X
تبلیغات
The Magic Of The Bio-Tech - مقاله های تحقیقاتی
The Magic Of The Bio-Tech
جادوی بیو تکنولوژی

پتانسيل بيوتكنولوژي در افزايش بهره‌وري از گياهان دارويي
ارسال در تاريخ سه شنبه هفتم آذر 1391 توسط 

مقدمه

سابقة‌ استفاده از گياهان دارويي به زمان‌هاي بسيار دور برمي‌گردد؛ به‌طوري‌كه حتي در كتب قديمي مانند انجيل و كتاب مقدس باستاني هند (ودا)، استفاده از برخي گياهان در درمان بيماري‌ها توصيه شده است. اما قدمت استفاده از گياهان دارويي، به‌معني روند رو به كاهش آن در دنياي مدرن امروزي نيست. امروزه در جوامع صنعتي و در بسياري از كشورهاي پيشرفته و درحال توسعه، استفاده از طب سنتي و گياهان دارويي براي حفظ سلامتي، به‌دليل افزايش اعتماد مردم به استفاده از اين گياهان، بسيار چشمگير است.

طبق برآوردي كه توسط سازمان بهداشت جهاني ( WHO ) صورت گرفته است، بيش از 80 درصد مردم جهان (نزديك به 5 ميليارد نفر)‌، براي درمان بيماري‌ها هنوز از داروهاي گياهي استفاده مي‌كنند. تقريباً يك چهارم داروهاي تهيه‌شدة‌ دنيا داراي منشأ گياهي هستند كه يا مستقيماً از گياهان عصاره‌گيري شده‌اند و يا بر اساس تركيب گياهي،‌ مدوله و سنتز شده‌اند. كار بر روي طب سنتي و استفاده از گياهان دارويي، در سراسر جهان و به‌خصوص هند، ژاپن، پاكستان، سريلانكا و تايلند در دست انجام مي‌باشد. در اروپا و در كشورهايي از قبيل آلباني، بلغارستان، كرواسي، فرانسه، آلمان، مجارستان، هلند، اسپانيا و انگلستان و همچنين تركيه، حدود 1500 گونه از گياهان دارويي و معطر مورد استفاده قرار گرفته و در حدود 1400 محصول گياهي در اروپا و ايالات متحده توليد مي‌شود. در حدود 25 درصد از داروهاي تجويزشده در ايالات متحده، حاوي حداقل يك تركيب فعال گياهي هستند. در چين، فروش داروهاي سنتي در طول 5 سال اخير دو برابر شده است. در هند نيز صادرات گياهان دارويي نسبت به سال‌هاي قبل سه برابر شده است. تعداد زيادي از فرآورده‌هاي دارويي مشهور از گياهان بدست مي‌آيند. مثلاٌ، معمول‌ترين مسكن، يعني (آسپرين)‌ از گونه‌هاي Salix) بيد) و Spiraea به‌دست مي‌آيد

چکیده:

استفاده از تركيبات دارويي مشتق از گياهان، نه تنها قدمت زيادي دارد، بلكه به‌دليل عوارض جانبي بي‌شمار داروهاي شيميايي از يك‌سو و نارسايي‌هاي متعدد طب نوين در درمان برخي از بيماري‌ها با گذشت زمان، بار ديگر پرورش و توليد گياهان دارويي با رشد قابل‌توجهي روبرو شده‌است. در مقالة حاضر سعي شده است تا ضمن معرفي برخي از روش‌هاي بيوتكنولوژيك مورد استفاده در شناسايي و توليد گياهان دارويي، اهميت اقتصادي متابوليت‌هاي دارويي مشتق از اين گياهان و ارزش بالاي آنها براي كشورهايي همچون ايران كه داراي تنوع بالايي از گياهان دارويي هستند مشخص شود.

 

 

1- كاربردهاي " كشت بافت " در زمينة گياهان دارويي :

يكي از بخش‌هاي مهم بيوتكنولوژي "كشت بافت" است كه كاربردهاي مختلف آن در زمينة گياهان دارويي، از جنبه‌هاي مختلفي قابل بررسي است.

باززايي در شرايط آزمايشگاهي:

تكثير گياهان در شرايط آزمايشگاهي، روشي بسيار مفيد جهت توليد داروهاي گياهي باكيفيت است. روش‌هاي مختلفي براي تكثير در آزمايشگاه وجود دارد كه از جملة‌ آنها، ريزازديادي است. ريزازديادي فوايد زيادي نسبت به روش‌هاي سنتي تكثير دارد. با ريزازديادي مي‌توان نرخ تكثير را بالا برد و مواد گياهي عاري از پاتوژن توليد كرد. گزارش‌هاي زيادي در ارتباط با بكارگيري تكنيك " كشت بافت " جهت تكثير گياهان دارويي وجود دارد. با اين روش براي ايجاد كلون‌هاي گياهي از تيرة لاله در مدت 120 روز بيش از 400 گياه كوچك همگن و يك شكل گرفته شد كه 90 درصد آنها به رشد معمولي خود ادامه دادند. براي اصلاح گل انگشتانه، از نظر صفات ساختاري، مقدار بيوماس، ميزان مواد مؤثره و غيره با مشكلات زيادي مواجه خواهيم شد ولي با تكثير رويشي اين گياه از راه كشت بافت و سلول، مي‌توان بر آن مشكلات غلبه نمود. چنان‌كه مؤسسة گياهان دارويي بوداكالاز در مجارستان از راه كشت بافت و سلول گل انگشتانه موسوم به آكسفورد، توانست پايه‌هايي كاملاٌ همگن و يك شكل از گياه مذكور به‌دست آورد. از جملة گياهان ديگر مي‌توان موارد زير را نام برد

Catharanthus roseus, Cinchona ledgeriana, Digitalis spp, Rehmannia glutinosa, Rauvolfia serpentina, Isoplexis canariensis:

باززايي از طريق جنين‌‌زايي سوماتيك (غيرجنسي):

توليد و توسعة مؤثر جنين‌هاي سوماتيك، پيش‌نيازي براي توليد گياهان در سطح تجاري است. جنين‌زايي سوماتيك فرآيندي است كه طي آن گروهي از سلول‌ها يا بافت‌هاي سوماتيك، جنين‌هاي سوماتيك تشكيل مي‌دهند. اين جنين‌ها شبيه جنين‌هاي زيگوتي( جنين‌هاي حاصل از لقاح جنسي) هستند و در محيط كشت مناسب مي‌توانند به نهال تبديل شوند. باززايي گياهان با استفاده از جنين‌زايي سوماتيك از يك سلول، در بسياري از گونه‌هاي گياهان دارويي به اثبات رسيده است. بنابراين در اين حالت با توجه به پتانسيل متفاوت سلول‌هاي مختلف در توليد يك تركيب دارويي، مي‌توان گياهاني با ويژگي برتر نسبت به گياه اوليه توليد نمود. ازجمله گياهان دارويي كه توانسته‌اند از آنها جنين سوماتيك به‌دست آورند، مي‌توان موارد زير را بيان نمود.

