قادر است صفات را از محصولات تراريخته به علفهای هرز خویشاوند خود انتقال دهد. در ايالات متحده دست کم برای بيشتر محصولات اصلي يک علف هرز خويشاوند يافت مي شود که با آن تا حدودي سازگاري جنسي دارد (14) .در حالي که بعضي محصولات (مثل ذرت) خويشاوندان کمي دارند، ساير محصولات مثل توت فرنگي، کلزا و کدوتنبل پتانسيل انتقال ژن به خويشاوندان علف هرز خود را دارند. در فاصلههاي بيشتر از حد متعارف باد و حشرات گرده افشان تعیین کننده هستند. تحقيقات اندکی در ارتباط با اين خطر در مزرعه صورت گرفته است اما ثابت شده که انتقال ژن بين
رقمهاي کشت شده و گياهان وحشي چغندرقند رخ داده است (4).
4. داوطلب ها[SUP][SUP][6][/SUP][/SUP]
به گروهی از محصولات زراعی HR که مقداری از بذرشان پس از برداشت در زمین باقیمانده و همزمان با کشت محصول بعدی سبز شوند، داوطلب علف هرز اطلاق می شود و در آن دسته از محصولاتي که توان رقابتي کمتري دارند به عنوان مشکلی جدي مطرح ميباشند. اين گياهان همچنين ميتوانند باعث بروز مشکلاتی در محصولات بعدي که از همان گونه هستند، شوند. از بين بردن اين گياهان معمولا با مصرف علفکش بيشتري همراه است. مشکل اصلي وقتي بروز ميکند که داوطلبهاي پهنبرگ به عنوان مثال شلغم روغني در مزرعه چغندرقند يا ديگر محصولات زراعي پهن برگ وارد ميشوند که به اين ترتيب قدرت رقابتي بالايي خواهند داشت و کنترل آنها با علفکشهاي موجود دشوار خواهد بود. اگر چنين گياهان داوطلبي همانند گونههاي زراعي به يک نوع علفکش يکسان مقاوم شوند باعث جايگزيني اين علفکشها با مخلوطي از علفکشهاي ديگر و يا افزايش در مصرف آن علفکش ميشود. برخي از محصولات مانند شلغم روغني به خاطر توليد بذر زياد، ريزش بالای بذر و خواب ثانويه آمادگي لازم براي داوطلب شدن را دارند، در حالي که محصولاتي مثل پنبه به سختي ميتوانند به عنوان گياه داوطلب محسوب شوند.
در بعضي موارد توسعه محصولات Bt و رقمهاي مقاوم به علف کش ( براي مثال راند آب ردي) به
گونه اي در آمده که به کاهش تنوع در مزارع منجر شده است. به عنوان مثال شرکت توليد بذر مونسانتو ادعا ميکند که با استفاده از محصولات تراريخته، راند آپ تنها علف کشي خواهد بود که کشاورزان براي کنترل علفهاي هرز نياز دارند ولی باید گفت اين مطلب یک نوع «ساده انگاري »[7] در مديريت آفات است (18،30).
5. اثرات پليوتروپي[8]
اثرات پليوترپيک ممکن است درزمان انتقال صفات مطلوب و به دنبال ورود ژنهاي جديد به داخل گياهان ايجاد شود (به عنوان مثال بيش از يک تغيير در اثر ورود ژن جديد ايجاد شود). قوانين سازمان غذا و داروي ايالات متحده به گونهاي تنظيم شده است که در آن به ارزيابي اين اثرات در محصولات تراريخته توجه نميشود و اين محصولات اساساً در اين زمينه با محصولات عادي يکسان ارزيابي
ميشوند. يادداشتهاي اعضاي علمي FAD مشخص ميکند که اثرات پليوتروپي به راستي در زمان ورود ژنهاي جديد به داخل محصولات غذايي اتفاق ميافتد، « اثرات پليوتروپي در گياهان تراريخته اتفاق ميافتد ... و فراواني آن بيش از 30 درصد است». بيشتر اين اثرات از طريق روند انتخاب و اصلاح نباتات قابل کنترل است. با اين وجود بعضي اثرات نامطلوب مانند افزايش سطوح مواد سمي طبيعي، پيدايش مواد سمي جديد و ناشناخته، افزايش توان تغليظ مواد سمي از محيط (به عنوان مثال حشرهکشها و مواد سنگين) و جانشيني ناخواسته در مواد غذايي ممکن است که مورد توجه اصلاح گران قرار نگيرد، مگر اينکه گياهان تراريخته به طور تخصصي براي اين تغييرات ارزيابي شوند. اين ارزيابيها بايستي مرحله به مرحله انجام شود به عنوان مثال قبل از اينکه گياه تراريخته به فروشگاهها وارد شود در این رابطه مورد بررسي قرار گيرد. به جاي در نظر گرفتن اين نگرانيها FAD قوانيني را در ارتباط با غذاهاي فنآوري زيستي شده[9] وضع کرده که در آن بروز اثرات پليوتروپي منتفي فرض شده است، بنابراين بر اساس اين فرض هيچ آزمايش ايمني اضافي براي محصولات تراريخته نياز نخواهد بود (28).
