هندسة النباتات لأنتاج السموم

قد يكون من المفيد هندسة النباتات لتقوم هي بإنتاج السموم ، اذ انها تمثل وسيلة مهمة او بديلة لحماية النباتات من التأثير المدمر الذي تسببه الحشرات.

وبهذه الطريقة سيتم انتاج السم بشكل مستمر ويقاوم لمدة طويلة في بيئة أنسجة النبات وسيساعد في التقليل من استعمال المبيدات وبالتالي تقليل الكلفة. كما انه سيكون اقل تأثيرا في البيئة ولا يؤثر على الاحياء المفيدة مثل المفترسات والطفيليات الخاصة بالحشرات. ووجوده في النبات سيهيأ الفرصة لقتل حشرات وديدان أخرى وتغشى النبات من غير المخطط لمكافحتها.

وبدأ بإنتاج النباتات المحورة وراثيا في بداية تسعينيات القرن المنصرم. البكتريا Ag. tumefaciens لعملية نقل الجينات، اذ وضعت (بداية) جينات السموم أمام ممهد نباتي وأدخلت الى البكتريا المستعملة في النقل، وأمكن تطوير نباتات تبغ محورة وراثيا مقاومة للحشرات.

ان عملية نقل الجينات من البكتريا تصطدم بالعديد من المشاكل وحصيلتها ان يكون التعبير عن الجينات واطئ جدا. وذلك لان جينوم Bt يكون غنيا بـ A : T وهذا يمكن ان يؤثر سلبا على التعبير عن الجينات في النبات بتأثيره على :

• مواقع تعديل نسخ RNA الناتجة (Splicing sites).
• يؤثر على مواقع اضافية الادنين (Poly(A) addition sites).
• يؤثر على الاشارات الخاصة بتفكيك mRNA.
• يؤثر على مواقع انتهاء عمليات الانتساخ Transcription termination sites .

اضافة الى وجود التحيز في استعمال الشفرات الوراثية للحوامض الامينية التي تكون بعيدة عن تلك التي تفضلها الخلايا النباتية، وللتغلب على هذه المشكلة يمكن تحوير الشفرات المتماثلة Synonymous codons لتقليل او إلغاء تأثير التواليات وخلق تحيز في الشقران بحيث يكون مشابه أكثر لما موجود في النباتات. وهذا يؤدي الى زيادة التعبير عن الجينات البكترية في النباتات.

وقد استعملت ممهدات نباتية أكثر كفاءة في عمليات الكلونة مثل استعما ممهد الفيروس الذي يصيب القرنبيط بمرض التبقع الموزائيكي (CMV) Cauliflower mosaic virus الذي استعمل في تحوير نباتات الطماطة، وكذلك استعمال ممهدات فيروسات تصيب ألجت Alfalfa mosaic virus لهندسة نباتات التبغ بغية الحصول على نتائج أفضل.

واستعملت تقنيات مختلفة لإدخال الجينات مثل القصف السريع High velocity projectiles خاصة مع النباتات ذوات الفلقة الواحدة مثل الذرة التي لا يمكن تحويلها بـ Agrobacterium ، ومن المتوقع في هذا المجال ان يكون التعبير عن الجينات البكترية في البلاستيدات افضل.

وكان حصيلة الجهود تسويق بطاطا وقطن حاوية على جينات Bt عام 1996. ولكن تبقى المشكلة التقليدية في تقبل الاحياء المهندسة وراثيا والخوف من تسرب الجينات الى الأنواع الطبيعية الأخرى، اذ يمكن ان يحصل تضريب طبيعي بين الأنواع المتقاربة مثلما حصل مع تضريب Brassica napus حاوي على جينات السموم مع أنواع طبيعية للعائلة نفسها وانتقلت إليها الصفات بشكل جيد. ولذلك فمن المحتمل ان تنتقل الصفات الى الأنواع غير المرغوب فيها وتؤيد الى نتيجة عكسية.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .