کاربرد تکنیک PCR در کشاورزی
حداکثر زمان برای مطالعه : ۶ دقیقه
خلاصه مقاله:
تکنیک PCR یا واکنش زنجیره ای پلیمراز روشی است که امکان تکثیر قسمتی از مولکول دو رشته ای DNA را فراهم می کند. این روش را کری مولیس اختراع کرد؛ این اختراع باعث تحول شگرفی در مهندسی ژنتیک شد به طوری که به این ابداع در سال ۱۹۹۳ جایزه نوبل شیمی تعلق گرفت. کپی برداری از مولکول DNA بر اساس قوانین واتسون و کریک صورت می پذیرد.
کاربرد تکنیک PCR در کشاورزی چیست؟
امروزه کشاورزی همانند گذشته به مزرعه ختم نمی شود؛ روشهای آزمایشگاهی زیادی مانند تکنیک PCR وارد کشاورزی شده و کشاورزی را از حالت سنتی به حالت مدرن و پیشرفته در آورده است. ورود روش های آزمایشگاهی و مولکولی به کشاورزی باعث شده تا گرایش جدیدی از کشاورزی به نام بیوتکنولوژی کشاورزی ایجاد شود. امروزه کشت محصولات دیگر به مزرعه محدود نشده بلکه می توان از طریق تکنیک های آزمایشگاهی پیشرفته و فناوری DNA نوترکیب محصولات جدید خلق کرد. تکنیک های آزمایشگاهی باعث پیشرفته تر شدن کشاورزی و افزایش کیفیت و کمیت محصولات شده است. در این نوشتار به صورت مختصر به یکی از روشهای آزمایشگاهی به نام تکنیک PCR پرداخته می شود.
تکنیک PCR چیست؟
تکنیک PCR یا واکنش زنجیره ای پلیمراز روشی است که امکان تکثیر قسمتی از مولکول دو رشته ای DNA را فراهم می کند. این روش را کری مولیس اختراع کرد؛ این اختراع باعث تحول شگرفی در مهندسی ژنتیک شد به طوری که به این ابداع در سال ۱۹۹۳ جایزه نوبل شیمی تعلق گرفت. کپی برداری از مولکول DNA بر اساس قوانین واتسون و کریک صورت می پذیرد. در واکنش PCR از یک سیستم بافری برای کپی برداری استفاده می شود.
تعیین توالی گیاهان با استفاده از تکنیک PCR
تکنیک PCR ۱
تکنیک PCR دارای کاربردهای بسیار گسترده در کشاورزی است. یکی از این کاربردها استفاده از PCR برای شناسایی توالی گیاهان و بررسی جنین گیاهان است. توالی یابی ژنوم امروزه پیشرفته زیادی پیدا کرده است. توالی یابی ژنوم در زیست شناسی سیستماتیک کاربرد گسترده ای داشته و به دانشمندان کمک می کند تا راحت تر بتوانند گیاهان را طبقه بندی کنند. توالی یابی ژنوم گیاهان برای تعیین صفات گیاهان نیز کاربرد گسترده ای دارد. ممکن است گیاهانی از نظر فنوتیپ با یکدیگر متفاوت باشند اما از نظر ژنوتیپ یکسان بوده و در یک خانواده قرار بگیرند یا بالعکس. از طریق این تکنیک می توان این موارد را بررسی کرد و به اجداد مشترک گیاهان رسید.
شناسایی عوامل بیماری زا با تکنیک PCR
یکی دیگر از کاربردهای تکنیک PCR استفاده از این تکنیک برای شناسایی عوامل بیماری زا در گیاهان است. این تکنیک می تواند کمک کنند تا خسارات ناشی از بیماری های گیاهی به حداقل برسد. در صورتی که نمونه ای از گیاهان یک مزرعه با این تکنیک، غربالگری شوند میتوان قبل از همه گیر شدن بیماری، بیماریهای گیاهی را تشخیص داده و از گسترش آنها در مزرعه جلوگیری کرد.