اثرات پليوتروپي رقابتپذيري محصولات تراريخته را که بدون مقدمه وارد محيط ميشوند تقويت
ميکند. در یک بررسی گياهان تراريختهي آرابيدوپسيز( گياهي شبيه خردل از تيرهي براسيکاسه، ويژهي مناطق معتدل شمالي)، در مطالعات مزرعهاي 20 برابر تمايل بيشتري براي دگرگشني نسبت به گياهان معمولي نشان دادند. بنابراین میتوان گفت گياهان تراريخته افزايش بارزي در قابلیت انتقال گرده به گياهان مجاور دارند. محققان اظهار داشتند که نسبت دادن اين افزايش به جهش ژنتيکي بعيد به نظر
ميرسد زيرا هر دو لاين تراريخته مورد مطالعه به طور مستقل ميزان بالايي از دگرگشني را نشان دادند. اين امر دليل ديگري براي در نظر گرفتن خطر رهاسازي گياهان تراريخته در محيط است (18).
6. بازده اقتصادي براي کشاورزان
استفاده از محصولات تراريخته به وسيلهي کشاورزان معمولا با هزينهي بالاي بذر همراه است و اين امر منجر به کاهش سود ميشود. بنابراین ممکن است سود اضافي وجود نداشته باشد و يا سود خالص حتی با وجود صرفهجويي کوتاه مدت در مديريت آفات کاهش يابد.
عملکرد رقمهاي Bt ذرت به طور ميانگين 85/10 تن در هکتار در مقايسه با 9/9 تن در هکتار براي رقم هاي غير Bt بوده است. کشاورزان هنوز هم در 12 درصد از مزارع ذرت Bt در مقايسه با 18 درصد در مورد ذرت معمولي حشرهکش استفاده ميکنند. بيشترين تفاوت در هزينهها مربوط به بذر است، به عنوان مثال این هزینه به طور متوسط براي ذرتهاي Bt 89/97 دلار در هکتار در مقايسه با 28/73 دلار در هکتار براي ذرتهاي معمولي ميباشد.ذرت Bt پس از کسر هزينههاي کارگري و ساير هزينهها تنها 8/9 دلار در هکتار سود بیشتری به کشاورزان ميدهد که از نظر تفاوت آماري قابل توجه نيست (13، 29).
7. منافع سدی در راه تحقیقات
شايد فراگير شدن سريع رقم هاي تراريخته بدون انجام آزمايش هاي مستقل مزرعهاي قبل از آزاد شدن تجاري آنها به این علت باشد که هر چه سريعتر به فروشگاه برسند و هزينه هاي سرسام آور تولید وتوسعهیشان جبران شود. به صورت معمول شرکت ها نمونه هايي از رقم هاي جديد محصولات را براي محققان دانشگاهي مي فرستند تا آنها آزمايش هاي متنوع را انجام دهند. رقم هاي جديد تا انجام ارزيابي هاي مورد نظر و مقايسه با رقم هاي برتر موجود در اختيار کشاورزان قرار نمي گرفتند. در حال حاضر متخصصان زراعت مي گويند آنها حتي نمي توانند تا قبل از اينکه محصولات تراريخته معرفي شوند بذر این محصولات را از شرکت هاي مورد نظرتحویل بگیرند (3).
8. کاهش پيچيدگي در بومنظام کشاورزي
از بین بردن کل علف های هرز با استفاده از علف کش های غیر انتخابی منجر به اثرات نامطلوب اکولوژيکي ميشود. در داخل و اطراف مزارع حضور علفهاي هرز تا حدودی قابل قبول است که این موضوع بر نقش مهم اکولوژيکي آنها مانند تقويت کنترل بيولوژيکي حشرات مضر، پوشش بهتر خاک و کاهش فرسايش و ...دلالت دارد. کشت محصولات مقاوم به علفکش احتمال کشت متوالي يک محصول را بخاطر محدودیت های ناشی از حساسیت سایر محصولات به این علف کش ها افزايش خواهند داد. تنوع کم و پايين در بوم نظامهاي کشاورزي که در آن آشيان هاي اکولوژيک خالی زیادی وجود دارد باعث ميشود، شرايط مطلوب براي رشد سريع علفهاي هرز، حشرات و بيماريها فراهم شود. محصولات مقاوم به علف کش علاوه بر اينکه مي توانند اثر بخشي علف کش را افزايش دهند، تنوع گياهي را کاهش داده و ترکيب جمعيتي علفهاي هرز را به سمتي پيش ببرند که گونههاي سازگار با اين نوع علفکشها و مصرف پس رويشي آنها، فراوان شوند.
8،1. اثرات بر روي زنجيرهي غذايي
بر اساس يک ارزيابي در اروپا بر روي اثرات گیاهان HR در تنوع زيستي، اثر رژيمهاي HR به وضوح منفيتر از کشتهاي مرسوم و تلفيقي بدون HR بود. اين مطالعه بر اساس مقايسهي اثر کل نظام توليد کشاورزي که در آن جزئييات مرحله به مرحله ارزيابي ميشد، پایهریزی شده بود. تنوع به وسيلهي
گروههاي شاخص اصلي مانند: بندپايان شکارگر مفيد، سه موجود مهرهدار مزرعهاي و فلور موجود بررسي شد. اين الگو مشخص کرد که وضعيتهاي ناخوش آيند حتي با گیاهان HR کمي بدتر ميشود. بنابراین به نظر ميرسد با افزايش اثرات علفکشها کيفيت بوم نظامهاي کشاورزي کاهش می يابد (32).
