مهندسی ژنتیک، راهکاری برای مقابله با بحران خشکی

مهندسی ژنتیک، راهکاری برای مقابله با بحران خشکی

مواجهه با کمبود آب در شرايط کنوني و بحران آب در آينده کشور انکارناپذير است و نيازمند آن است تا با اتخاذ تمهيدات علمي صحيح بتوان آن را تا حد امکان کنترل کرد.

با توجه به متوسط بارش ساليانه كمتر از 230 ميليمتر در کشور كليه برنامه‌ريزي‌ها در سطح كلان بايد بر اساس الگوي مناطق خشك صورت گيرد، زیرا بی‌توجهی به این تهدید می‌تواند خسارات جبران ناپذیری را در عرصه تولید کشاورزی ایجاد کند. در سال‎های اخیر خشکسالی‌های متوالی و محدودیت منابع آب، میزان تولید فعلی محصولات زراعي را به مخاطره انداخته است. با توجه به اين واقعيت تلخ، داشتن راهکارهاي ملي مشخص و مدون در بخش‌هاي مختلف جامعه و در وزارتخانه‌هاي مختلف كشور براي سازگاري با خشكي و كاهش اثرات سوء ناشي از آن بر جوامع شهري و روستايي از ضروريات انكارناپذير است.

خشکي و کمبود آب يکي از معضلات توسعه کشت برنج و از دلايل هزينه بالاي تمام شده اين محصول است. آينده توليد برنج به گسترش استراتژي‌هايي بستگي دارد که آب را به طور مؤثري استفاده کند. ۵۰ درصد برنج مصرف شده در ایران از طریق واردات تامین می‎شود. رقم واردات برنج در سال 93 حدود يك ميليون و 185 هزار تن به ارزش يك ميليارد و چهارصد و ده ميليون دلار بوده است.

كشور ايران با دارا بودن منابع غني و سرشار طبيعي و انساني مي‌تواند در مورد مهمترين محصولات كشاورزي و غذايي خود نظير برنج خودكفا شود. با توجه به معضل خشکی در کشور و محدودیت آب از یک طرف و توليد برنج با سيستم زراعي متداول در ايران (غرقابي) که نيازمند آب فراواني است از طرف دیگر، ایجاد واریته‌های متحمل به خشکی برای نیل به خود‌کفایی در این محصول ضروری است. برنج متحمل به خشکی، امکان تغییر سیستم زراعت برنج به کشت خشکه (البته با آبیاری کم، نه دیم)، ضمن کاهش هزینه‌های تولید، امکان توسعه کشت این محصول به استان‌های آذربایجان شرقی و غربی، قزوین، اردبیل، زنجان، اصفهان، فارس و حتی سیستان و بلوچستان را فراهم و محدودیت کشت برنج در مناطق پرآب مانند استان‌های شمالی را برطرف خواهد کرد. با توسعه کشت برنج خشکه به سایر استان‌های گفته شده می‌توان کشور را از یک وارد کننده بزرگ برنج به صادر کننده عمده برنج تبدیل کرد. برنج از جنبه فيزيولوژيك نياز چنداني به آب ندارد. دو دليل اصلي براي توليد غرقابي برنج عنوان شده است. دليل اول كنترل علف هرز از طريق غرقابي و كشت نشايي است. دليل دوم خنثي كردن pH خاك است. در واقع چنانچه برنج اين دو مشكل را نداشته باشد كشت غير غرقابي آن هم از جنبه كيفي (عطر و طعم) و هم از جنبه كمي توليد برتري خواهد داشت. به همين دليل است كه آبياري تناوبی براي برنج توصيه مي‌شود.

ايجاد مقاومت نسبت به خشكي در گياهان از بهترين راه‌هاي مقابله با بحران كم‌آبي است. در جهان و ايران تحقيقات وسيعي در حيطه اصلاح نباتات سنتي و بيوتكنولوژي مدرن براي فائق آمدن بر اين مشكل در جريان است. متأسفانه موفقيت‌هاي به دست‌آمده با استفاده از روش‌هاي اصلاح كلاسيك و سنتي به دليل محدوديت منابع ژنتيكي لازم براي بهبود مقاومت گياهان به خشكي، چندان زياد نيست. با اين وجود، در طبيعت گياهانی زيست مي‌كنند كه در شرايط بسيار خشك نظير بيابان‌هاي مركزي ايران، قادر به حيات و حتي توليد هستند. وجود اين قابليت‌هاي ژنتيكي پژوهشگران را به استفاده از اين منابع ژنتيكي باارزش در روش‌هاي مهندسي ژنتيك سوق داده است.

