Transcript Slide 1
تحمل شوری
مقدمه
میزان برداشت محصوالت کشاورزی در اثر شوری خاک به شدت کاهش می یابد و اثرات زیان آور
ازدیاد نمک در خاک های کشاورزی در تمدن های باستانی و جدید تأثیر گذاشته است .تنش های
محیطی ناش ی از شوری ،یکی از جدی ترین عواملی است که بازدهی محصوالت کشاورزی را محدود
می سازد .اکثر گیاهان زراعی نسبت به حضور مقادیر زیادی نمک در خاک حساس هستند .میزان
زیان آور نمک برای رشد گیاهان ،محدوده ی وسیعی از زمین های دنیا را متأثر می سازد .تخمین زده
می شود که در حال حاضر بیش از %20زمین های آبیاری شده ی دنیا تحت تأثیر شوری قرار دارد .
این وضعیت ویژه ی مناطقی از دنیاست که به عنوان زمین های غیر زراعی و بیابانی طبقه بندی می
شوند ( که %25کل زمین های کره ی زمین را تشکیل می دهد) .نابود شدن زمین های قابل کشت
در اثر شوری ،در مقابل نیاز روز افزون جمعیت جهان قرار دارد که پیش بینی می گردد ،در 20سال
آینده به میزان 1/25میلیارد نفر افزایش یابد؛ در این صورت تأمین نیازهای غذایی مردم دنیا چالش
انگیز خواهد شد .اگر چه امروزه قحطی در دنیا ،از مشکالت پیچیده ای منشأ می گیرد و فقط به
تولید ناکافی غذا مربوط نمی شود ،ولی شکی نیست که ارتقای تولید محصوالت غذایی ( که در اثر
انقالب سبز فراهم شده است) به سقف خود رسیده است .این در حالی است که جمعیت دنیا به
رشد خود ادامه می دهد .بنابراین ،افزایش بازدهی گیاهان زراعی هم در خاک های معمولی و هم
زمین های نسبتا باید (شامل زمین های شور شده) برای تغذیه جمعیت جهان یک نیاز مطلق است.
تخریب زمین های کشاورزی و منابع آب به خاطر عملیات کشاورزی
شدیدی روی داده است که در کشورهای پیشرفته و کشورهای در حال
توسعه به کار گرفته شده اند .به طور ایده آل ،عملیات استفاده از زمین
های زراعی و منابع آب باید به شکل منطقی تری تغییر یابد ،اما این
تغییرات در آینده ی نزدیک روی نخواهد داد .به عنوان مثال ،کشت
گیاهان علفی و درختان به صوت مخلوط ،از ازدیاد تراکم سدیم و نمک
های دیگر در الیه های فوقانی خاک تا حدودی می کاهد .به هر حال ،
این نوع تغییرات در سیستم های کشاورزی و توسعه محصوالت جدید ،به
احتمال زیاد یک فرآیند طوالنی و مشکل خواهد بود ،زیرا به استفاده از
زمین های زراعی جدید نیاز دارد و مشکل کشت گیاهان زراعی در زمین
هایی که هم اکنون بایر به حساب می آیند را نیز مطرح نمی سازد .توسعه
و استفاده از گیاهان زراعی که بتوانند میزان باالی شوری خاک را تحمل
نمایند ( حداقل برای زمان حاضر) یک راه حل عملی خواهد بود.
نیاز به تولید گیاهان زراعی مقاوم به تنش حتا در زمان های باستان نیز
مشهود بوده است .با این وجود ،تالش های صورت گرفته برای ارتقاء
عملکرد گیاهان زراعی تحت تنش های محیطی به طور ویژه ای ثمربخش
نبودند ،زیرا مکانیسم های پایه ای مربوط به تحمل تنش در گیاهان درک
نشده بود Epstein .و همکارانش ( )1980محدودیت های تکنیکی و
بیولوژیکی مربوط به مشکل شوری را تشریح نمودند .اگر چه به نظر می
رسد که پیشرفت هایی در زمنیه ی راه حل هایی برای مشکالت تکنیکی
صورت گرفته باشد ،ولی توسعه ی را کارهای زیستی ،مشکل تر بوده
اند .یک راکار زیستی برای توسعه واریته های زراعی مقاوم به شوری،
به موارد زیر مروبط می گردد :یکی ،نیاز به شناسایی عوامل ژنتیکی
کلیدی که توانایی تحمل تنش های مختلف را به عنوان پیش زمینه تعیین
می کنند و دیگری ،به کارگیری ژن های وابسته به تحمل شوری یا به
اختصار . Quantitative trait Loci
وجود گیاهان شوره پسند با هالوفیت و تفاوت های موجود در توانایی تحمل
شوری میان ژنوتیپ های مختلف گونه های حساس به شوری یا گلیکوفیت
،به وضوح نشان می دهند که یک پایه ی ژنتیکی برای پاسخ به شوری
وجود دارد .در حالی که تفاوت های موجود در توانایی تحمل شوری میان
واریته های مختلف ،از زمان های قدیم شناخته شده اند و انتخاب
اختصاصی درونی برای تحمل شوری در برنج و جو گزارش شده است،
اما هنوز خأل بزرگی در درک انسان راجع به این موضوع وجود دارد.
