مهندسی ژنتیک، راهکاری برای مقابله با بحران خشکی

مهندسی ژنتیک، راهکاری برای مقابله با بحران خشکی

مواجهه با کمبود آب در شرایط کنونی و بحران آب در آینده کشور انکارناپذیر است و نیازمند آن است تا با اتخاذ تمهیدات علمی صحیح بتوان آن را تا حد امکان کنترل کرد.

با توجه به متوسط بارش سالیانه کمتر از 230 میلیمتر در کشور کلیه برنامه‌ریزی‌ها در سطح کلان باید بر اساس الگوی مناطق خشک صورت گیرد، 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 زراعی را به مخاطره انداخته است. با توجه به این واقعیت تلخ، داشتن راهکارهای ملی مشخص و مدون در بخش‌های مختلف جامعه و در وزارتخانه‌های مختلف کشور برای سازگاری با خشکی و کاهش اثرات سوء ناشی از آن بر جوامع شهری و روستایی از ضروریات انکارناپذیر است.

خشکی و کمبود آب یکی از معضلات توسعه کشت برنج و از دلایل هزینه بالای تمام شده این محصول است. آینده تولید برنج به گسترش استراتژی‌هایی بستگی دارد که آب را به طور مؤثری استفاده کند. ۵۰ درصد برنج مصرف شده در ایران از طریق واردات تامین می‎شود. رقم واردات برنج در سال 93 حدود یک میلیون و 185 هزار تن به ارزش یک میلیارد و چهارصد و ده میلیون دلار بوده است.

کشور ایران با دارا بودن منابع غنی و سرشار طبیعی و انسانی می‌تواند در مورد مهمترین محصولات کشاورزی و غذایی خود نظیر برنج خودکفا شود. با توجه به معضل خشکی در کشور و محدودیت آب از یک طرف و تولید برنج با سیستم زراعی متداول در ایران (غرقابی) که نیازمند آب فراوانی 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 فیزیولوژیک نیاز چندانی به آب ندارد. دو دلیل اصلی برای تولید غرقابی برنج عنوان شده است. دلیل اول کنترل علف هرز از طریق غرقابی و کشت نشایی است. دلیل دوم خنثی کردن pH خاک است. در واقع چنانچه برنج این دو مشکل را نداشته باشد کشت غیر غرقابی آن هم از جنبه کیفی (عطر و طعم) و هم از جنبه کمی تولید برتری خواهد داشت. به همین دلیل است که آبیاری تناوبی برای برنج توصیه می‌شود.

ایجاد مقاومت نسبت به خشکی در گیاهان از بهترین راه‌های مقابله با بحران کم‌آبی است. در جهان و ایران تحقیقات وسیعی در حیطه اصلاح نباتات سنتی و بیوتکنولوژی مدرن برای فائق آمدن بر این مشکل در جریان است. متأسفانه موفقیت‌های به دست‌آمده با استفاده از روش‌های اصلاح کلاسیک و سنتی به دلیل محدودیت منابع ژنتیکی لازم برای بهبود مقاومت گیاهان به خشکی، چندان زیاد نیست. با این وجود، در طبیعت گیاهانی زیست می‌کنند که در شرایط بسیار خشک نظیر بیابان‌های مرکزی ایران، قادر به حیات و حتی تولید هستند. وجود این قابلیت‌های ژنتیکی پژوهشگران را به استفاده از این منابع ژنتیکی باارزش در روش‌های مهندسی ژنتیک سوق داده است.

در بیوتکنولوژی مدرن، نسبت به شناسایی مکانیسم‌های دقیق فیزیولوژیک مقاومت در برابر خشکی در این موجودات اقدام می‌شود. سپس، ژن یا ژن‌های اصلی درگیر در این فرآیندها مورد شناسایی قرار می‌گیرند. آنگاه آن ژن‌ها جداسازی شده و از آن‎ها در روش‌های مهندسی ژنتیک برای ایجاد گیاهان مقاوم در برابر کم‌آبی استفاده می‌شود. نمونه این گیاهان، ذرت تراریخته مقاوم به خشکی است. اولین ذرت تراریخته مقاوم به خشکی در سال 2013 در ایالات متحده کشت شد و سطح زیر کشت آن ظرف یک سال به بیش از پنج و نیم برابر افزایش یافت و از 50 هزار هکتار در سال 2013 به 275 هزار هکتار در سال 2014 رسید و در ایالات متحده در سال 2015 در سطح 300 هزار هکتار مورد بهره‌برداری 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 ایران نیز پژوهش‌های وسیعی در جریان است تا برخی مکانیسم‌های فیزیولوژیک و ژن‌های مقاومت در برابر خشکی شناسایی‌شده و یا در حال شناسایی به گیاهان زراعی انتقال داده شوند. مثلا تولید برنج مقاوم به خشکی که در صورت تحقق، مصرف آب آن به یک سوم تا یک چهارم مقدار کنونی کاهش می‎یابد. تولید برنج‌های تراریخته با مهندسی سیستم ریشه گیاه برای تحمل به خشکی از جمله تحقیقاتی هستند که چنین هدفی را دنبال می‌کنند. استفاده از جدیدترین تکنیک‌های مهندسی ژنتیک برای معماری سیستم ریشه می‌تواند برای گیاه مزیت رشد در شرایط خاص زیست‌محیطی (مثلا خشکی) را فراهم کرده و قسمت‌های هوایی گیاه را به طور مستقیم تحت تاثیر قرار داده و عملکرد گیاه را حفظ کند. خاک‌های فقیر و استرس‌های محیطی از عوامل اصلی کاهش بازده محصول در بسیاری از نقاط جهان هستند.

بنابراین، شناسایی ژن‌های موثر در بهبود سیستم ریشه و به کارگیری مهندسی ژنتیک با هدف توسعه محصولاتی با عملکرد بهتر دارای اهمیت زیادی در کشاورزی و امنیت غذایی است. مراکز علمی معتبر و دانشگاه‌های متعدد و مستقل و نیز نهادهای نظارتی به این نتیجه رسیده‌اند که محصولات تراریخته برای مصرف انسان و محیط زیست ایمن 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 نهایت نتیجه گرفته است که محصولات تراریخته مانند فرآورده‌های کشاورزی سنتی سالم هستند. بررسی و جمع‌بندی بیش از هزار و هفتصد مقاله علمی معتبر که به بررسی اثرات غذاهای حاصل از مهندسی ژنتیک بر سلامت انسان و محیط زیست در فاصله سال‌های 2002 تا 2012 پرداخته بودند نیز به وضوح نشان داد که غذاهای اصلاح شده ژنتیکی از گسترده‌ترین موضوعاتی است که تاکنون مورد بررسی و مطالعه قرارگرفته‌اند و تاکنون هیچ مدرک معتبری وجود ندارد که تهدید GMOها را بر محیط زیست و سلامت نشان دهد.

دکتر مطهره محسن‎پور- رئیس بخش ایمنی زیستی وزارت جهاد کشاورزی

منبع: آفتاب