Podophyllum hexandrum , Bunium persicum, Acacia catechu , Aesculus hippocastanum and Psoralea corylifolia

 

 

حفاظت گونه‌هاي گياهان دارويي از طريق نگهداري در سرما:

با تكيه بر كشت بافت و سلول مي‌توان براي نگهداري كالتيوارهاي مورد نظر در بانك ژن يا براي نگهداري طولاني مدت اندام‌هاي تكثير گياه در محيط نيتروژن مايع، اقدام نمود. نگهداري در سرما، يك تكنيك مفيد جهت حفاظت از كشت‌هاي سلولي در شرايط آزمايشگاهي است. در اين روش با استفاده از نيتروژن مايع (196- درجه سانتي‌گراد) فرآيند تقسيم سلولي و ساير فرآيندهاي متابوليكي و بيوشيميايي متوقف شده و در نتيجه مي‌توان بافت يا سلول گياهي را مدت زمان بيشتري نگهداري و حفظ نمود. با توجه به اينكه مي‌توان از كشت‌هاي نگهداري شده در سرما، گياه كامل باززايي كرد، لذا اين تكنيك مي‌تواند روشي مفيد جهت حفاظت از گياهان دارويي در معرض انقراض باشد. مثلاً بر اساس گزارشات منتشر شده، روش نگهداري در سرما، روشي مؤثر جهت نگهداري كشت‌هاي سلولي گياهان دارويي توليدكنندة آلكالوئيد. است. اين تكنيك، مي‌تواند جهت نگهداري طيفي از بافت‌هاي گياهي چون مريستم‌ها، بساك و دانة گرده، جنين، كالوس و پروتوپلاست به‌كار رود. تنها محدوديت اين روش، مشكل دسترسي به نيتروژن مايع است.

توليد متابوليت‌هاي ثانويه از گياهان دارويي:

از لحاظ تاريخي، اگرچه تكنيك " كشت بافت " براي اولين بار، در سال‌هاي 1940-1939 در مورد گياهان به‌كار گرفته‌شد، ولي در سال 1956 بود كه يك شركت دارويي در كشور آمريكا ( Pfizer Inc ) اولين پتنت را در مورد توليد متابوليت‌ها با استفاده از كشت توده‌اي سلول‌ها منتشر كرد. كول و استابو (1967) و هبل و همكاران (1968) توانستند مقادير بيشتري از تركيبات ويسناجين ( Visnagin ) و ديوسجنين ( Diosgenin ) را با استفاده از كشت بافت نسبت به حالت طبيعي (استخراج از گياه كامل) به‌‌دست آورند. گياهان، منبع بسياري از مواد شيميايي هستند كه به‌عنوان تركيب دارويي مصرف مي‌شوند. فرآورده‌هاي حاصل از متابوليسم ثانويه گياهي ( Secondary Metabolite ) جزو گرانبهاترين تركيب شيميايي گياهي ( Phytochemical ) هستند. با استفاد از كشت بافت مي‌توان متابوليت‌هاي ثانويه را در شرايط آزمايشگاهي توليد نمود. لازم به‌ذكر است كه متابوليت‌هاي ثانويه، دسته‌اي از مواد شامل اسيدهاي پيچيده، لاكتون‌ها، فلاونوئيدها و آنتوسيانين‌ها هستند كه به‌صورت عصاره يا پودرهاي گياهي در درمان بسياري از بيماري‌هاي شايع به‌كار برده مي‌شوند.

 

مثال‌ها

مثال‌هاي قابل ذكر آنقدر زياد است كه تصور مي‌شود هر ماده‌اي با منشاء گياهي، از جمله، متابوليت‌هاي ثانويه را مي‌توان به‌وسيلة كشت‌هاي سلولي توليد كرد: از جمله تركيباتي كه از طريق كشت سلولي و كشت بافت به توليد انبوه رسيده است،‌ داروي ضد سرطان تاكسول است. اين دارو كه در درمان سرطان‌هاي سينه و تخمدان به‌كار مي‌رود از پوست تنه درخت سرخدار ( Taxus brevilifolia L. ) استخراج مي‌گردد. از آنجايي‌كه توليد تاكسول به‌دليل وجود 10 هستة استروئيدي در ساختار شيميايي آن بسيار مشكل است و جمعيت طبيعي درختان سرخدار نيز براي استخراج اين ماده بسيار اندك است، لذا راهكار ديگري را براي توليد تاكسول بايد به‌كار گرفت. در حال حاضر، براي توليد تاكسول از تكنيك كشت بافت و كشت قارچ‌هايي كه بر روي درخت رشد كرده و تاكسول توليد مي‌كنند،‌ استفاده مي‌گردد.

سولاسودين ( Solasodine ) iهمچنین از تركيبات ديگري است كه از طريق كشت سوسپانسيون سلولي گياه Solanum eleganifoliu به‌دست مي‌آيد. از جمله متابوليت‌هاي ديگري كه از طريق تكنيك كشت بافت و در مقياس تجاري توليد مي‌شود، شيكونين ( Shikonin ) (رنگي با خاصيت ضد حساسيت و ضد باكتري) است. مثال‌هاي زير گوياي كارايي تكنيك كشت بافت در توليد متابوليت‌هاي ثانويه است.


توليد آلكالوئيد پيروليزيدين ( Pyrolizidine ) از كشت بافت ريشة Senecio sp ، سفالين  Cephaelin ) و امتين ( Emetine ) از كشت كالوس Cephaelis ipecacuanha ، آلكالوئيد كوئينولين ( Quinoline ) از كشت سوسپانسيون سلولي Cinchona ledgerione و افزايش بيوسنتز آلكالوئيدهاي ايندولي با استفاده از كشت سوسپانسيون سلولي گياه

استفاده از بيورآكتورها در توليد صنعتي متابوليت‌هاي ثانويه :

توليد متابوليت ثانوية گياهي با خصوصيات دارويي در شرايط آزمايشگاهي، فوايد زيادي در مقايسه با استخراج اين تركيبات از گياهان، تحت شرايط طبيعي دارد. كنترل دقيق پارامترهاي مختلف، سبب مي‌شود كه كيفيت مواد حاصل در طول زمان تغيير نكند. درحالي كه در شرايط طبيعي مرتباٌ تحت تأثير شرايط آب و هوايي و آفات است. تحقيقات زيادي در زمينة استفاده از كشت‌هاي سوسپانسيون و سلول گياهي براي توليد متابوليت‌هاي ثانويه صورت گرفته است. از جمله ابزارهايي كه براي كشت وسيع سلول‌هاي گياهي به‌كار رفته‌اند، بيورآكتورها هستند. بيورآكتورها، مهمترين ابزار در توليد تجاري متابوليت‌هاي ثانويه از طريق روش‌هاي بيوتكنولوژيك، محسوب مي‌شوند.
مزاياي استفاده از بيورآكتورها در كشت انبوه سلول‌هاي گياهي عبارتند از:
1-كنترل بهتر و دقيق‌تر شرايط خاص مورد نياز براي توليد صنعتي تركيبات فعال زيستي از طريق كشت سوسپانسيون سلولي

2-امكان تثبيت شرايط در طول مراحل مختلف كشت سلولي در بيورآكتور

3-جابجايي و حمل‌ونقل آسان‌تر كشت (مثلاً، برداشتن مايه‌كوبه در اين حالت راحت است)
4-با توجه به اينكه در شرايط كشت سوسپانسيون، جذب مواد غذايي به‌وسيلة سلول‌ها افزايش مي‌يابد، لذا نرخ تكثير سلول‌ها زياد شده و به‌تبع آن ميزان محصول (تركيب فعال زيستي) بيشتر مي‌شود.

در اين حال، گياهچه‌ها به آساني توليد و ازدياد مي‌شوند5-

سيستم بيورآكتور براي كشت‌هاي جنين‌زا و ارگانزاي چندين گونة گياهي به‌كار رفته است كه از آن‌جمله مي‌توان به توليد مقادير زيادي سانگئينارين  (sanguinarine ) از كشت سوسپانسيون سلولي Papaver somniferum با استفاده از بيورآكتور، اشاره كرد. با توجه به اينكه بيورآكتورها، شرايط بهينه را براي توليد متابوليت‌هاي ثانويه از سلول‌هاي گياهي فراهم مي‌آورند، لذا تغييرات زيادي در جهت بهينه‌سازي اين سيستم‌ها، براي توليد مواد با ارزش دارويي (با منشأ گياهي) همچون جينسنوسايد ( ginsenoside ) و شيكونين صورت گرفته است.