Flowersو )1995( Yeoشواهد مربوط به نادر بودن اقالم زراعی
مقاوم به شوری را بررسی کردند و نتیجه گیری نمودند که تعداد این
الا کم تر از 30مورد است )2004( Flowers .بیان کرده
گیاهان احتما ً
است که از سال 1993میالدی تا کنون ،فقط 3مورد گیاه زراعی مقاوم
به شوری در علوم زراعی ثبت گردیده است.
در حال حاضر دو روش ژنتیکی پایه ای برای ارتقای توانایی تحمل تنش به کار
گرفته می شود:
.1استفاده از تنوع ژنتیکی طبیعی یا از طریق انتخاب مستقیم و شرایط محیطی
تنش زا یا از طریق نقشه برداری ژن های QTLsو متعاقبًا ا انتخاب آن ها به
کمک مارکرهای ژنتیکی .
.2تولید گیاهان ترانسژنیک جهت معرفی ژن های جدید یا دستکاری میزان بیان
ژن های موجود جهت تأثیر در میزان تحمل شوری.
ما این روش ها را به صورت جامع مورد بحث قرار خواهیم داد و بر تجربیات
اخیر انجام شده بر روی گیاهان ترانسژنیکی تأکید خواهیم کرد که به افزایش
قدرت تحمل شوری انجامیده اند؛ همچنین ،بر زمینه های مربوط به هموستاس
یونی ،تنظیم های اسمزی و محافظت های ناشی از آنتی اکسیدانت ها تأکید
خواهیم نمود .مقادیر عظیمی از تحقیقات انجام شده در زمینه ی ارسال پیام و
کنترل نسخه برداری وجود دارد که اخیرًاا مورد بررسی قرار گرفته اند و
بنابراین ،در این جا به آن ها پرداخته نمی شود.
ژنتیک تحمل شوری
انتخاب مستقیم ژنوتیپ های برتر مقاوم به نمک در شرایط حاکم در
مزرعه توسط تأثیرات قابل مالحظه ای مختل می شود که عوامل طبیعی
در پاسخ گیاهان به شوری بر جای می گذارند .همچنین ،شواهدی راجع
به این موضوع وجود دارد که قدرت تحمل گیاهان در یک مرحله از نمو
همیشه با قدرت تحمل شان در مراحل دیگر مطابقت ندارند .به عنوان مثال
،در گیاهان گوجه فرنگی ،جو ،ذرت ،برنج و گندم قدرت تحمل شوری
،تمایل دارد با افزایش سن باال رود .ارتباط QTLsبا قدرت تحمل
شوری در مرحله ی تندیدن دانه در گیاه جو ،گوجه فرنگی و عربیداپسز
با انواع مربوط به تحمل شوری در مراحل اولیه ی رشد تفاوت دارد و
گیاهانی که بر اساس توانایی شان جهت تندیدن در شوری باال انتخاب می
شوند ،در جریان رشد رویشی خود قدرت تحمل شوری مشابهی را نشان
نمی دهند.