8،2. ميکروبها
. ميکروب ها از نظر اکولوژيکي و زراعي به عنوان مثال همزيستي، آنتاگونيستي و منابع غذايي براي ريز فونها اهمیت دارند. گليفوسيت و گلوفوسينيت ريز موجودات خاک را تحت فشار قرار ميدهند. که اين فشار در دماهاي زير 20 درجهي سانتيگراد به مدت 60 روز يا بيشتر ادامه مييابد. در دماي حدود 20 درجهي سانتيگراد بازتوليد آنها در هر هفته مشاهده ميشود. کاهش 40 درصدي درجمعیت باکتريها و قارچها ( که بوسيلهي چندين آزمايش و شاخص اندازهگيري شد) در کمتر از 8 هفته، ريز فوني که از آنها تغذیه می کرد را تحت فشار قرار داده و از اين طريق بر کل شبکهي غذايي تاثير منفي ميگذارد. درکشورهايي با اقليم معتدل فصل رشد و توليد مثل بيشتر بي مهرهگان بيش از 18 تا 25 هفته به طول نميانجامد. اين مورد در حالي باید ارزیابی گردد که دو يا گاهي اوقات سه مرتبه استفاده از علفکش به وسيلهي مشاوران توصيه ميشود.
ريز موجودات مفيدي مثل ريزوبيومها (Rhizobium leguminosarium) و گونههاي تيريکودرماها (Trichoderma) (ريز انگلي) در اثر کاربرد گليفوسيت اثرات منفي ميپذيرند در صورتی که در مورد بعضي پاتوژنهاي گياهي برعکس ميباشد ( 2،7،22). ساختار بيوسنوز غالب خاک به وسيلهي علفکش گلوفوسينيت تغيير مييابد. همچنین بعضي گونههاي ميکوريزا به غلظتهاي زياد گلي فوسيت حساس هستند (9).
3،8. فون مهرهدار
در 30-20 سال گذشته فراواني و تنوع پرندگان در بسياري از کشورها کاهش یافته است. بسياري از اين گونهها مضر نيستند. علت اين کاهش مجموعه ای از عوامل ميباشد. تغيير در مديريت عمليات کشاورزي يکي از دلايل اصلی آن است. پرندگان از اهداف اصلي و شاخصهاي مهم در ارزیابی تغييرات کشاورزي هستند. کمبرلاين و همکاران (8) همبستگی بالایی بين تغيير در عملیات کشاورزي و کاهش هجوم پرندگان مزرعهاي بدست آوردند. مشاهداتي که با تاخير (حدود 6 سال) از واکنش پرندگان مزرعهاي به کشاورزي فشرده[10] به دست آمد، نشان ميدهد، ممکن است اثرات تغيير در کيفيت زيستگاه تا چندين سال ظاهر نشود. کاهش در پرندگان مزرعهاي ممکن است به خاطر دلايلي مانند استفاده از علفکشها، طيف وسيعي از حشرهکشها و افزايش کارايي آنها باشد. همچنین اثرات مصرف زياد علفکش ها بر آبهای سطحی نبايد ناديده گرفته شود.
به نظر می رسد با توجه به چالش های موجود، مطالعات گسترده پیرامون جنبه های مختلف گیاهان تراریخته درمراکز علمی کشور اجتناب ناپذیر باشد. در این مسیر ارزیابی اثرات این گیاهان بر محیط زیست و سلامت انسان درکشور های پیشرو نیز، بسیار راهگشا خواهد بود. همچنین لازم است در رابطه با کاشت این نوع گیاهان آگاهی های لازم به تولید کنندگان داده شود و نیز تلاش گردد آگاهیهای عمومی در این زمینه در سطح جامعه افزایش یابد.
1- Inhibiting acetolactate synthase
2- Cross resistance and multiple resistance
3- Genetically-Endowed
4- Target site resistance
5- Non-target site resistance
1- Volunteer
2- Dumbing dawn
1- Pleiotropic Effect
2- Biotech Food
1- Agriculture intensification
حمید رضا عشقی زاده[SUP]1[/SUP] ، علی اشرفی[SUP]1[/SUP] و مرتضی زاهدی[SUP]2[/SUP]
1- دانشجوی کارشناسی ارشد زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.
2- عضو هیات علمی دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.
چکيده
پيشبيني ميشود جمعيت جهان از7/5 میلیارد نفر در سال 1995 با حدود 70 درصد رشد به 8/9 میلیارد نفر در سال 2050 برسد. در همین حال میزان زمينهاي زراعي قابل کشت جهان در سال 1998به ازای هر نفر 25/. هکتار بوده است که با توجه به روند رشد جمعيت تا سال 2050 به 15/0 هکتار خواهد رسيد. همچنین افزايش عملکرد در واحد سطح از1/2٪ در دههي1980 به 1٪ در دههي 1990 کاهش يافته است و در حال حاضر حدود 840 ميليون نفر از تغذيه ي نامناسب رنج ميبرند. به نظر نميرسد بر پايهي فنآوريهاي موجود و بدون استفاده از فن آوریهای جدید بتوان نيازغذايي آينده بشر را تامين کرد. در اين بین بهرهگيري از فنآوري زيستي در کشاورزي جايگاه ويژهاي دارد. محصولات تراريخته از این طريق در مقياس وسيع با محيط طبيعي ارتباط دارند. چالشهایي همچون تغيير در حساسيت علفهاي هرز مزارع گياهان تراريخته مقاوم به علفکش، انتقال ژنهاي اصلاح شده به علفهاي هرز، به وجود آمدن داوطلبها، اثرات پليوتروپي و کاهش پيچيدگي در بومنظام کشاورزي در مقابل اثرات مفيد آنها از موضوعات مورد بحث است. وجود نقطه نظرهاي متفاوت در ميان دانشمندان در زمينهي استفاده از گياهان تراريخته شاهدي عيني است که رسيدن به اجماع در این زمینه را در آيندهی نزدیک بعيد ميسازد. قضاوت در مورد استفاده از این گیاهان نيازمند دلايل و شواهد حاصل از تحقیقات ژنتیکی و محیطی است. اين مقاله به بازنگري برخي ازجنبههاي کشت گياهان تراريخته با هدف استفاده بهینه از اين
فنآوري می پردازد.