در بيوتكنولوژي مدرن، نسبت به شناسايي مكانيسم‌هاي دقيق فيزيولوژيك مقاومت در برابر خشكي در اين موجودات اقدام مي‌شود. سپس، ژن يا ژن‌هاي اصلي درگير در اين فرآيندها مورد شناسايي قرار مي‌گيرند. آنگاه آن ژن‌ها جداسازي شده و از آن‎ها در روش‌هاي مهندسي ژنتيك براي ايجاد گياهان مقاوم در برابر كم‌آبي استفاده مي‌شود. نمونه اين گياهان، ذرت تراريخته مقاوم به خشكي است. اولین ذرت تراریخته مقاوم به خشکی در سال 2013 در ایالات متحده کشت شد و سطح زیر کشت آن ظرف يک سال به بیش از پنج و نيم برابر افزایش یافت و از 50 هزار هکتار در سال 2013 به 275 هزار هکتار در سال 2014 رسید و در ايالات متحده در سال 2015 در سطح 300 هزار هكتار مورد بهره‌برداري قرار گرفت. این حقیقت بازتابی از پذیرش این محصول در میان کشاورزان بود. این رقم ذرت 10% مقاومت بیشتری به خشکی داشته و منجر به ممکن شدن کشت ذرت در مناطقی که پیش از آن امکان کشت ذرت وجود نداشته شده است.

در ايران نيز پژوهش‌هاي وسيعي در جريان است تا برخي مكانيسم‌هاي فيزيولوژيك و ژن‌هاي مقاومت در برابر خشكي شناسايي‌شده و يا در حال شناسايي به گياهان زراعي انتقال داده شوند. مثلا تولید برنج مقاوم به خشكي كه در صورت تحقق، مصرف آب آن به يك سوم تا يك چهارم مقدار كنوني كاهش می‎یابد. توليد برنج‌هاي تراريخته با مهندسي سيستم ريشه گياه براي تحمل به خشکي از جمله تحقيقاتي هستند که چنين هدفي را دنبال مي‌کنند. استفاده از جديدترين تکنيک‌هاي مهندسي ژنتيک براي معماري سيستم ريشه می‌تواند براي گياه مزیت رشد در شرايط خاص زیست‌محیطی (مثلا خشکی) را فراهم کرده و قسمت‌های هوایی گیاه را به طور مستقیم تحت تاثیر قرار داده و عملکرد گياه را حفظ کند. خاک‌هاي فقیر و استرس‌های محیطی از عوامل اصلي کاهش بازده محصول در بسیاری از نقاط جهان هستند.

بنابراین، شناسایی ژن‌هاي موثر در بهبود سيستم ريشه و به کارگيري مهندسي ژنتيک با هدف توسعه محصولاتي با عملکرد بهتر داراي اهميت زيادي در کشاورزی و امنیت غذایی است. مراکز علمي معتبر و دانشگاه‌هاي متعدد و مستقل و نيز نهادهای نظارتی به این نتیجه رسیده‌اند که محصولات تراريخته برای مصرف انسان و محیط زیست ايمن هستند. مثلا گزارش اتحادیه اروپا حاکی از آن است که محصول مشارکت 500 گروه تحقیقاتی مستقل در 130 پژوهش در طی 25 سال با هزینه 300 میلیون یورو است و در نهايت نتیجه گرفته است که محصولات تراريخته مانند فرآورده‌های کشاورزی سنتی سالم هستند. بررسي و جمع‌بندي بيش از هزار و هفتصد مقاله علمي معتبر که به بررسي اثرات غذاهاي حاصل از مهندسي ژنتيک بر سلامت انسان و محيط زيست در فاصله سال‌هاي 2002 تا 2012 پرداخته بودند نيز به وضوح نشان داد که غذاهای اصلاح شده ژنتیکی از گسترده‌ترين موضوعاتي است که تاکنون مورد بررسي و مطالعه قرارگرفته‌اند و تاکنون هیچ مدرک معتبری وجود ندارد که تهديد GMOها را بر محیط زیست و سلامت نشان دهد.

دکتر مطهره محسن‎پور- رئیس بخش ایمنی زیستی وزارت جهاد کشاورزی

منبع: آفتاب