توسعه ی روش های زیست شناسی ملکولی ،امکان توسعه ی مارکرهای
DNAرا فراهم آوردند که می توان از آن ها برای شناسایی QTLsاستفاده
نمود .یک QTLبخشی از ژنوم است که به تنوع کمی صفت مورد نظر مربوط
می شود .استفاده از QTLsدرجه ی کارایی انتخاب را ارتقا می دهد ،به ویژه
برای صفاتی که توسط چندین ژن کنترل می گردند و به شدت تحت تأثیر عوامل
محیطی قرار دارند .انتخاب QTLsبه کمک مارکرهای ژنتیکی نسبت به
غربال سازی مستقیم فنوتیپی ،چندین مزیت دارد ،به ویژه به خاطر آن که
روش های مبتنی بر PCRمورد استفاده جهت شناسایی مارکرها ،زمان الزم
باری غربال سازی انواع منفرد را کاهش می دهد و اثرات محیطی کم تری را
در صفت مورد مطالعه بر جای می گذارد .شواهد قابل مالحظه ای برای حمایت
از این عقیده وجود دارد که قدرت تحمل شوری و کاهش آن توسط چندین
QTLsکنترل می شود و اثرات غالب (و مغلوبی) در به ارث رسیدن بسیاری
از این صفات نیز مهم هستند .توسعه نقشه های DNAبسیار متراکم که
مارکرهای میکروساتالیت ،پلی مورفیسم محدود سازی طول قطعات (به
اختصار ) RFLPsو پلی مورفیسم تشدید طول قطعات (به اختصار ) AFLPs
و همچنین ،پیشرفت در زمینه ی روش های انتخاب به کمک مارکرهای
ژنتیکی تجمع هرمی صفات مورد نظر را تسهیل می نمایند و بهبودی قابل
مالحظه ای را در راه کسب گیاهانی با قدرت تحمل شوری باالتر فراهم می
قدرت تحمل شوری به کمک روش های ترانسژنیک
از نظر فیزیولوژیکی ،شوری باعث موارد زیر می گردد )1( :کسری آب که
از تراکم نسبتًا ا باالی مواد محلول در خاک ناشی می گردد )2( ،تنش های ویژه
که از تغییر نسبت K+/Na+ناشی می شود و ( )3باال رفتن تراکم Na+و C1-
که برای گیاهان زیان آور هستند .گیاهان از طریق دو نوع پاسخ متفاوت به
شوری واکنش نشان می دهند .گیاهان حساس به شوری ،جذب نمک را محدود
می سازند و فشار اسمزی خود را از طریق ساخت مواد محلول سازگار (پرولین
،گلیسین ،قندها و غیره) تنظیم می کنند .گیاهان مقاوم به شوری ،نمک را در
واکوئل های خود متراکم و محدود می سازند ،تراکم نمک را در سیتوزول خود
کنترل می نمایند و نسبت باالیی از K+/Na+را در سیتوزول خود حفظ می
کنند .واضح است که مکانیسم محدودسازی یون ها می تواند درجه ای از تحمل
شوری را برای تراکم نسبتًا ا پایین NaClفراهم آورد ،اما نمی تواند در تراکم
های باالی نمک عمل نماید .این وضعیت به توقف فرآیندهای متابولیکی می
انجامد که به نوبه ی خود ،رشد را متوقف می کند .در این جا سه فرآیند کلیدی
را مورد بحث قرار می دهیم که در توانایی تحمل شوری در سطح سلولی دخالت
دارند )1( :استقرار هموستاس یونی سلولی )2( ،ساخت مواد محلول سازگار
جهت تنظیم نیروی اسمزی و ( )3افزایش توانایی سلول جهت خنثی سازی
اشکال فعال اکسیژن ( )ROSکه در جریان پاسخ های تنشی تولید می گردند.
هموستاس یونی
اگر چه Na+برای برخی از گیاهان ،به ویژه عالوفیت ها مورد نیاز است ،ولی
تراکم باالی NaC1برای رشد گیاهان ،یک عامل زیان آور محسوب می شود .