کلمات کليدي: فنآوري زيستي، محصولات تراريخته، مقاومت به علفکش، بومنظام کشاورزی
مقدمه
محصولات تراريخته يا اصلاح ژنتيکی شده در اثر انتقال ژنها يا واحدهاي وراثتي موجودات زنده از
گونههاي ديگر به يک گياه به وجود ميآيند(18). تا کنون نقل و انتقال ژن در بيش از 40 گونهي گياهي از کشورهاي مختلف گزارش شده که مهمترين آنها ذرت، برنج، سويا، پنبه، کلزا، سيب زميني، چغندر قند، گوجه فرنگي، يونجه و... که در هر يک از آنها اهداف اصلاحي متفاوت و مشخصي از طريق انتقال ژن دنبال شده است. در بسياري موارد ژنهايي که براي توليد محصولات تراريخته استفاده ميشوند
|
از باکتريها يا ويروسها دريافت ميگردند. به طور کلی محصولات تراريخته محتوي دو نوع صفات اصلاحشدهي ژنتيکي هستند:
يک دسته محتواي مواد سمي حشرهکش از B.t باکتريوم و دستهي ديگر مقاوم به يک علفکش هستند. معمولا در اثر انتقال ژن در اين نوع محصولات، درصد روغن و زمان رسيدگي نیز علاوه بر صفات مهندسی ژنتیک شده تغيير خواهند کرد(18).
جدول1. مهمترين گياهان تراريخته ( کلايو جيمز، 2004).
| محصول | سطح زير کشت (ميليون هکتار) | ٪ گياهان تراريخته |
| سوياي مقاوم به علفکش | 4/48 | 60 |
| ذرت Bt | 2/11 | 14 |
| پنبه Bt | 5/4 | 6 |
| ذرت مقاوم به علفکش | 3/4 | 5 |
| کلزاي مقاوم به علفکش | 3/4 | 5 |
| ذرت Bt و مقاوم به علف کش | 8/3 | 4 |
| پنبه Bt و مقاوم به علف کش | 3 | 4 |
| پنبه مقاوم به علف کش | 5/1 | 2 |
| جمع کل | 81 | 100 |
|
پيشبيني ميشود جمعيت جهان از7/5 میلیارد نفر در سال 1995 با حدود 70 درصد رشد به 8/9 میلیارد نفر در سال 2050 برسد (نمودار3) (15). میزان زمينهاي زراعي قابل کشت جهان در سال 1998به ازای هر نفر 25/. هکتار بوده است که با توجه به روند رشد جمعيت در سال 2050 به 15/0 هکتار خواهد رسيد. در همين حال افزايش عملکرد در واحد سطح از1/2٪ در دههي1980 به 1٪ در دههي 1990 کاهش يافته است و درحال حاضر حدود 840 ميليون نفر از تغذيه ي نامناسب رنج ميبرند (1).
| ||||
|
به نظر نميرسد بر پايهي فنآوريهاي موجود و بدون کمک گرفتن از فنآوريهاي نوين بتوان نيازغذايي بشر را در آينده تامين کرد و ميبايست به دنبال راهکارهاي جايگزين و يا همراه با فنآوريهاي جاري بود. در اين ميان بهرهگيري از فنآوري زيستي در کشاورزي جايگاه ويژهاي دارد. به طوری که در سال 2005 سطح زیر کشت جهانی محصولات تراریخته به 90 میلیون هکتار رسید که نسبت به سال 2004، 11 درصد افزایش، معادل 9 میلیون هکتار رشد را نشان می دهد. که از جمله ويژگيهاي اين فنآوري ميتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- وارد کردن صفات مطلوب به گياهان مانند: مقاومت در برابر آفات و بيماريها، تنشهاي خشکي و شوري و علفکشها (جدول 3).
- انتقال آزادانه ژن از گونههاي وحشي و از طريق sDNA نوترکيب.
- امتزاج پروتوپلاست و تکثير انبوه گياهان باغي، زينتي از طريق کشت بافت.
جدول 3. برخي صفات تراريخته در گياهان
| محصولات GM | صفت ها |
| کلزا | بردباري نسبت به علفکش، تغيير در محتواي اسيدهاي چرب |
| ذرت | بردباري نسبت به علفکش، مقاومت به کرم ساقه خوار اروپايي ذرت و مقاومت به کرم ريشه |
| هندوانه | تاخير در رسيدگي |
| پاپايا | مقاومت به آلودگي ويروسي |
| سيب زميني | مقاومت به سوسک کلورادو، مقاومت به ويروس طلايي لوله کنندهي برگ |
| برنج | بردباري نسبت به علفکش، بتاکاروتن |
| سويا | بردباري نسبت به علفکش، تغيير در محتواي اسيدهاي چرب |
| اسفناج | مقاومت به آلودگي ويروسي |
| گوجه فرنگي | تاخير در رسيدگي و تاخير در نرم شدن |
وجود نقطه نظرهاي متفاوت در ميان دانشمندان در زمينهي استفاده از گياهان تراريخته شاهدي عيني است که رسيدن به اجماع در این زمینه را در آيندهی نزدیک بعيد ميسازد. قضاوت در مورد استفاده از این گیاهان نيازمند دلايل و شواهد حاصل از تحقیقات ژنتیکی و محیطی است. اين مقاله به بازنگري برخي ازجنبههاي کشت گياهان تراريخته با هدف استفاده بهینه از اين فنآوري می پردازد.