 

نشانگرهاي مولكولي

بخش مهم بعدي داراي كاربرد فراوان در حوزة گياهان دارويي، "نشانگرهاي مولكولي" است. قبل از اينكه به موارد كاربرد نشانگرهاي مولكولي پرداخته شود، لازم است دلايل لزوم استفاده از نشانگرهاي مولكولي در زمينة گياهان دارويي ذكر شود:

دلايل استفاده از نشانگرهاي مولكولي در زمينة گياهان دارويي:

فاكتورهايي همچون خاك و‌ شرايط آب و هوايي، بقاي يك گونة خاص و همچنين محتواي تركيب دارويي اين گياه را تحت تأثير قرار مي‌دهند. در چنين حالاتي علاوه بر اينكه بين ژنوتيپ‌هاي مختلف يك گونه تفاوت ديده مي‌شود از لحاظ تركيب دارويي فعال نيز با هم فرق مي‌كنند. در هنگام استفادة تجاري، از اين گياه دو فاكتور، كيفيت نهايي داروي استحصالي از اين گياه را تحت تأثير قرار مي‌دهند:
تغيير محتواي يك تركيب دارويي خاص در گياه مورد نظر -1

2-اشتباه گرفتن يك تركيب دارويي خاص با اثر كمتر كه از گياهان ديگر به‌دست آمده است. به‌جاي تركيب دارويي اصلي كه از گياه اصلي به‌دست مي‌آيد.
چنين تفاوت‌هايي، مشكلات زيادي را در تعيين و تشخيص گياهان دارويي خاص، با استفاده از روش‌هاي سنتي (مرفولوژيكي و ميكروسكوپي)، به‌دنبال خواهد داشت: . براي روشن‌شدن موضوع به مثال زير توجه كنيد
كوئينون يك تركيب دارويي است كه از پوست درخت سينكونا (cinchona ) به‌دست مي‌آيد. پوست درختان سينكونا كه در جلگه‌ها كشت شده‌اند، حاوي كوئيوني است كه از لحاظ دارويي فعال است. گونه‌هاي مشابهي از اين درخت وجود دارند كه به‌روي تپه‌ها و زمين‌هاي شيبدار رشد مي‌كنند و از لحاظ مرفولوژيكي (شكل ظاهري) مشابه گونه‌هايي هستند كه در جلگه‌ها رشد مي‌كنند، اما در اين گونه‌ها كوئيون فعال وجود ندارد.

در طول دهه‌هاي گذشته، ابزارهايي كه براي استانداردسازي داروهاي گياهي به‌وجود آمده‌اند، شامل ارزيابي ماكروسكوپيك و ميكروسكوپيك و همچنين تعيين نيمرخ شيميايي ( Chemoprofiling ) مواد گياهي بوده‌اند. قابل ذكر است كه نيمرخ شيميايي، الگوي شيميايي ويژه‌اي براي يك گياه است كه از تجزية عصارة‌ آن گياه به‌وسيلة تكنيك‌هايي چون TLC و HPTLC و HPLC ‌ به‌دست آمده است. ارزيابي ماكروسكوپيك مواد گياهي نيز بر اساس پارامترهايي چون شكل، اندازه، رنگ، بافت،‌ خصوصيات سطح گياه، مزه و غيره صورت مي‌گيرد. علاوه بر اين، بسياري از تكنيك‌هاي آناليز، همچون آناليز حجمي ( Volumetric Analysis ، كروماتوگرافي گازي ( Gas Chromatography )، كروماتوگرافي ستوني ( Column Chromatography ) و روش‌هاي اسپكتروفتومتريك نيز براي كنترل كيفي و استانداردسازي مواد دارويي گياهي، مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

گرچه در روش‌هاي فوق، اطلاعات زيادي در مورد يك گياه دارويي و تركيبات دارويي موجود در آن فراهم آيد، ولي مشكلات زيادي نيز به‌همراه دارد. مثلاً براي اينكه يك تركيب شيميايي به‌عنوان يك نشانگر (Marker)  جهت شناسايي يك گياه دارويي خاص، مورد استفاده قرار گيرد، بايد مختص همان‌گونة گياهي خاص باشد، در حالي‌كه همة گياهان دارويي، داراي يك تركيب شيميايي منحصربه‌فرد نيستند. همچنين بين بسياري از مولكول‌هاي شيميايي كه به‌عنوان نشانگر و يا تركيب دارويي خاص مدنظر هستند، هم‌پوشاني معني‌داري وجود دارد؛ اين موضوع در مورد تركيبات فنولي و استرولي حادتر است.

يكي از عوامل مهم ديگري كه استفاده از نيمرخ شيميايي را محدود مي‌سازد، ابهام در داده‌هاي حاصل از انگشت‌نگاري شيميايي ( Chemical Fingerprinting ) است. اين ابهام، در اثر تجمع مواد مصنوعي در پروفيل شيميايي حادث مي‌شود. علاوه بر اين، فاكتورهاي ديگري، پروفيل شيميايي يك گياه را تغيير مي‌دهند. كه از جمله اين فاكتورها مي‌توان فاكتورهاي دروني چون عوامل ژنتيكي و فاكتورهاي بروني چون كشت، برداشت، خشك‌كردن و شرايط انبارداري گياهان دارويي را ذكر نمود. مطالعات شيموتاكسونوميكي (طبقه‌بندي گياهان بر اساس تركيبات شيميايي موجود در گياه) كه به‌طور معمول در آزمايشگاه‌هاي مختلف استفاده مي‌شوند، تنها مي‌توانند به‌عنوان معيار كيفي در مورد متابوليت‌هاي ثانويه، مورد استفاده قرار مي‌گيرند و براي تعيين كمي اين تركيبات، استفاده از نشانگرهاي ويژه (شيميايي) كه به‌كمك آن به آساني بتوان گونه‌هاي گياهان دارويي را از يكديگر تشخيص داد، يك الزام است.‌ در اين رابطه، همان‌طور كه در فوق ذكر شد، در هرگياه يك نشانگر منحصر به فرد را نمي‌توان يافت.

مشكلي كه در شناسايي گونه‌هاي گياهان دارويي با استفاده از صفات مرفولوژيك وجود دارد، وجود نام‌هاي گياهشناسي متفاوت در مورد يك گياه در نواحي مختلف جهان است. در اين حالت ممكن است گونه‌هاي گياهان دارويي نادر و مفيد، با گونه‌هاي ديگري كه از لحاظ مرفولوژيكي به گياه اصلي شبيه‌اند، اشتباه فرض شوند .

بنابراين، با توجه به مشكلات موجود در زمينة شناسايي گياهان دارويي با استفاده از روش‌هاي سنتي و با توجه به پيشرفت محققين در زمينة ايجاد نشانگرهاي DNA ‌،‌ استفاده از اين تكنيك‌هاي نوين مي‌تواند ابزاري قدرتمند در استفاده كارا از گونه‌هاي مؤثر دارويي محسوب شود. از جمله مزاياي اين نشانگرها، عدم وابستگي به سن و شرايط فيزيولوژيكي و محيطي گياه دارويي است. پروفيلي كه از انگشت نگاري DNA ‌ يك گياه دارويي به‌دست مي‌آيد، كاملاً به همان گونه اختصاص دارد. همچنين براي استخراج DNA به‌عنوان مادة آزمايشي در آزمايشات نشانگرهاي مولكولي، علاوه بر بافت تازه، مي‌توان از بافت خشك نيز استفاده نمود و از اين رو، شكل فيزيكي نمونه براي ارزيابي آن گونه، اهميت ندارد.