تغییر نسبت یون ها در گیاهان در اثر ورود Na+به سلول ،از طریق مسیرهای
روی می دهد که در جمع آوری K+عمل می نمایند .حساسیت آنزیم های
سیتوزولی به نمک در هر دو نوع گیاهان ،هالوفیت ها و گلیکوفیت های مشابه
است .این موضوع بیان می دارد که حفظ نسبت تراکم K+/Na+در سیتوزول ،
برای رشد گیاهان در شوری باال ،یک نیاز اساسی است .استراتژی هایی که
گیاهان می توانند برای حفظ نسبت باالیی از K+/Na+در سلول های خود استفاده
کنند عبارتند از :یکی دفع یون سدیم به خارج از سلول و دیگری ،محصور
نمودن Na+در واکوئل .تحت شرایط فیزیولوژیکی معمولی ،گیاهان نسبت
باالیی از تراکم K+/Na+را در سولول های خود نگه می دارند که اختالف
پتانسیل منفی را در اطراف غشای سلولی ایجاد می کند ( . )-140 mVافزایش
تراکم خارج سلولی Na+شیب الکتروشیمیایی بزرگی را در اطراف غشای
سلولی ایجاد می کند که در جهت انتقال غیرفعال Na+به داخل سلول عمل می
سه دسته از کانال هایی که تمایل پایینی برای K+دارند شناسایی شده است:
.1کانال های برطرف کننده به سمت داخل ) ، (KIRCاز قبیل AKT1که به
دنبال قطبی شدن شدید غشای سلولی ،جریان فعال K+را به داخل
سلول باعث می گردد و قدرت انتخاب باالیی برای نسبت K+/Na+از
خود نشان می دهند .جهشی که باعث حذف AKT1در گیاه عربیداپسز
) (akt1-1شد باعث گردید که حساسیت این گیاه به نمک مشابه واریته
های وحشی شود .این موضوع نشان می دهد که کانال های AKT1
نقشی را در جذب Na+بازی نمی کنند.
.1کانال های برطرف کننده K+به سمت بیرون ) (KORCsکه می توانند
نقشی را در جریان Na+به درون سلول های گیاهی بازی نمایند .در
ریشه ی جو کانال های ، KORCsقدرت انتخابی باالیی را برای K+
نسبت به Na+نشان می دهند و در سلول های ریشته عربیداپسز ،
قدرت انتخابی نسبتًا ا پایینی برای نسبت K+/Na+دارد .این کانال ها که
در جریان غیرقطبی شدن غشای سلولی باز می گردند (یعنی به دنبال
تغییر در اختالف پتانسیل الکتریکی به سمت مقادیر مثبت تر ) ،می
تواند جریان K+به خارج و Na+را به داخل وساطت نمایند.
.2کانال های کاتیونی مستقل از بار الکتریکی ) (VICکه در غشای سلولی
گیاهان گزارش شده اند .این کانال ها که قدرت انتخابی نسبتًا ا باالیی
برای K+/Na+دارند ،توسط اختالف بار الکتریکی باز و بسته نمی
شوند و مسیری را برای ورود Na+به داخل سلول های گیاهی فراهم
می آورند.
یون سدیم می توند از طریق چندین ناقل که تمایل زیاد یا کمی برای K+
دارند ،به درون سلول های گیاهی راه یابد .از میان این ناقالن ،می توان
به AtHKT1را به عنوان تنظیم کننده ی جریان Na+به داخل ریشه
شناسایی کرده اند .این نتیجه گیری بر اساس توانایی موتان های hkt1
برای سرکوب متراکم سازی Na+و زمینه ی حساسیت شدید موتان sos3
(دارای حساسیت زیاد به نمک) نسبت به سدیم صورت گرفته است .این
موضوع بیان می دارد که AtHKT1یک کانال تعیین کننده تحمل شوری
است که ورود یون سدیم را به داخل ریشه کنترل می کند.
انرژی الزم برای دفع Na+از سلول های گیاه توسط فعالیت آنزیم پروتون
ATPaseغشای سلولی تأمین می گردد که شیب الکتروشیمیایی H+به
سلول (در امتداد پتانسیل الکتروشیمیایی خود) را با دفع فعال Na+جفت
اخیرًاا نشان داده شده است که AtSOS1گرفته شده از گیاه عربیداپسز
تحریک یک آنتی پورت H+/Na+می شود که به طور قابل مالحظه ای
پورت H+/Na+موجود در باکتری های و قارچ هاست .بیان زیاد
تحمل شوری در عربیداپسز را بهبود می بخشد.
این یافته ها نشان می دهد که ارتقاء توانایی تحمل شوری را می توان از طریق
محدود سازی تراکم Na+در سلول های گیاهی به دست آورد (جدول . )1-8-2
همچنین محبوس کردن یون Na+در واکوئل ها ،مکانیسم کارایی را جهت
اجتناب از اثرات سمی Na+در سیتوزول فراهم می آورد .انتقال Na+به داخل
واکوئل ها توسط یک آنتی پورت H+/Na+وساطت می گردد که انرژی آن را
شیب الکتروشیمیایی پروتون فراهم می آورد ؛ این شیب پروتون خود توسط
آنزیم های واکوئلی H+-ATPaseو H+-PPiaseکه H+را انتقال می دهند تولید
می گردد .بیان بیش از حد AtNHX1در عربیداپسز (یعنی یک ژن عربیداپسز
که یک آنتی پورت واکوئلی H+/Na+را کد می کند) باعث تولید یک گیاه
ترانسژنیک گردید که قادر به رشد در تراکم های باالی نمک بود.