برای بررسی آفات نیز می توان از تکنیک PCR استفاده کرد. می توان توالی ژنوم آفات حمله ور شده به گیاه را تعیین کرد و آنها را از نظر سیستماتیک مورد بررسی قرار داد. بررسی ژنوم آفات میتواند به کشاورزان کمک کند تا راحت تر با آفات مبارزه کنند. کنترل و جلوگیری از انتشار بیماری های انباری دیگر کاربرد تکنیک PCR است. بیماری های انباری هر ساله خسارات زیادی به کشاورزان وارد می زنند که از این طریق می توان عوامل آنها را دقیقا بررسی کرد.
بررسی بیان ژن با تکنیک PCR
یکی دیگر از کاربردهای واکنش زنجیره ای پلیمراز بررسی بیان ژن در گیاهان است. امروزه علمی تحت عنوان ترانسکریپتومیکس به کشاورزی راه پیدا کرده است که میتواند اطلاعات زیادی در خصوص عملکرد و ساختار ژن ها در دسترس قرار دهد. مطالعه روی بیان ژن های یک گیاه توسط بیوتکنولوژیست ها انجام می شود. مطالعه روی بیان ژن ها به بیوتکنولوژیست ها کمک می کند تا بتوانند محصولات تراریخته تولید کنند.
تکنیک PCR 2
تولید گیاهان مقاوم به تنش مانند گیاهان مقاوم به شوری، مقاوم به کم آبی، گیاهان مقاوم به آفات و مقاوم به بیماری امروزه اهمیت زیادی پیدا کرده است. برای این که بتوان گیاهان مقاوم به تنشهای زیستی و غیرزیستی تولید کرد باید قبل از هر چیز بتوان ساختار و عملکرد ژن های گیاه را مورد مطالعه قرار داد. تکنیک PCR این امکان را به خوبی برآورده کرده است. با استفاده از تکنیک PCR میتوان به خوبی به الگوی بیان ژن دست پیدا کرد. الگوی بیان ژن به محقق می گوید که در چه شرایطی، چه نوع سلولی چه ژن هایی را بیان یا غیر فعال میکند.
شناسایی محصولات GMO با تکنیک PCR
یکی از روش های مبارزه با کمبود منابع غذایی در جهان تولید محصولات تراریخته است. دست ورزی ژنتیکی این امکان را فراهم می کند که بتوان در تمامی مناطق کره زمین کشاورزی انجام داد. از طرفی میتوان از طریق محصولات تراریخته محصولات با کیفیت بالاتر و ارزش غذایی بیشتر تولید کرد. محققان با استفاده از فناوری DNA نوترکیب این محصولات را تولید می کنند. محققان پس از تولید این محصولات باید مطمئن شوند که ژن مدنظر در گیاه تغییر پیدا کرده است. با استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز می توان تغییر یا عدم تغییر در ژن های گیاه را بررسی کرد. از طرفی در برخی مواقع لازم است تا گیاهان تغییر یافته از نظر ژنتیکی برای ورود به بازار مصرف برچسب بخورند؛ تراریخته بودن یا تراریخته نبودن بسیاری از محصولات وارداتی مشخص نیست؛ از همین رو می توان از طریق تکنیک PCR محصولات کشاورزی را مورد بررسی قرار داد و در صورت تراریخته بودن برچسب GMO را روی آنها زد.
تکنیک PCR 3
سایر کاربردهای تکنیک PCR در کشاورزی
تکنیک PCR به قدری کاربردی است که پایه و اصول تمامی تحقیقات ژنتیکی قرار دارد و جزو مهمترین و اولین تکنیکهایی است که یک بیوتکنولوژیست باید به آن مسلط باشد.
دورگه سازی، اصلاح بذر از طریق روشهای ژنتیکی، تولید پروتئین های گیاهی، شناسایی ژن های تولید کننده پروتئین خاص و …. تماما به تکنیک PCR وابسته هستند.
دریافت مطالب جدید و کدهای تخفیف ویژه اعضاء با عضویت در کانال تلگرام: @enviroscience_ir
برای ارتباط با پشتیبان سایت اینجا کلیک کنید: تماس با پشتیبان
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.