ارزيابي تنوع ژنتيكي و تعيين ژنوتيپ :

تحقيقات نشان داده است كه شرايط جغرافيايي،‌ مواد دارويي فعال گياهان دارويي را از لحاظ كمي و كيفي، تحت تأثير قرار مي‌دهد. بر پاية تحقيقات انجام شده، عوامل محيطي محل رويش گياهان دارويي در سه محور زير بر آنها تاثير مي‌گذارد:

 

-تاثير بر مقدار كل مادة مؤثرة گياهان دارويي 1

تاثير بر عناصر تشكيل دهندة مواد مؤثره -2

-تاثير بر مقدار توليد وزن خشك گياه 3

عوامل محيطي كه تاثير بسيار عمده‌اي بر كميت و كيفيت مواد مؤثرة آنها مي‌گذارد عبارتنداز نور، درجه حرارت، آبياري و ارتفاع محل. بنابراين نياز است كه به‌دقت اين موضوع مورد بررسي قرار گيرد. به اين خاطر، بسياري از محققين، تأثير تنوع جغرافيايي بر گياهان دارويي را از لحاظ تغييرات در سطوح مولكول DNA ژنتيك مطالعه نموده‌اند. اين برآوردها از تنوع ژنتيكي مي‌تواند در طراحي برنامه‌هاي اصلاحي گياهان دارويي و همچنين مديريت و حفاظت از ژرم‌پلاسم آنها به‌كار رود. از جمله گياهان دارويي كه از نشانگرهاي مولكولي، براي ارزيابي تنوع ژنتيكي در ژرم‌پلاسم آنها استفاده شده است مي‌توان موارد زير را نام برد

Taxus wallichiana , neem, Juniperus communis L., Codonopsis pilosula , Allium schoenoprasum L., Andrographis paniculata:

 

 

 

 

شناسايي دقيق گياهان دارويي:

از نشانگرهاي DNA مي‌توان براي شناسايي دقيق گونه‌هاي گياهان دارويي مهم، استفاده كرد. اهميت استفاده از اين نشانگرها، به‌ويژه در مورد گونه‌ها و يا واريته‌هايي كه از لحاظ مرفولوژيكي و فيتوشيميايي به هم شبيهند، دوچندان مي‌شود. گاهي ممكن است بر اثر اصلاح گياهان دارويي كالتيوارهايي به‌وجود آيد كه هر چند از نظر ظاهر با ساير افراد آن‌گونه تفاوتي ندارد ولي از نظر كميت و كيفيت مواد مؤثره اختلاف‌هاي زيادي با آنها داشته باشد. در اين حالت اصلاح‌كنندگان چنين گياهاني بايد تمام مشخصات آن كالتيوار را از نظر خصوصيات مواد مؤثره ارايه دهند كه شناسايي و معرفي خصوصيات مذكور مستلزم صرف هزينه و زمان زياد از نظر كسب اطلاعات گسترده دربارة فرآيندهاي متابوليسمي گياه مربوطه است. به‌علاوه امكان تغييرپذيري وضعيت توليد و تراوش مواد مؤثره در مراحل مختلف رويش گياه همواره بايد مورد نظر اصلاح‌كننده قرار داشته‌باشد. RAPD و PBR براي شناسايي Panax

 

 

اصلاح گياهان دارويي :

اگرچه كاشت گياهان دارويي به هزاران سال پيش باز مي‌گردد ولي بايد گفت كه در مورد اصلاح آنها تاكنون پيشرفت قابل ملاحظه‌اي صورت نگرفته است و در حال حاضر، تعداد كالتيوارهاي مفيد به‌دست آمده بر اثر اصلاح گياهان دارويي اندك است. هدف از اصلاح گياهان دارويي، افزايش كميت و كيفيت آن دسته از مواد مؤثره در اين گياهان است كه در صنايع دارويي از اهميت خاصي برخوردار هستند. در سال‌هاي اخير توجه خاصي از جانب سازمان‌هاي مختلف در كشورهاي جهان در ارتباط با اصلاح اين گياهان صورت گرفته است. در اين رابطه، استفاده از نتايج حاصل از انگشت‌نگاري  (fingerprinting ) مولكولي گياهان دارويي، مي‌تواند محققين را در پيشبرد اهداف اصلاحي اين گياهان ياري نمايد. از جمله صفات اصلاحي در گياهان دارويي مي‌توان موارد زير را نام برد:

مقاومت به آفات و بيماري‌ها، سرعت رشد و نمو اندام محتوي مادة مؤثره (مثلاٌ زودرس بودن ميوه)، دوام كافي اندام مذكور از نظر استحصال (مثلاٌ زود نريختن ميوه و باقي ماندن آن در گياه به مدت كافي)، هماهنگي و همزماني رشد و نمو اندام‌هاي مورد استحصال (مثلاٌ رسيده شدن همزمان تمامي ميوه‌ها و با هم نبودن ميوه‌هاي كال و رسيده)، قابل جمع‌آوري بودن محصول با ماشين، فقدان اعضاي مزاحم استحصال چون خارهاي موجود در ساقه، برگ، ميوه و غيره. علاوه بر اينها، در كشت گياهان دارويي مي‌توان به توليد انبوه محصول اندامي كه محتوي مقادير بسيار كم از ماده مؤثرة خاصي است، يا (به‌عكس) به توليد كمتر از انبوه اندامي كه همان مادة مؤثره را بيشتر تراوش مي‌دهد توجه نمود.

به‌عنوان مثال، مشخص شده است كه نشانگرهاي ISSR-PCR ، تكنيكي مؤثر و كارا براي شناسايي گياهچه‌هاي زيگوتي (گياهچه‌هاي حاصل از تلاقي جنسي) در تلاقي‌هاي بين‌پلوئيدي در مركبات است

پتانسيل اقتصادي گياهان دارويي :

طبق برآوردهاي صورت گرفته در سال‌هاي اخير، ارزش بازارهاي جهاني داروهاي گياهي كه شامل گياهان دارويي و فرآورده‌هاي آنهاست، همواره با رشد قابل توجهي روبه افزايش بوده است. با توجه به اينكه بخش اعظم بازار گياهان دارويي دنيا، به توليد و عرضة متابوليت‌هاي ثانوية مشتق از اين گياهان مربوط مي‌شود، لذا در اين مقاله سعي شده است به اهميت‌ اقتصادي اين تركيبات پرداخته شود. متابوليت‌‌هاي ثانويه معمولاً از ارزش افزودة بسيار بالايي برخوردار هستند. به‌طوري‌كه ارزش فروش برخي از اين تركيبات مانند شيكونين، ديجيتوكسين ( Digitoxin ) و عطرهايي همچون روغن جاسمين  Jasmin )، از چند دلار تا چند هزار دلار به ازاي هر كيلوگرم تغيير مي‌‌كند. همچنين قيمت هر گرم از داروهاي ضد سرطان گياهي مانند وين‌بلاستين ( Vinblastin )، وين‌كريستين (Vincristin )، آجماليسين ( Ajmalicine ) و تاكسول  Taxol به چند هزار دلار مي‌‌رسد. همان‌طور كه قبلاٌ اشاره شد، تاكسول يكي از تركيبات دارويي است كه از پوست درخت سرخدار به‌دست مي‌آيد و در درمان سرطان‌هاي سينه و تخمدان مورد استفاده قرار مي‌گيرد. آزمايش‌هاي متعددي براي بررسي اثر اين دارو بر روي انواع ديگر سرطان‌ها مانند سرطان خون، غدد لنفاوي، ريه، روده بزرگ، سر و گردن و غيره در دست انجام است. طبق گزارش اعلام شده از سوي سازمان هلال احمر ايران، ميزان ارز تخصيص يافته براي خريد هر گرم تاكسول تا 5/2 ميليون تومان نيز رسيده است. از آنجايي‌كه رشد اين درخت به‌كندي صورت مي‌گيرد و منابع دسترسي به اين گياه محدود بوده و براي درمان يك بيمار سرطاني، حدود 28 كيلوگرم از پوست درخت سرخدار لازم است (مقدار مذكور، معادل پوست سه درخت يكصدساله است) ، لذا توليد اين دارو به‌روش استخراج از پوست درخت، مقرون به‌صرفه نيست. به همين دليل در حال حاضر، اين متابوليت را با استفاده از روش كشت‌ سلولي‌ و در شرايط آزمايشگاهي توليد مي‌نمايند. با اين روش، توليد يك گرم از داروي تاكسول حدود 250 دلار هزينه دارد، در حالي‌كه با

قيمتي حدود 2000 دلار در بازار عرضه مي‌گردد.

نتيجه‌گيري:

گياهان دارويي، يكي از منابع مهم توليد دارو هستند كه بشر ساليان دراز، از آنها استفاده نموده است و در حال حاضر نيز نه‌تنها ارزش خود را در زمينة توليد دارو از دست نداده‌اند بلكه اهميت آنها نيز فزوني يافته است؛ چنان‌كه برخي از داروهاي گرانقيمت مانند تاكسول و يا برخي از تركيبات دارويي كه مصرف آنها زياد است مانند آسپرين و ديجيتوكسين، تنها از منابع گياهي به‌دست مي‌آيند.

گياهان دارويي به دليل توأم بودن ماهيت طبيعي و وجود تركيبات همولوگ دارويي در آنها، با بدن سازگاري بهتري دارند و معمولاً فاقد عوارض ناخواسته داروهاي شيميايي هستند، به‌خصوص در موارد مصرف طولاني و در بيماري‌هاي مزمن، بسيار مناسب‌تر مي‌باشند. به عنوان مثال، گياهان دارويي در بسياري از اختلالات اعصاب و روان كه تجويز طولاني مدت دارو براي رفع عوارض بيماري، مورد نياز است، به‌عنوان بهترين گزينه خواهند بود .

بر اساس آمار موجود، بيشترين داروهاي مصرفي كشور در سال 1380 با تعداد حدود 6/6 ميليارد عدد، مربوط به بيماري‌هاي اعصاب و روان هستند كه داراي عوارض ناخواسته متعددي نيز مي‌باشند‌، درحالي‌كه به‌راحتي مي‌توان بخش قابل‌توجهي از آنها را با داروهاي گياهي جايگزين كرد . در اين زمينه، روش‌هاي مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مي‌توانند به‌منظور افزايش بهره‌وري از اين گياهان مورد استفاده قرار گيرند؛ چنان‌كه كشت بافت با تكثير و حفاظت از ژنوتيپ‌هاي مفيد گياهان زراعي مي‌تواند مشكل ازدياد و نگهداري به روش سنتي را برطرف سازد. همچنين با استفاده از مهندسي ژنتيك مي‌توان گياهان دارويي تراريخته‌اي به‌دست آورد كه مي‌توانند متابوليت‌هاي ثانويه و تركيبات دارويي بيشتر و يا جديدتري را توليد نمايند. علاوه بر اين تحقيقات گسترده‌اي كه در زمينة كاربرد نشانگرهاي DNA در زمينة گياهان دارويي در مؤسسات تحقيقاتي مختلف جهان در حال انجام است، گوياي توجه محققان به اين ابزارهاي قدرتمند است؛ به‌طوري‌كه در هند كه يكي از دو كشور عمدة توليدكنندة گياهان دارويي در جهان است، چندين دانشكدة كشاورزي و مؤسسة تحقيقاتي در زمينة استفاده از تكنيك هاي مبتني بر DNA ، جهت شناسايي گياهان دارويي، مشغول فعاليت مي‌باشند. در بسياري از كشورهاي جهان، از سال‌هاي قبل، برنامه‌هاي مدوني به‌منظور استفادة تجاري از گياهان زراعي تدوين شده است. براي مثال، در سال 1989، وزارت كشاورزي، شيلات و جنگلداري ژاپن پروژه‌اي تحت عنوان پروژة روح سبز با بودجه‌اي حدود 110 ميليون ين، از طريق آژانس جنگل خود به اجرا درآورد. هدف از اين برنامه، توليد روغن، رزين و گليكوزيدهاي مهم از بقاياي گياهي همچون چوب، شاخه، برگ و پوست درختان بود. در اروپا، كانادا و آمريكا نيز فعاليت‌هاي تحقيقاتي و توليدي گسترده‌اي در زمينة گياهان دارويي انجام شده و يا در حال انجام است كه به دليل كثرت آنها، از معرفي آنها خودداري مي‌شود.

بنابراين، با توجه به اهميت گياهان دارويي و متابوليت‌هاي مشتق از آنها در تأمين سلامت جوامع بشري و پتانسيل بالاي اقتصادي اين گياهان، به‌عنوان يك منبع درآمد مطمئن، لازم است در كشور ما نيز برنامة مدون و جامعي در اين زمينه تدوين شده و بخشي از تحقيقات بيوتكنولوژي كشاورزي در دانشگاه‌ها و مؤسسات تحقيقاتي بر روي شناسايي، توليد صنعتي و بهينه‌سازي روش‌هاي استخراج متابوليت‌هاي دارويي از اين گياهان اختصاص يابد.