برتری نقش محبوس سازی Na+درگیاهان مقاوم به نمک ،به مقدار
بیشتری درگیاهان ترانسژنیک گوجه فرنگی مطالعه شده است که ژن
AtNHX1را به میزان باال بیان می کنند .گوجه فرنگی ترانسژنیک
پرورش یافته در حضور 200mM NaC1قادر به رشد ،تولید گل و
میوه بودند .اگر چه این گیاهان ،سدیم را در برگ های خود متراکم
ساختند ،اما میوه ی آنها مقدار بسیار کمی سدیم را در خود متراکم کردند.
نتایج مشابهی با گیاه ترانسژنیک کانوالیی به دست آمده است که ژن
AtNHXlرا به میزان باال بیان می کردند .برگ های گیاهان نرانسژنیک
پرورش یافته در حضور ، NaCl 200mMیون سدیم را به میزان %6
وزن خشک خود متراکم ساخنتد ،ولی بازدهی دانه و کیفیت روغن آنها
تحت تأثیر قرار نگرفت .این موضوع نشان می دهد که پتانسیل استفاده از
تکنولوژی برای اهداف کشاورزی در خاک های شور ،زیاد است .نتایج
مشابهی در گونه های دیگر گزارش شده است .معرفی ژن آنتی پورت
واکوئلی Na+/H+گرفته شده از گیاه هالوفیت Atriplex gmelini
باعث ایجاد توانایی تحمل شوری در برنج گردید .اخیرًاا بیان بسیار زیاد
ژن GhNHXlگرفته شده از پنبه در گیاه تنباکو و بیان بیش از حد ژن
AtNHXlدر ذرت باعث تقویت توانایی تحمل شوری گردید.
شواهد دیگر برای تأیید نقش واکوئلی نمک جهت مقاومت در برابر
شوری ،توسط واریته ای از عربیداپسز فراهم گردید که ژن واکوئلی
H+PPiaseرا به میزان باالیی بیان می کند .گیاهان ترانسژنیکی که ژن
( AVP1کد کننده آنزیم پیروفسفاتاز H+-واکوئلی) را به میزان باال بیان
می کردند ،افزایش توانایی تحمل شوری را همراه با افزایش محتوای
یونی در گیاهان مربوطه نشان دادند .این نتایج بیان می دارند که تقویت
پمپ H+واکوئلی در گیاهان ترانسژنیک ،نیروی مضاعفی را برای
متراکم سازی سدیم در واکوئل (از طریق فعالیت آنتی پورت های واکوئلی
) Na+/H+فراهم می آورد.
ساخت مواد سازگار
پاسخ های سلولی حانداران شوره پسند به تنش های کوتاه مدت و دراز مدت
سوری ،شامل ساخت و متراکم سازی یک دسته از ترکیبات محافظتی –
اسمزی می شوند که به مواد محلول سازگار معروفند .این ترکیبات آلی نسبتًا ا
کوچک اسمولیت شامل موارد زیر می شوند:
اسیدهای آمینه و مشتقات آن ها ،پلی ال ها و قند ها ،متیل آمین و غیره .این
اسمولیت ها ،پروتیئن ها و ساختارهای سلولی را پایدار می سازند و می توانند
فشارهای اسمزی سلول را افزایش دهند .این پاسخ ها برای وضعیت هموستاس
کننده ی آب سلولی و تمامیت پروتئین ها در برابر محلول خاک که حاوی مقادیر
باالتری NaClاست (و در نتیجه دفع آب از سلول) مزاحمت ایجاد می کند.
متراکم شدن ترکیبات فعال اسمزی در سیتوزول ،پتانسیل اسمزی در سیتوزول،
پتانسیل اسمزی را افزایش می دهد به طوری که تعادلی را میان محلول
آپوپالست و محتویات واکوئلی برقرار سازد .در مورد تنش های کوتاه مدت این
عمل می تواند به سلول امکان پیشگیری ازدفع آب را بدهد .با این وجود برای
رشد مداوم گیاه در تنش شوری باید یک شیب اسمزی به سمت سیتوزول برقرار
شود به طوری که فشار تورژسانس و جذب آب را حفظ کند و گسترش سلول را
تسهیل کند.