چالش های پیش رو
1.ترديد در ارتباط با سودمندي کنترل آفات در گياهان تراريخته
از مزاياي محصولات مقاوم به علفکش بهبود کنترل علفهاي هرز، استفاده از علفکش کمتر و راهکارهاي مديريتي سادهتر در کنترل علفهاي هرز را می توان نام برد. مزاياي ديگري مانند افزایش سطح ويتامين در گیاه نيز وجود دارد که در اثر استفاده از محصولات تراريخته ایجاد می شود ولي به طور مستقيم به مديريت آفات مربوط نميگردد (18).
مزاياي زراعي محصولات تراريخته انکارپذیر نیست. ولي نبايد به سرعت اين محصولات را در سطوح وسيع و بدون ملاحظات زیست محیطی مورد کشت قرار داد. يکی از نگرانيهای عمده در زمينهي استفاده از محصولات مقاوم به علفکش يا Bt در مديريت آفات اين است که اين فنآوريها نياز به راه حلهاي زراعی مثل تناوب محصول را در مديريت آفات کم ميکند. تاريخ مديريت آفات نشان ميدهد کنترل موفق آفات در دراز مدت نيازمند نظام متنوعي است که تلفیقی از عمليات زراعي، ژنتيکي، بيولوژيکي و شيميايي را به کار گيرد. تکیه بر يک راه حل در مديريت آفات با شکست مواجه خواهد شد (5). در حال حاضر مواردی از مقاوم شدن علف های هرز در اثر کاشت محصولات مقاوم به علفکش گزارش شده است به عنوان مثال کلزاي داوطلب علف هرز که در مزارع شمال آلبرتا مشاهده شده به سه نظام متفاوت کارکرد علفکش بردباري پيدا کرده است( راند آپ، ليبرتي وپرسيت) (31).
2. تغيير در حساسيت علفهاي هرز مزارع گياهان تراريخته HR
اگر علفکشهاي غيرانتخابي در مقياس وسيعتر از علفکشهاي انتخابی استفاده شوند، انتخاب ممکن است بر روي طيف وسيعتري از فلور علفهرز غلات يا محصولات زراعي پهنبرگ صورت گيرد. کاشت محصولات مقاوم به یک علفکش يکسان در سطح وسيعتر ميتواند اين محصولات را سال به سال پراکنده تر کرده و در هر فصل ضرورت مصرف علف کش های جدیدتر را افزایش دهد و به این ترتیب باعث بروز مقاومت می گردد (11،16). علفکشهاي غيرانتخابي ميتوانند بر روي اجتماعات علفهرز محصولات زراعي مقاوم به علفکش در پاييز، زمستان، بهار و تابستان به کار روند و عمل انتخاب به صورت يکسان انجام مي شود، در حالي که اين مورد براي بيشتر علفکشهاي انتخابي در گذشته وجود نداشت (11). از راهکارهاي مقاومت علفهاي هرز در مقابل علفکش سنتي می توان به: غيرحساس شدن بافت هدف، توليد بيش از اندازهي بافت هاي هدف، خنثي سازي اثر سمي علفکش، کاهش ورود علفکش، کاهش انتقال علفکش و تغيير در تجمع علفکشهاي داخل سلولي اشاره کرد.
در مجموع 249 بيوتيپ علفهرز مقاوم به علفکش تا ژانويهي سال 2001 ثبت شده است. بيشتر بيوتيپها به بازدارنده استولاکتيک سنتاز[1] (ALS) و تراي آذينها (آترازين و ...) مقاوم هستند. در ايالات متحده، در کاشت سويا به ويژه در ارتباط با علفهاي هرز مقاوم به بازدارندهي استولاکتيک سنتتاز، مشکلات زيادي به وجود آمده است. به طور نسبي 30 بيوتيپ از 84 علفهرز مقاوم به علفکش در آمريکا و 11 بيوتيپ از 35 علفهرز در کانادا به بازدارندههاي ALS مقاومت نشان ميدهند (19).
1.2.مقاومت هيبريد (دوگانه) و مقاومت چندگانه[2]
مقاومت چندگانه به عنوان وجود بيش از يک راهکار مقاومتی در بين افراد يا جمعيتها تعريف ميشود و احتمال دارد از طريق تجمع راهکارهاي مقاومت در اثر انتقال ژن بين افرادي با مکانسمهاي مقاومتي مختلف و يا انتخابي که به دنبال مصرف گسترده دو يا چند علفکش با اثرگذاری متفاوت ایجاد شده و تکامل پیدا کند. به عنوان مثال مقاومت چندگانه در بيوتيپ چچم در آفريقاي جنوبي شامل مقاومت به: بازدارندههاي استيل کوآنزيم آ کربوکسيلاز، ALS و مقاومت به گليفوسيت ميباشد.
مقاومت دوگانه يک راهکار ژنتيکي بخشيده شده[3] است که به توانايي مقاومسازي در برابر علفکشها از
کلاسهاي شيميايي مختلف باز ميگردد، دو موضوع در ارتباط با مقاومت دو گانه «مکان هدف مقاوم»[4] و« مکان هدف غيرمقاوم»[5] است (26).
از چندين منطقه اروپا (25) علفهاي هرزی با مقاومت چندگانه گزارش شده است. به نظر نميرسد مقاومت چندگانهي چچم ( Lolium rigidum) به علت ممانعت از جذب علفکش يا انتقال آن باشد. بلکه چندين آنزيم از بين برندهي علفکشها را در این نوع مقاومت میتوان موثر دانست. مقاومت به يک علفکش ممکن است زمینه را برای توسعهي مقاومت نسبت به ساير علفکشها هموار کرده و مديريت علفهای هرز و جلوگيري از مقاومت آنها به طيف وسيعي از علفکشها مانند گليفوسيت را مشکل سازد (27). اگرچه توسعهي مقاومت به گلوفوسنيت بعيد به نظر ميرسيد (21) ولی مقاومت در سه گونهي علفهرز، چچم Lolium rigidum))، چمن Lolium multiflorum)) و مرغ خوشه سرخ((Eleusine indica گزارش شده است(19). علف هرز اسبي (Conyza canadensis)
(24،11 ) و همچنين علفهرز برنجاسب (Erigeron)(6) نيز مقاوم شدهاند.