رمز نویسی زیستی
ارسال در تاريخ سه شنبه دوم فروردین 1390 توسط 
دنیای علوم رایانه ای و به تبع آن قلمروی کارکردهای محاسباتی پیچیده و ارائه توانمندی های نوین در این عرصه طی سال های اخیر شاهد بحث و آزمون های متفاوت و چالش برانگیزی بوده است که توجه بیشتر آن به رویکردهای جدید و ایجاد تحولی چشمگیر در ارائه ماشین های محاسبه گر و ساختارهای محاسباتی نوین معطوف بوده است   در این میان تلاش های دانشمندان بیشتر حول ۲ محور شاخص ارائه ابررایانه های آینده و همچنین تغییر در ماهیت سنتی و متداول توانبخشی به افزارهای محاسباتی دور زده است و هر یک محل آزمون یا معرفی محصولات و فناوری های نوینی قرار گرفته است. اگر از مبحث ارائه غول های محاسباتی بگذریم، این روزها حوزه فناوری های سخت افزاری و توانبخشی به رایانه ها با رویکرد به منابع جایگزین و بویژه میکروارگانیسم ها بیشترین اخبار و اقدامات محققان را به خود اختصاص داده است. البته عمده طرح های پیشنهادی و آزمایشات صورت گرفته حول محور میکروارگانیسم ها به بهره گیری از آنها تحت عنوان منابع نوین توانبخشی به افزارهای محاسباتی پیچیده مربوط بوده است که در جای خود هنوز مبحث جدید و کاملا نیازموده ای محسوب می شود این توجه ویژه به کاربرد میکروارگانیسم ها و در راس آنها باکتری ها در رایانه های آینده در حالی روزهای پرسروصدای تحقیقات خود را می گذراند که به تازگی و به همت تلاش های گروهی از محققان، دنیای رایانه ها و پردازش داده ها با هدف توسعه روش های ذخیره سازی اطلاعات پیچیده و انبوه شاهد معرفی نامزد جدید ولی نام آشنایی در خانواده باکتری ها است که از همین بدو امر نگاه ها را به خود خیره کرده است. ماجرای این دستاورد جدید زیست محور به جایی برمی گردد که گروهی از محققان دانشگاه چینی هنگ کنگ در حال برداشتن گام های بلندی در جهت ذخیره سازی مقادیر کلانی از اطلاعات شامل متن، تصاویر، موزیک و حتی ویدئو در محلی غیرمنتظره یعنی داخل سلول های زنده هستند اما این تلاش وقتی غیرمنتظره تر می شود که بدانیم سخت افزار جدید یا به عبارتی این درایو زنده و پرظرفیت معرفی شده چیزی نیست جز باکتری معروف ولی بدنام ایی.کولی؛ یعنی همان میکروارگانیسمی که به عنوان منبع بالقوه ایجاد سمیت خطرناک مواد غذایی شناخته می شود. موضوع وقتی جالب تر می شود که بدانید یک گرم از این باکتری قادر به ذخیره سازی حجم اطلاعاتی معادل ۴۵۰ هارددیسک ۲ ترابایتی (۲۰۰۰ گیگابایتی) است. یکی از اعضای پروژه ذخیره سازی زیستی این دانشگاه که در سال ۲۰۱۰ برنده مدال طلای رقابت با اعتبار موسسه فناوری ماساچوست (ام.آی.تی) یا همان رقابت بزرگ iGEM شده است، در توصیف نتایج ارزشمند این پژوهش به نکته جالبی اشاره می کند و می گوید: چنین یافته و کارکردی به معنای آن است که شما قادر به حفظ و نگهداری درازمدت مجموعه داده های بزرگی در ظرفی از باکتری ها در یخچال خواهید بود. در واقع محققان به جای تغییردادن بلوک های ساختمانی یک ارگانیسم، روشی را توسعه بخشیده اند که امکان سوارکردن اطلاعات فوق العاده زیاد را بر روی دی.ان.ای آن سلول فراهم می کند. اگر بخواهیم سابقه این فناوری را جویا شویم باید اعتراف کرد که ذخیره سازی زیستی یا هنر ذخیره کردن و به رمزدرآوردن و پنهان کردن اطلاعات در موجودات زنده، زمینه و عرصه جوانی است که حدود یک دهه از موجودیت آن می گذرد   در همین خصوص و در سال ۲۰۰۷، تیمی از محققان ژاپنی اعلام کردند توانسته اند با موفقیت از پس رمزدار کردن معادله ارائه کننده نظریه نسبیت اینشتین یا همان E=MC² معروف در دی.ان.ای یک باکتری رایج خاک برآیند. نکته مهمی که آنها خاطرنشان ساختند این بود که چون باکتری ها دائما در حال تولید مثل و تکثیر هستند، گروهی از ارگانیسم های تک سلولی می تواند بخشی از اطلاعات را برای هزاران سال ذخیره کند، اما محققان دانشگاه هنگ کنگ جهشی فراتر از این گام اولیه برداشته اند چرا که آنها توسعه متدهای جدیدی برای ذخیره کردن داده های پیچیده تر را پیش گرفته و شروع به از میان برداشتن مشکلات عملی مسیری کردند که به نوبه خود برای شک و بدبینی کسانی که این متد نوین را به صورت داستانی علمی ـ تخیلی می دیدند وزنه سنگینی محسوب می شد. در واقع محققان متدی از فشرده سازی داده ها را توسعه بخشیده اند که قادر است داده ها را به قطعات بزرگی خرد کرده و بین سلول های باکتریایی مختلف توزیع کند و نهایتا به از میان برداشتن محدودیت های مربوط به موضوع ظرفیت ذخیره سازی کمک شایانی می کند. ضمن این که محققان در سایه این متد نوین قادر به نقشه برداری دی.ان.ای نیز می شوند به نحوی که اطلاعات می تواند به سهولت مکان یابی و مستقر شود. محققان این شیوه نوین را در مقام یک متد ذخیره سازی فوق العاده فشرده می دانند؛ چون که هر سلول جزئی خرد و کوچک است به نحوی که انتظار می رود یک گرم باکتری یارای ذخیره سازی اطلاعات چندصد هارددیسک ظرفیت بالا را داشته باشد. از طرف دیگر محققان به توسعه حصار امنیتی ۳ لایه ای برای رمزدار کردن داده ها پرداخته اند که در نوع خود ممکن است برای خیلی ها که نگران ریزش و هدف گیری اسرارشان در شبکه هستند بسیار خوشایند و دلگرم کننده باشد. چون به ادعای محققان باکتری ها نمی توانند مورد دستبرد و ضربت هکرها واقع شوند. این ویژگی باکتری ها در حالی است که تا به امروز تمامی انواع رایانه ها نسبت به نقص و گسست های الکتریکی یا سرقت داده ها آسیب پذیر نشان داده اند. اما باکتری ها از حملات سایبری در امان هستند و افراد می توانند حفاظت و امنیت اطلاعات شان را تامین کنند نکته: در واقع محققان به جای تغییردادن بلوک های ساختمانی یک ارگانیسم روشی را توسعه بخشیده اند که امکان سوارکردن اطلاعات فوق العاده زیاد را بر روی دی.ان.ای آن سلول فراهم می کند محققان حتی برای این حوزه جدید عنوانی هم دست و پا کرده اند و نامش را «رمزنویسی زیستی» گذاشته اند که همان پنهان شناسی یا مطالعه روش ها و تکنیک های رمزگذاری و رمزگشایی ولی با پیشوند زیستی است؛ ضمن این که مکانیسم رمزدار کردن شامل کنترل ها یا تنظیمات بازرسی درون ساختاری برای اطمینان از آن است که وقوع جهش هایی در برخی سلول های باکتریایی منجر به خرابی و خطای داده ها نشود. البته بخش قابل توجه کار محققان به تلاش آنها برای گرفتن خروجی عملی از این زمینه مطالعاتی جدید و همچنین اطمینان یافتن از این که برخی اصول بنیادی عملا دست یافتنی هستند، برمی گردد. البته کار مهم تیم محققان سوای کارکردهای هدف آن ممکن است نتایج و کاربردهای فوری و بی واسطه تری نیز به همراه داشته و در حوزه های دیگر از آن استفاده شود. به عنوان نمونه تکنیک های مورد استفاده محققان شامل برداشتن دی.ان.ای از سلول های باکتریایی، دستکاری آنها با استفاده از آنزیم ها و بالاخره برگرداندن آنها به یک سلول جدید مشابه همان تکنیک هایی هستند که برای ارائه موادغذایی تغییر یافته به لحاظ ژنتیکی استفاده می شود. با این اوصاف آنچه بیشتر از اعمال تغییر در بلوک های ساختمانی یک ارگانیسم صورت گرفته این مهم است که گروه محققان امکان سوار شدن اطلاعات فوق العاده ای را بر دوش دی.ان.ای آن سلول فراهم کرده اند و البته این قابلیت را پس از کنترل تغییرات سلولی در مقابل یک پایگاه داده اصلی یا شاه داده رقم زده اند تا از این راه اطمینان پیدا کنند فضای زنده ذخیره سازی اثرات سمی غیرمترقبه و اتفاقی نداشته باشد                                                                                                                                        با توجه به چنین کارکرد و قابلیتی محققان ادعا می کنند پژوهش آنها همچنین می تواند زمینه افزودن اطلاعات اضافی به یک محصول کشاورزی تغییر ماهیت یافته به لحاظ ژنتیکی را در قالب یک «بارکد زیستی» فراهم آورد به عنوان مثال شرکتی که در زمینه تولید گوجه فرنگی اصلاح یافته ژنتیکی فعالیت می کند با بهره گیری از ژنی که رشد را افزایش می دهد به تولید مقادیر فوق العاده ای از محصول دست می یابد؛ اما با استفاده از این تکنیک نوین ذخیره سازی زیستی عملا می توانیم اقدام به رمزدارکردن اطلاعات اضافی همچون پروتکل های سلامت و بی خطری کنیم که جزو مواردی هستند که مستقیما به نظام زیست شناسی گیاه مربوط نمی شوند. ضمن این که سایر انواع اطلاعات نظیر حق کپی رایت و سابقه طراحی نیز می تواند به امر پایش و کنترل انتشار محصولات بهسازی شده ژنتیکی کمک کند. در واقع این کار اعمال نوعی شبکه ایمنی برای ارگانیسم های سنتزشده محسوب می شود؛ ضمن این که محققان فراتر از این گام درخصوص توانمندی های آینده زیست شناسی مصنوعی نیز نوید حضور قابلیت های افزون تری را می دهند. با این اوصاف، سایر کارشناسان و صاحب نظران نیز همسو با محققان این پروژه معتقدند به واسطه موضوعاتی کلیدی همچون بحران انرژی، آلودگی زیست محیطی و تغییرات اقلیم شاهد مقبولیت و عمومیت بیش از پیش این حوزه جدید خواهیم بود. به باور آنها یک سامانه و نظام زیست شناختی راه حل آینده برون رفت از این مشکلات کلان را چه به عنوان منابع جایگزین انرژی و چه به عنوان علاجی برای آلودگی سیاره رقم خواهد زد و در این میان انتخاب و گزینه مشهود از آن میکروارگانیسم هاست. مثلا نوعی باکتری موسوم به داینوکوکوس رادیودوران وجود دارد که قادر است حتی در مقابل تشعشع هسته ای به بقای خود ادامه دهد و از طرفی چون باکتری ها همه جا حضور دارند می توانند روی چیزهایی که برای بشر تصورناپذیرند نیز زنده بمانند و دلیلی نیست که از این حضور گسترده و پرقابلیت بهره نبریم.


