۱- هرم بندی ژن ها
انتقال بیش از یک ژن به رقم مطلوب برای کنترل صفتی خاص، هرم بندی نام دارد. این کار به ویژه در مورد انتقال مقاومت های جداگانه در برابر آفات و بیماری ها به منظور ایجاد مقاومت های پایدار در رقم زراعی اهمیت بسزایی دارد. برای مثال بیماری بلاست در برنج از مهم ترین عوامل کاهش عملکرد برنج است. استفاده از ارقام مقاوم مؤثرترین روش کنترل این بیماری و کاهش خسارت تلقی می گردد.
اما ارقام زراعی برنجی که یک ژن اصلی ایجاد کننده مقاومت به بیماری مذکور را دارند، بعد از چند نسل مقاومت خود را از دست می دهند. بنابراین انتقال و تلفیق توأم چند ژن مقاوم می تواند روش مؤثرتری باشد، چرا که سبب ایجاد ارقام مقاوم با دامنه مقاومتی گسترده تر و پایداری طولانی تری می شود.
شناسایی منبع دهندۀ ژن که دارای بیش از یک ژن مقاوم باشد قدری مشکل و گاهی غیر ممکن است، به ویژه هنگامی که نژادهای خاصی از عوامل بیماریزا در دسترس نیستند. در چنین شرایطی در یک برنامه اصلاحی، نشانگرهای DNA ای که پیوستگی نزدیکی با ژن های مقاوم مذکور دارند، می توانند برای تشخیص و انتخاب گیاهان با بیش از یک ژن مقاوم مورد استفاده قرار گیرند.
۲- مدیریت مجموعه های ژنتیک
نشانگرهای DNA را از چند جنبه می توان در مدیریت مجموعه های ژنتیک و در نهایت استفاده از آنها برای اهداف اصلاحی به کار برد. یکی از این موارد، تخمین میزان همپوشانی مجموعه ژن های موجود در یک بانک ژن با ژن های موجود در طبیعت است که این تخمین بر اساس تفاوت های مورفولوژیک و اطلاعات منطقه ای صورت می گیرد. اما در مورد کارایی این سیستم انتقادهای زیادی وجود دارد.
چه بسا گیاهانی که از نظر مورفولوژیک متفاوت نیستند، ولی ژن یا ژن های کاملا متمایزی دارند که در شرایط خاصی بروز و ظهور خواهند کرد. برعکس، چه بسا گیاهانی که به ظاهر متفاوت به نظر می رسند، ولی این تفاوت فقط به دلایل محیطی است و از نظر ژنتیک کاملا یکسانند. با بررسی مجموعه های ژنتیک با استفاده از نشانگرهای مولکولی DNA، تفاوت های ژنتیکی بیشتری مشهود گشته و براساس آن راهبردهای نمونه برداری متعددی در مورد گیاهان یکساله و گونه های چند ساله پیشنهاد شده است.
با پیشرفت فناوری و افزایش اطلاعات در مورد ردیف های بازی DNA در مورد صفات شناخته شده، بررسی و تخمین تنوع ژنتیکی در سطح DNA در مجموعه های ژنتیک بسیار بزرگ امکان پذیر خواهد شد. با در دست داشتن این اطلاعات و مقایسه آنها میتوان با چشم باز در مورد جمع آوری و پذیرش نمونه های جدید در مجموعه های ژنتیک اقدام کرد و به نمونه هایی که حاوی آلل های منحصر به فرد هستند دست یافت.
۳- طبقه بندی گیاهان زراعی الیت
مطالعات متعدد نشان داده اند که نشانگرهای DNA قدرت تمایز بیشتری نسبت به نشانگرهای موفولوژیکی و پروتئینی دارند. زیرا نشانگرهای DNA قادرند علاوه بر اختلافات موجود در ردیف کد کننده، تفاوت بین ردیف های غیر کد کننده را نیز نمایان سازند. به همین دلیل این نشانگرها برای تخمین تنوع ژنتیکی و تعیین قرابت بین مجموعه های گیاهان اصلاح شده مورد استفاده قرار گرفته اند و در مراحل مختلفی مانند انتخاب والدین و انتخاب نتایج کارایی خود را نشان داده اند.