تقویت تولید پرولین و گلیسین در گیاهان هدف ،توجه زیادی را به خود
جلب کرده است .در نتیجه این مطالعات ،دو موضوع آشکار گردیده
اتس :یکی محدودیت های متابولیکی برای میزان مطبق اسمولیت هایی که
می توانند متراکم شوند ،وجود دارد و دیگری درجه ای که گیاهان
نرانسژنیک دستکاری شده می توانند تنش های شوری را تحمل نمایند،
اجبارًاا با میزان مواد محافظتی – امسزی تولید شده مطابقت ندارد.
محدودیت های متابولیکی برای افزایش تراکم یک ماده ی محافظتی –
اسمزی به خوبی توسط پرولین و گلیسین نشان داده شده است .استراتژی
های ابتدایی با هدف طراحی تراکم باالتری از اسید آمینه ی پرولین ،با
بیان زیاد ژن هایی آغاز گردید که بیوسنتز آنزیم های پرولین -5-
کربوکسیالر ،سنتازها و ریدوکتاز را کد می کنند .این آنزیم ها دو مرحله
ی موجود میان سوبسترا (اسید گلوتامیک) محصول تولیدی (پرولین) را
کاتالیز می کنند .بیان زیاد P5CSدر تنباکوی ترانسژنیک به طور
چشمگیری میزان پرولین آزاد را افزایش داد (جدول . )2-8-2
با وجود این به نظر نمی رسد که تنظیم پرولین آزاد سر راست باشد .
کاتابولیسم پرولین از طریق آنزیم پرولین دهیدروژنار ) (ProDHتوسط
مقدار پرولین آزاد تنظیم – افزایشی می شود و شواهد قویی وجود دارد
مبنی این که پرولین آزاد ،آنزیم P5CSرا محدود می سازد .از این گذشته،
افزایش دو برابری میزان پرولین آزاد در گیاه ترانسژنیک تنباکویی به
دست آمد که توسط ژن ( P5CSاصالح شده از طریق موتاسیون زایی
هدفمند) دستکاری شده بود .این نوع دستکاری باعث رفع اختالل
بازخوردی پرولین بر روی فعالیت ژن P5CSگردید و باعث بهبود تندش
و رشد نهال در تنش های شوری شد .میزان پرولین آزاد سلولی نیز هم
در سطح نسخه برداری و هم در سطح ترجمه کنترل می شود .تحلیل های
انجام شده بر روی پروموتور ژن P5CRنشان می دهد که نسخه برداری
از ژن P5CRشروع عملیات ترجمه را کاهش می دهد .یک قطعه 92
( bpجفت بازی) از انتهای 5UTRژن P5CRجهت افزایش پایداری
mRNAو همچنین ،توقف ترجمه ژن گزارشگر ( GUSکه به انتهای 3
این منطقه ی کوچک متصل شده بود) تحت تنش شوری کافی بود .این
نتایج پیچیدگی تنظیم P5CRرا در جریان وقوع تنش نمایان می سازد و
بر اهمیت ترجمه و پایداری mRNAژن P5CRدر جریان تنش های
یک روش نهایی برای کسب مقدار قابل مالحظه ای پرولین آزاد (در جایی
که تبدیل cDNAغیر حسی برای کاهش بیان آنزیم proDHاستفاده
گردید) به کار گرفته شده است .میزان پرولین در گیاه ترانسژنیک
عربیداپسز هنگامی که در غیاب تنش پرورش داده شد 2 ،برابر میزان
موجود در گایه کنترل بود ،در حالی که هنگام پرورش در تنش 3 ،برابر
بیش از گیاه کنترل وبد .میزان باالی پرولین آزاد ،با افزایش قدرت تحمل
شوری همراه بود ،هر چند گه گیاهان مورد مطالعه فقط برای مدت
کوتاهی در معرض NaCl600mMقرار گرفته بودند.