اولين جمعيتهاي چچم مقاوم به گليفوسيت در سالهاي 1996 و 1997 در دو جمعيت مجزا در استراليا یافت شدند، سومين بيوتيپ در سال 1998 در کاليفرنيا و چهارمين آن در سال 2001 در آفريقاي جنوبي گزارش شد. بيوتيپ چچم استراليايي مقاوم به گليفوسيت 9 تا 10 برابر مقاومت بيشتري به گليفوسيت ونيز بيش از 3 برابر مقاومت بيشتري به ديکلوفوب متيل نسبت به بيوتيپهاي حساس دارد. اين مقاومت در جمعيتهاي استراليايي بعد از 15 تا 20 سال کاربرد گليفوسيت ايجاد شد (27). در شيلي این مقاومت بر روي چمن بعد از 8 تا 10 سال ( سه بار مصرف در طول يکسال) و در مالزي بر روي مرغ خوشه سرخ بعد از 10 سال ( هشت بار کاربرد در طول يکسال)، گزارش شده است (23). جهت و سرعت باد، آب و هوا، تغييرپذيري دستگاه گردهافشاني بين رقمهاي یک گونه، تنوع، فراواني و رفتار گرده افشانها (گاهي به وسيلهي عوارض زمين تحت تاثير قرار ميگيرند) و وسعت جمعيتهاي دهنده و گيرندهي گرده به عنوان عوامل اصلي در انتقال ژن مقاومت به علفکش به داوطلبان يا علفهاي هرز خودگشن، تاثيرگذار هستند (17).
3. انتقال ژنهاي اصلاح شده به علفهاي هرز
گرده گياه قادر است صفات را از محصولات تراريخته به علفهای هرز خویشاوند خود انتقال دهد. در ايالات متحده دست کم برای بيشتر محصولات اصلي يک علف هرز خويشاوند يافت مي شود که با آن تا حدودي سازگاري جنسي دارد (14) .در حالي که بعضي محصولات (مثل ذرت) خويشاوندان کمي دارند، ساير محصولات مثل توت فرنگي، کلزا و کدوتنبل پتانسيل انتقال ژن به خويشاوندان علف هرز خود را دارند. در فاصلههاي بيشتر از حد متعارف باد و حشرات گرده افشان تعیین کننده هستند. تحقيقات اندکی در ارتباط با اين خطر در مزرعه صورت گرفته است اما ثابت شده که انتقال ژن بين
رقمهاي کشت شده و گياهان وحشي چغندرقند رخ داده است (4).
4. داوطلب ها[SUP][SUP][6][/SUP][/SUP]
به گروهی از محصولات زراعی HR که مقداری از بذرشان پس از برداشت در زمین باقیمانده و همزمان با کشت محصول بعدی سبز شوند، داوطلب علف هرز اطلاق می شود و در آن دسته از محصولاتي که توان رقابتي کمتري دارند به عنوان مشکلی جدي مطرح ميباشند. اين گياهان همچنين ميتوانند باعث بروز مشکلاتی در محصولات بعدي که از همان گونه هستند، شوند. از بين بردن اين گياهان معمولا با مصرف علفکش بيشتري همراه است. مشکل اصلي وقتي بروز ميکند که داوطلبهاي پهنبرگ به عنوان مثال شلغم روغني در مزرعه چغندرقند يا ديگر محصولات زراعي پهن برگ وارد ميشوند که به اين ترتيب قدرت رقابتي بالايي خواهند داشت و کنترل آنها با علفکشهاي موجود دشوار خواهد بود. اگر چنين گياهان داوطلبي همانند گونههاي زراعي به يک نوع علفکش يکسان مقاوم شوند باعث جايگزيني اين علفکشها با مخلوطي از علفکشهاي ديگر و يا افزايش در مصرف آن علفکش ميشود. برخي از محصولات مانند شلغم روغني به خاطر توليد بذر زياد، ريزش بالای بذر و خواب ثانويه آمادگي لازم براي داوطلب شدن را دارند، در حالي که محصولاتي مثل پنبه به سختي ميتوانند به عنوان گياه داوطلب محسوب شوند.
در بعضي موارد توسعه محصولات Bt و رقمهاي مقاوم به علف کش ( براي مثال راند آب ردي) به
گونه اي در آمده که به کاهش تنوع در مزارع منجر شده است. به عنوان مثال شرکت توليد بذر مونسانتو ادعا ميکند که با استفاده از محصولات تراريخته، راند آپ تنها علف کشي خواهد بود که کشاورزان براي کنترل علفهاي هرز نياز دارند ولی باید گفت اين مطلب یک نوع «ساده انگاري »[7] در مديريت آفات است (18،30).