بخش تحقیقات بیوتکنولوژی میکروبی و ایمنی زیستی
ارسال در تاريخ شنبه شانزدهم بهمن 1389 توسط 
اولويت هاي تحقيقاتي بخش:
اين بخش تحقيقاتي داراي زيرواحدهاي بانک میکروارگانیزم ها، میکروبیولوژی کاربردی و طراحی فرآیند٬ سوخت هاي زيستي و ایمنی زیستی مي باشد. در این بخش به کمک تکنیک های مدرن بیوتکنولوژی به شناسایی میکروب های مفید مرتبط با کشاورزی و صنعت،شناسایی و جداسازی ژن های مهم موجود در آنها و مهندسی ژنتیک میکروبها به منظور اصلاح مولکولی برای تولید بیشتر٬ بهینه سازی فرآیندهای تولید فرآورده های بیولوژیک ازجمله سوخت های زیستی٬ سموم بیولوژیک ،کودهای بیولوژیک ، داروهاي نوتركيب و فرآورده های با ارزش مورد استفاده در صنعت ،طراحی فرآیندهای تولید در مقیاس نیمه صنعتی و صنعتی ،و ایمنی زیستی در رابطه با تولید ،آزمایش و مسایل حقوقی موجودات تراریخته GMOS و همچنین مسایل مربوط به استفاده صحیح از میکرو ارگانیسم ها پرداخته مي شود.

وظایف بخش تحقیقات بیوتکنولوژی میکروبی و ایمنی زیستی:
• جمع آوری،شناسایی،رده بندی و حفظ و نگهداری میکرو ارگانیسم های مرتبط با کشاورزی و صنایع مربوطه از مناطق مختلف کشور و تهیه نقشه پراکنش آنها
• تهیه،تکثیر،تایید و نگهداری انواع پلاسمیدها ،کتابخانه های ژنومی،BAC , YAC
• تهیه و گردآوری میکرو ارگانیسم ها و پلاسمیدها از بانک های میکروبی داخلی و مراکز خارجی و مراکز بین المللی و نگهداری مناسب آنها بر اساس ضوابط مربوطه
• تهیه و ارائه بانک اطلاعاتی قابل دسترس برای همگان در خصوص میکروارگانیسم ها و پلاسمید ها در چهارچوب ضوابط مربوطه
• بررسی اثرات متقابل ميكروب-گياه-دام
• بهينه سازي و طراحی فرآیند توليد فراورده هاي بيولوژيك ميكروبي شامل سوخت هاي زيستي٬ سموم بیولوژیک،کودهای بیولوژیک٬ داروهاي نوتركيب، آنزیم ها، سایر متابولیت ها در اشل آزمايشگاهي٬ نیمه صنعتی و صنعتی
• مهندسي سويه هاي ميكروبي مورد استفاده در كشاورزي و صنايع وابسته
• بررسی و بهینه سازی جنبه های مهندسی کشت و تکثیر میکروارگانیسم های مناسب معرفی شده
• تحقیق در زمینه روش های استخراج وخالص سازی و فرمولاسیون محصولات بیولوژیکی تولیدی
• تهیه و تدوین مقررات صدور مجوز برای رهاسازی گیاهان ،حیوانات و میکروارگانیسم های تراریخته و نظارت کامل بر اجرای آن
• نظارت و اعمال مقررات بر مسائل مرتبط با ایمنی زیستی کشاورزی در کشور
• انجام امور مربوط به ایمنی زیستی از وزارت جهادکشاورزی
• بررسی و تعیین خطوط راهنمایی ارزیابی و مدیریت مخاطرات محصولات تراریخته
• آزمایش مولکولی واردات گیاهی جهت احراز وضع آلودگی آنها حسب تقاضای مراجع ذیربط
• تهیه بانک اطلاعاتی ایمنی زیستی و به روز نمودن آن
• مطالعه وبررسی اثرات کوتاه ،میان مدت و بلند مدت استفاده از موجودات تراریخته در عرصه های کشاورزی و منابع طبیعی -مطالعه و اظهارنظر در مورد مقررات ایمنی زیستی سایر کشورها ،مقررات بین المللی مرتبط با تجارت جهانی از جنبه ایمنی زیستی و ارائه پیشنهاد و نظریه کارشناسی به مسئولین ذیربط در مورد ورود به معاهدات ،تصویب مقررات و...
• آموزش و اجرای طرحهای ظرفیت سازی در زمینه ایمنی زیستی