آزمایش های انجام شده جهت طراحی ساخت گلیسین – بتائین بیش از هر ماده
ی محلول سازگار دیگر بوده است .بر خالف پرولین ،تجزیه ی گلیسین –
بتائین در گیاهان قابل مالحظه نیست ،اما مشکالت مربوط به جریانات
متابولیکی همراه با محبوس سازی سوبسترا و خزانه ی محصول ،طراحی تولید
قابل مالحظه ای گلیسین – بتائین را با مسایلی مواجه ساخته اند .در گیاهانی که
به طور طبیعی گلیسین – بتائین متراکم می سازند (مانند اسفناج ،چغندرقند)
ساخت این ترکیبات همراه با دو واکنش اکسیداسیون – احیا (از کوئین به سمت
گلیسین) در کلروپالست صورت می پذیرد .اولین واکنش اکسیداسیون به سمت
ساخت بتائین آلدئید ،توسط آنزیم کولین منواکسیژناز ،که یک آنزیم آهن دار
گوگردی است کاتالیز می شود .اکسیداسیون بتائین آلدئید به گلیسین – بتائین
توسط آنزیم بتائین دهیدروژناز ) (BAGHکه یک دهیدروناژ غیراختصاصی
آلدئید است کاتالیز می گردد .این واکنش ها در باکتری اشرشیا کلی از نوع
سیتوزولی هستند :اولین واکنش آن توسط آنزیم کولین دهیدروژناز )(CDH
کاتالیز می گردد که یک آنزیم وابسته به NAD+است و توسط لوکوس بتا کد
می شود ؛ واکنش دوم ،توسط آنزیم BADHکاتالیز می شود که توسط لوکوس
بتا کد می گردد .در آرتروباکتر گلبیفرم این دو واکنش اکسیداسیون فقط توسط
یک آنزیم ،معروف به کولین اکسیداز کاتالیز می شود که توسط لوکوس کد می
شود.
ژن codaآرتروباکتر گلبیفرم روش نهایی جذابی را جهت طراحی ساخت
گلیسین – بتائین ارایه می نماید ،زیرا فقط به عمل انتقال یک ژن نیاز دارد .
این استراتژی برای طراحی ساخت گلیسین – بتائین در گایه عربیداپسز به کار
گرفته شد .سازه ژنی هدایت شده توسط پروموتور 35sشامل یک پپتید انتقالی
برای زیر واحد کوچک Rubiscoبود به طوری که پروتئین CODرا به سمت
کلروپالست هدف گیری نماید .در گیاهان ترانسژنیک عربیداپسز که در اثر
دستگاری ژنتیکی توانستند گلیسین – بتائین را به میزان 1ymol/gوزن تر
متراکم سازند توانایی تحمل شوری افزایش یافت.
همین سازه ژنی برای دستکاری گیاه B.junciaبه کار گرفته شد د تحمل
شوری نژادهای دستکاری شده در جریان تندش دانه و استقرار نهال ها به میزان
زیادی افزایش یافت .ژن COXگرفته شده از A.panescensکه همولگ ژن
CODآرتروباکتر گلوبیفرم است ،برای دستکاری ژنتیکی عربیداپسز و تنباکو
به کار گرفته شد .این دسته از آزمایشات با انواع فوق الذکر تفاوت دارند ،
زیرا پروتئین COXبه سمت سیتوپالسم (نه به طرف کلروپالست) هدف گیری
شده بود .بهبود قدرت تحمل شوری ،خشکی و انجماد در برخی از گیاهان
نرانسژنیک هر سه گونه ی گیاهی فوق مشاهده گردید ،ولی این توانایی ها
متغیر بودند .میزان گلیسین – بتائین موجود در این گیاهان ترانسژنیک به طور
چشم گیری افزایش یافت .این موضوع بیان می دارد که تأمین کولین ،نقش
بر اساس نتایج مباحث فوق می توان به دو موضوع مهم دست یافت :
تراکم های گلیسین – بتائین در گیاهان نرانسژنیک بسیار کم تر از تراکم
های مشاهده شده در گیاهی است که به طور طبیعی متراکم کننده ی
گلیسین – بتائین هستند .با وجود این حقیقت که مقادیر آن ها به اندازه ی
مقادیر باال نیست و در نتیجه از نظر اسمزی قابل مالحظه نیستند ولی از
نظر تحمل شوری و تنش های دیگر ،مؤید افزایشی متوسط (اما قابل
مالحظه) بود .این موضوع بیان می دارد که محافظت های فراهم آمده
توسط گلیسین – بتائین ممکن است فقط اسمزی نباشد (نکته ای که توسط
چندین گروه از متخصصان فوق الذکر مطرح گردید) همچنین مواد محلول