5. اثرات پليوتروپي[8]
اثرات پليوترپيک ممکن است درزمان انتقال صفات مطلوب و به دنبال ورود ژنهاي جديد به داخل گياهان ايجاد شود (به عنوان مثال بيش از يک تغيير در اثر ورود ژن جديد ايجاد شود). قوانين سازمان غذا و داروي ايالات متحده به گونهاي تنظيم شده است که در آن به ارزيابي اين اثرات در محصولات تراريخته توجه نميشود و اين محصولات اساساً در اين زمينه با محصولات عادي يکسان ارزيابي
ميشوند. يادداشتهاي اعضاي علمي FAD مشخص ميکند که اثرات پليوتروپي به راستي در زمان ورود ژنهاي جديد به داخل محصولات غذايي اتفاق ميافتد، « اثرات پليوتروپي در گياهان تراريخته اتفاق ميافتد ... و فراواني آن بيش از 30 درصد است». بيشتر اين اثرات از طريق روند انتخاب و اصلاح نباتات قابل کنترل است. با اين وجود بعضي اثرات نامطلوب مانند افزايش سطوح مواد سمي طبيعي، پيدايش مواد سمي جديد و ناشناخته، افزايش توان تغليظ مواد سمي از محيط (به عنوان مثال حشرهکشها و مواد سنگين) و جانشيني ناخواسته در مواد غذايي ممکن است که مورد توجه اصلاح گران قرار نگيرد، مگر اينکه گياهان تراريخته به طور تخصصي براي اين تغييرات ارزيابي شوند. اين ارزيابيها بايستي مرحله به مرحله انجام شود به عنوان مثال قبل از اينکه گياه تراريخته به فروشگاهها وارد شود در این رابطه مورد بررسي قرار گيرد. به جاي در نظر گرفتن اين نگرانيها FAD قوانيني را در ارتباط با غذاهاي فنآوري زيستي شده[9] وضع کرده که در آن بروز اثرات پليوتروپي منتفي فرض شده است، بنابراين بر اساس اين فرض هيچ آزمايش ايمني اضافي براي محصولات تراريخته نياز نخواهد بود (28).
اثرات پليوتروپي رقابتپذيري محصولات تراريخته را که بدون مقدمه وارد محيط ميشوند تقويت
ميکند. در یک بررسی گياهان تراريختهي آرابيدوپسيز( گياهي شبيه خردل از تيرهي براسيکاسه، ويژهي مناطق معتدل شمالي)، در مطالعات مزرعهاي 20 برابر تمايل بيشتري براي دگرگشني نسبت به گياهان معمولي نشان دادند. بنابراین میتوان گفت گياهان تراريخته افزايش بارزي در قابلیت انتقال گرده به گياهان مجاور دارند. محققان اظهار داشتند که نسبت دادن اين افزايش به جهش ژنتيکي بعيد به نظر
ميرسد زيرا هر دو لاين تراريخته مورد مطالعه به طور مستقل ميزان بالايي از دگرگشني را نشان دادند. اين امر دليل ديگري براي در نظر گرفتن خطر رهاسازي گياهان تراريخته در محيط است (18).
6. بازده اقتصادي براي کشاورزان
استفاده از محصولات تراريخته به وسيلهي کشاورزان معمولا با هزينهي بالاي بذر همراه است و اين امر منجر به کاهش سود ميشود. بنابراین ممکن است سود اضافي وجود نداشته باشد و يا سود خالص حتی با وجود صرفهجويي کوتاه مدت در مديريت آفات کاهش يابد.
عملکرد رقمهاي Bt ذرت به طور ميانگين 85/10 تن در هکتار در مقايسه با 9/9 تن در هکتار براي رقم هاي غير Bt بوده است. کشاورزان هنوز هم در 12 درصد از مزارع ذرت Bt در مقايسه با 18 درصد در مورد ذرت معمولي حشرهکش استفاده ميکنند. بيشترين تفاوت در هزينهها مربوط به بذر است، به عنوان مثال این هزینه به طور متوسط براي ذرتهاي Bt 89/97 دلار در هکتار در مقايسه با 28/73 دلار در هکتار براي ذرتهاي معمولي ميباشد.ذرت Bt پس از کسر هزينههاي کارگري و ساير هزينهها تنها 8/9 دلار در هکتار سود بیشتری به کشاورزان ميدهد که از نظر تفاوت آماري قابل توجه نيست (13، 29).
7. منافع سدی در راه تحقیقات
شايد فراگير شدن سريع رقم هاي تراريخته بدون انجام آزمايش هاي مستقل مزرعهاي قبل از آزاد شدن تجاري آنها به این علت باشد که هر چه سريعتر به فروشگاه برسند و هزينه هاي سرسام آور تولید وتوسعهیشان جبران شود. به صورت معمول شرکت ها نمونه هايي از رقم هاي جديد محصولات را براي محققان دانشگاهي مي فرستند تا آنها آزمايش هاي متنوع را انجام دهند. رقم هاي جديد تا انجام ارزيابي هاي مورد نظر و مقايسه با رقم هاي برتر موجود در اختيار کشاورزان قرار نمي گرفتند. در حال حاضر متخصصان زراعت مي گويند آنها حتي نمي توانند تا قبل از اينکه محصولات تراريخته معرفي شوند بذر این محصولات را از شرکت هاي مورد نظرتحویل بگیرند (3).