بخش تحقیقات کشت بافت و انتقال ژن
ارسال در تاريخ شنبه شانزدهم بهمن 1389 توسط 
فعالیت های تحقیقاتی گذشته بخش کشت بافت و انتقال ژن در مواردی همچون ریزازدیادی ،تولید گیاهان هاپلوئید ،گزینش واریانت ها در محیط کشت،ترکیب پروتوپلاست ها و نجات جنین بوده است.لیکن در حال حاضر این بخش تهیه پروتکل و تکثیر انبوه چندین گیاه مهم زراعی و باغی ،ایجاد تنوع سوماکلونی،اصلاح گیاهان با روش های اصلاحی نوین از جمله مهندسی ژنتیک ،تولید و کشت هاپلوئید ها و افزایش سطح پلوئیدی  را در برنامه های تحقیقاتی خود در حال اجرا دارد.انتقال ژن به گیاهان زراعی و باغی با استفاده از تکنیک های آگرو باکتریوم و تفنگ ژنی برای تولید گیاهان مقاوم به آفات ،امراض و تنش های محیطی از دیگر فعالیت های این بخش است.چندین پروژه انتقال ژن به گیاهان زراعی و باغی از قبیل گندم،کلزا ،برنج،سیب زمینی،ذرت،یونجه،پنبه و گلابی با ژن های مختلف از قبیل cry،کیتیناز،گلوکوناز،کولین،اکسیداز و ...در جریان می باشد.تاکنون پروتکل های تکثیر و تولید انبوه خرما،سیب،پسته،رز و سیب زمینی در این بخش به مرحله تجاری رسیده است.این بخش با داشتن امکانات پیشرفته آزمایشگاهی ،فیتوترون ها و گلخانه ،توانایی تهیه پروتکل ها و تولید هسته های سالم و اصیل بسیاری از گیاهان را برای تولید انبوه دارا می باشد.انتقال دانش فنی تولید انبوه این گیاه از طریق کشت بافت به بخش خصوصی در دست اقدام است.

وظایف بخش تحقیقات کشت بافت و انتقال ژن:
ذخیره و نگهداری اندامهایی از گونه های زراعی ،باغی و زینتی که دارای مصارف تحقیقاتی هستند و یا روش دیگری برای نگهداری آنها وجود ندارد
-بهینه سازی روش های کالزایی و باززایی گیاهان تهیه پروتوپلاست و سوسپانسیون سلولی
-کشت اندامهای گیاهی و تهیه گیاهان عاری از ویروس (کشت مریستم)
-تهیه پروتکلهای مناسب برای تکثیر گیاهان از طریق کشت بافت
-کشت دانه گرده و پرچم و استفاده از سایر روش ها بمنظور تولید گیاهان هاپلوئید و دابل هاپلوئید
-بررسی پدیده تنوع سوماکلونی و بهره گیری از آن جهت ایجاد واریته های مطلوب
-گزینش لاین های سلولی متحمل به تنش های زنده و غیرزنده تحت شرایط کنترل شده
-استفاده از روشهای مختلف مانند بمباران ژنی ،پروتوپلاست ،الکتروپوریشن،آگروباکتریوم ،ریز تزریقی و غیره برای تراریزش یا انتقال ژنهای مطلوب به منظور بهبود صفات کمی و کیفی گیاهان
-ساخت سازه های مناسب برای انتقال ژن
-همکاری با سایر موسسات تحقیقاتی تابعه سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی و دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی دیگر جهت غربال و آزمایشات مزرعه ای گیاهان تراریخته تا هنگام صدور گواهی واریته
-زیست سنجی گیاهان تراریخته
-جداسازی ژنهای شناخته شده و کلن کردن آنها
-مهندسی ژنتیک برای مقاومت به تنشهای زنده و غیرزنده و آنالیزهای مولکولی مرتبط  با آن
-انجام سایر پژوهشهای مرتبط با کشت بافت وانتقال ژن و سایر وظایف محوله از طرف مراجع ذیربط



بخش تحقیقاتی ژنومیکس
ارسال در تاريخ شنبه شانزدهم بهمن 1389 توسط 
در بخش تحقیقات ژنومیکس با استفاده  از روش های نوین بیوتکنولوژی ،ژنوم گیاهان،ریز سازواره ها و آفات مهم مرتبط با کشاورزی در سطح ساختاری و عملکردی مورد بررسی قرار می گیرد.عمده ترین فعالیت های این بخش بررسی تنوع ژنتیکی گیاهان ،سوش های مختلف عوامل بیماری زای گیاهی و حشرات ،مکان یابی و نشانمند کردن ژن های کنترل کننده تنش های زیستی و غیر زیستی ،جداسازی ،دست ورزی و همسانه سازی ژن های مفید ،ساخت پلاسمید و همچنین تهیه کیت هایی به منظور تسهیل و تسریع شناسایی عوامل بیماری زا در گیاهان می باشد.
وظایف بخش تحقیقات ژنومیکس:
-انگشت نگاری دی ان آ،شناسایی و رده بندی ریزسازواره های مرتبط با کشاورزی با استفاده از نشانگرهای دی ان آ
-انگشت نگاری دی ان آ،شناسایی و رده بندی حشرات مفید وزیان آور در کشاورزی با استفاده از نشانگرهای دی ان آ
-انگشت نگاری دی ان آ،شناسایی و رده بندی گیاهان زراعی،باغی و زینتی با استفاده از نشانگرهای دی ان آ
-انگشت نگاری دی ان آ،شناسایی و رده بندی ریزسازواره های مرتبط با کشاورزی با استفاده از نشانگرهای دی ان آ
-همکاری با مراکز بانک ژن جهت تهیه شناسنامه نمونه های نگهداری شده در بانک ژن با استفاده از نشانگرهای دی ان آ
-تشخیص روابط فیلوژنتیک با استفاده از نشانگرهای دی ان آ
-تهیه نقشه های ژنتیک و اشباع مولکولی ،تلفیقی و فیزیکی گیاهان ،حشرات و ریز سازواره ها
-مکان یابی و نشاندار کردن ژنهای کنترل کننده تنش های زیستی و غیر زیستی
-شناسایی ژن های کنترل کننده تنش های زیستی و غیرزیستی  با استفاده از پروفیل بیان ژن در سطح آر ان آ
-شناسایی ژن های کنترل کننده تنش های زیستی و غیرزیستی  با استفاده از DNA chip و ریز آرایه
-جداسازی ژن ها   و تعیین جایگاه ژنی و تعیین اجزا ژن مانند پیشبرها ،پایانه ها ،اینترونها و توالیهای کد کننده
-دست ورزی ژنها از قبیل   تغییر کلون ،تغییر پیشبر،تغییر پایانه و تعویض آنها
-تعیین نشانگرهای دی ان آ،کاوشگرها،پیشبرها ،مواد زیستی و کلونهای مورد نیاز تحقیقات کشاورزی
-دست ورزی ژن های ریز سازواره ها جهت بهبود خصوصیات انها
-تهیه کتابخانه ای ژنومی DNA
-تعیین توالی ژنوم گیاهان،حشرات و ریزسازواره ها
-انجام آنالیز آماری مرتبط با ژنوم ریز سازواره ها ؛حشرات و گیاهان
-آزمایش مولکولی واردات گیاهی جهت احراز وضع آلودگی آنها و گیاهان تراریخته
-تهیه کیت جهت تسهیل و تسریع شناسایی عوامل بیماری زا در گیاهان
-انتخاب به کمک نشانگرها در برنامه اصلاحی با همکاری سایر موسسات پزوهشی
-برگزاری کارگاه های آموزشی مرتبط با شرح وظایف بخش

مهمترین فعالیت های علمی در دست اجرا:
-انگشت نگاری DNA ژنوتیپ های مهم ارقام انار،پسته،بادام،رز و زیتون و انجیر و خرما.
-مکان یابی ژن های مقاومت و تهیه گندم مقاوم به  بلایت فورزایومی سنبله با استفاده از نشانگرهای DNA
-شناسایی و ایجاد نشانگرهای مولکولی مبتنی بر PCR پیوسته با ژن های مقاومت به سپتوریوز برگی در گندم.



پیج رنک

آرایش

طراحی سایت