به هر حال، نباید فراموش کرد که اگر چه روش های رایج بعضا به خوبی از عهده این کار بر آمده اند و انتظار می رود در آینده نیز کاریی خود را حفظ کنند، ولی برخی از آنها به ویژه مفاهیمی که پشتوانه آنها را تشکیل می دهند، تغییر خواهند کرد، چرا که نشانگرهای DNA سهم بسزایی را در کشف حقایق جدید داشته اند.
۴- انتقال ژن از گونه های دور
اصلاح نباتات مدرن برای انتقال صفات مطلوب به گونه های زراعی، از محدوده گوئه خاص بیرون رفته و ضمن شناسایی ژن های کنترل کننده این گونه صفات در گونه های وحشی اقدام به انجام تلاقی های بین گونه ای می کند. گونه های وحشی معمولا به داشتن ژن های ایجاد کننده مقاومت در مقابل بیماری ها، آفات و سایر شرایط نامساعد محیطی مشهورند.
تلاقی های بین گونه ای معمولا بسیار مشکل است و مستلزم استفاده از فنون نجات جنین است. نظر به اینکه تشخیص تلاقی های موفق و دورگ نسل اول از گیاهان پایه خودگشن مشکل است، گاهی محققان ناچارند با اتکا به برخی صفات مورفولوژیک نسبت به وضعیت گیاه حاصل از تلاقی، قضاوت کنند که امکان اشتباه در آن بسیار زیاد است، به ویژه در تلاقی هایی که دو گونه از نظر مورفولوژیکی تفاوت های کمی با یکدیگر دارند. در این شرایط استفاده از نشانگرهای DNA می تواند برای مطالعه و تأیید وضعیت هیبریدی نسل F1 راهگشا باشد.
برای اینکار داشتن کاوشگرهای اختصاصی هر گونه و یا آغازگرهایی که قادر به ثبت چند شکلی در دو گونه مورد مطالعه باشند، ضروری است. در صورت دورگ بودن وضعیت گیاه مورد مطالعه، کاوشگرهای اختصاصی هر دو گونه قاعدتا باید با فیلتر (غشای نایلونی) تهیه شده از آن گیاه تلاقی کنند و یا آغازگرهای مورد استفاده باید دو باند که هر یک مختص یکی از والدین است را ایجاد نمایند.
۵- استفاده از نشانگرهای DNA در قرنطینه نباتی
واردات و صادرات فراورده های کشاورزی در جهان امروز امری اجتناب ناپذیر است. ورود انبوهی از فراورده های زراعی، احتمال ورود آفات و بیماری های نباتی را به کشور فراهم می آورد. فهرستی از آفات و بیماری های خطرناکی که در کشور وجود ندارد و ورود مواد آلوده به آنها ممنوعیت دارد، تهیه می شود و در مبادی ورودی در اختیار کارگزاران قرنطینه نباتی قرار می گیرد.
به طور سنتی از روش های مشاهده میکروسکوپی، مطالعه علایم و در نهایت روش های میکروبیولوژی برای اطمینان از آلوده نبودن مواد وارداتی استفاده می شود. نشانگرهای DNA بویژه آن دسته که بر کاربرد روش واکنش زنجیره ای پلیمراز مبتنی اند، می توانند ضمن تکمیل روش های پیشین، سرعت، دقت و صحت بررسی را افزایش دهند.
در صورت دسترسی به آغازگرهایی که ویژه هر یک از عوامل بیماری زا هستند، به راحتی می توان وجود آلودگی حتی به مقدار بسیار کم را نشان داد. این امر در مورد بیماری هایی که مطالعه میکروبیولوژیک آنها بسیار امشکل و وقت گیر است و یا در مورد سواشده خاصی از عوامل بیماری زا که از نظر مورفولوژیکی و میکروسکوپی تفاوت چندانی با سواشده های بومی ندارند، اهمیت دو چندان می یابد.
منبع: کتاب نشانگرهای مولکولی، انتشارات دانشگاه تهران
دیدگاهتان را بنویسید