8. کاهش پيچيدگي در بومنظام کشاورزي
از بین بردن کل علف های هرز با استفاده از علف کش های غیر انتخابی منجر به اثرات نامطلوب اکولوژيکي ميشود. در داخل و اطراف مزارع حضور علفهاي هرز تا حدودی قابل قبول است که این موضوع بر نقش مهم اکولوژيکي آنها مانند تقويت کنترل بيولوژيکي حشرات مضر، پوشش بهتر خاک و کاهش فرسايش و ...دلالت دارد. کشت محصولات مقاوم به علفکش احتمال کشت متوالي يک محصول را بخاطر محدودیت های ناشی از حساسیت سایر محصولات به این علف کش ها افزايش خواهند داد. تنوع کم و پايين در بوم نظامهاي کشاورزي که در آن آشيان هاي اکولوژيک خالی زیادی وجود دارد باعث ميشود، شرايط مطلوب براي رشد سريع علفهاي هرز، حشرات و بيماريها فراهم شود. محصولات مقاوم به علف کش علاوه بر اينکه مي توانند اثر بخشي علف کش را افزايش دهند، تنوع گياهي را کاهش داده و ترکيب جمعيتي علفهاي هرز را به سمتي پيش ببرند که گونههاي سازگار با اين نوع علفکشها و مصرف پس رويشي آنها، فراوان شوند.
8،1. اثرات بر روي زنجيرهي غذايي
بر اساس يک ارزيابي در اروپا بر روي اثرات گیاهان HR در تنوع زيستي، اثر رژيمهاي HR به وضوح منفيتر از کشتهاي مرسوم و تلفيقي بدون HR بود. اين مطالعه بر اساس مقايسهي اثر کل نظام توليد کشاورزي که در آن جزئييات مرحله به مرحله ارزيابي ميشد، پایهریزی شده بود. تنوع به وسيلهي
گروههاي شاخص اصلي مانند: بندپايان شکارگر مفيد، سه موجود مهرهدار مزرعهاي و فلور موجود بررسي شد. اين الگو مشخص کرد که وضعيتهاي ناخوش آيند حتي با گیاهان HR کمي بدتر ميشود. بنابراین به نظر ميرسد با افزايش اثرات علفکشها کيفيت بوم نظامهاي کشاورزي کاهش می يابد (32).
8،2. ميکروبها
. ميکروب ها از نظر اکولوژيکي و زراعي به عنوان مثال همزيستي، آنتاگونيستي و منابع غذايي براي ريز فونها اهمیت دارند. گليفوسيت و گلوفوسينيت ريز موجودات خاک را تحت فشار قرار ميدهند. که اين فشار در دماهاي زير 20 درجهي سانتيگراد به مدت 60 روز يا بيشتر ادامه مييابد. در دماي حدود 20 درجهي سانتيگراد بازتوليد آنها در هر هفته مشاهده ميشود. کاهش 40 درصدي درجمعیت باکتريها و قارچها ( که بوسيلهي چندين آزمايش و شاخص اندازهگيري شد) در کمتر از 8 هفته، ريز فوني که از آنها تغذیه می کرد را تحت فشار قرار داده و از اين طريق بر کل شبکهي غذايي تاثير منفي ميگذارد. درکشورهايي با اقليم معتدل فصل رشد و توليد مثل بيشتر بي مهرهگان بيش از 18 تا 25 هفته به طول نميانجامد. اين مورد در حالي باید ارزیابی گردد که دو يا گاهي اوقات سه مرتبه استفاده از علفکش به وسيلهي مشاوران توصيه ميشود.
ريز موجودات مفيدي مثل ريزوبيومها (Rhizobium leguminosarium) و گونههاي تيريکودرماها (Trichoderma) (ريز انگلي) در اثر کاربرد گليفوسيت اثرات منفي ميپذيرند در صورتی که در مورد بعضي پاتوژنهاي گياهي برعکس ميباشد ( 2،7،22). ساختار بيوسنوز غالب خاک به وسيلهي علفکش گلوفوسينيت تغيير مييابد. همچنین بعضي گونههاي ميکوريزا به غلظتهاي زياد گلي فوسيت حساس هستند (9).
3،8. فون مهرهدار
در 30-20 سال گذشته فراواني و تنوع پرندگان در بسياري از کشورها کاهش یافته است. بسياري از اين گونهها مضر نيستند. علت اين کاهش مجموعه ای از عوامل ميباشد. تغيير در مديريت عمليات کشاورزي يکي از دلايل اصلی آن است. پرندگان از اهداف اصلي و شاخصهاي مهم در ارزیابی تغييرات کشاورزي هستند. کمبرلاين و همکاران (8) همبستگی بالایی بين تغيير در عملیات کشاورزي و کاهش هجوم پرندگان مزرعهاي بدست آوردند. مشاهداتي که با تاخير (حدود 6 سال) از واکنش پرندگان مزرعهاي به کشاورزي فشرده[10] به دست آمد، نشان ميدهد، ممکن است اثرات تغيير در کيفيت زيستگاه تا چندين سال ظاهر نشود. کاهش در پرندگان مزرعهاي ممکن است به خاطر دلايلي مانند استفاده از علفکشها، طيف وسيعي از حشرهکشها و افزايش کارايي آنها باشد. همچنین اثرات مصرف زياد علفکش ها بر آبهای سطحی نبايد ناديده گرفته شود.
به نظر می رسد با توجه به چالش های موجود، مطالعات گسترده پیرامون جنبه های مختلف گیاهان تراریخته درمراکز علمی کشور اجتناب ناپذیر باشد. در این مسیر ارزیابی اثرات این گیاهان بر محیط زیست و سلامت انسان درکشور های پیشرو نیز، بسیار راهگشا خواهد بود. همچنین لازم است در رابطه با کاشت این نوع گیاهان آگاهی های لازم به تولید کنندگان داده شود و نیز تلاش گردد آگاهیهای عمومی در این زمینه در سطح جامعه افزایش یابد.
1- Inhibiting acetolactate synthase
2- Cross resistance and multiple resistance
3- Genetically-Endowed
4- Target site resistance
5- Non-target site resistance
1- Volunteer
2- Dumbing dawn
1- Pleiotropic Effect
2- Biotech Food
1- Agriculture intensification