سازگار (شامل مانیتول) می توانند به عنوان مواد جمع آوری کننده ی
رادیگال های اکسیژن عمل نمایند ؛ این موضوع ممکن است توسط نتایج
Aliaو همکارانش مورد تأیید قرار گیرد که محافظت از فتوسیستم IIرا
در گیاهان بیان کننده ی ژن codaمشاهده کردند .یک نکته ی نهایی که
اجبارًاا به مورد اول مربوط نیست این است که افزایش میزان پراکسید تولید
شده توسط اکسیداسیون کولین COD/COXباعث تنظیم – افزایشی آنزیم
های آسکوربات پراکسیداز و کاتاالز می گردد .این عمل می تواند قدرت
میزان تولید گلیسین – بتائین در گیاهان نرانسژنیک توسط کولین محدود
می شود .ساخت بتائین در گلروپالست صورت می گیرد و خزانه ی
کولین آزاد ممکن است دسترسی کلورپالست به کولین را منعکس نسازد و
ممکن است توسط فعالیت و فرواوانی ناقالن کولین محدود گردد .به هر
حال هنگامی که کولین به محیط کشت افزوده شده بود ،افزایش چشم گیری
در میزان گلیسین – بتائین در گیاهان ترانسژنیک مشاهده گردید .این
محدودیت در تنباکوی ترانسژنیکی که آنزیم های CDHو BADHگرفته
شده از اشرشیا کلی را در سیتوپالسم خود بیان می کرد ،اکتشاف نشد .
اگر چه این گیاهان نرانسژنیک افزایشی را در تحمل شوری نشان می
دادند ،ولی میزان گلیسین – بتائین آن ها در حد مقادیر فوق الذکر بود .
.1همچنین sakamotoو murataاظهار داشتند که اگر چه شباهت
هایی در توانایی تحمل شوری گیاهانی که برای ساخت بتائین طراحی
شده بودند مشاهده می شد ،ولی محل ساخت بتائین ممکن است نقشی را
در درجه ی تحمل مشاهده شده بازی کند .در حقیقت اگر بتائین موجود
در این گیاهان متمرکز گردد (ابتدا در گلروپالست) ممکن است تراکم
چشم گیری ) (50mMرا ایجاد نماید .با این وجود sakamotoو
murataتأثیر محدودکنندگی خزانه ی متابولیکی کولین را بر روی
گلیسین – بتائین به دست آمده در گیاهان ترانسژنیک طراحی شده ،کم
اهمیت می دانند ،زیرا معتقدند که فعالیت اکسید کنندگی کولین ممکن
است عامل محدودکننده باشد .به نظر می رسد که این بحث توسط
Hungو همکارانش تأیید گردد .این محققان دریافتند که میزان گلیسین
– بتائین با میزان فعالیت COXاندازه گیری شده در گیاه مطابقت
دارد .افزایش مقدار گلیسین – بتائین همراه با کولین محیطی در مقابل
این عقیده قرار می گیرند.
شواهد قوی تری راجع به محدودیت متابولیسم کولین توسط McNeilو
همکارانش ارایه شده است .این محققان از طریق بیان زیاد فسفواتانول آمین N
– متیل ترانسفراز در اسفناج ( که سه واکنش متیالسیون مورد نیاز برای تبدیل
فسفواتانول آمین به فسفوکولین را کاتالیز می کند) ،توانستند میزان کولین آزاد را
تا 50برابر افزایش دهند .این افزایش در گیاهانی که آنزیم های CMOو
BADHاسفناج را در کلروپالست خود بیان می کردند باعث افزایش میزان
گلیسین – بتائین ( )%60+شد .از این گذشته افزودن اتانول آمین به محیط
کشت گیاه باعث افزایش میزان کولین و گلیسین – بتائین گردید .این یافته نشان
می دهد که جریان متابولیکی در این مسیر بیوشیمیایی نیز توسط تأمین اتانول
آمین محدود می شود .از آنجا که خود PEAMTتوسط فسفوکولین محدود می
گردد ،تالش های آینده در این زمینه باید شامل موارد زیر گردد:
.1دستکاری PEAMTجهت حدف این محدودیت
.2افزایش تأمین اتانول آمین از طریق بیان زیاد ژن سرین دکروبوکسیالز
.3حل مشکل محبوس سازی
کولین و اکسیداسیون کولین از طریق به کارگیری اکسیداسیون کولین در
سیتوپالسم یا از طریق یافت ناقالنی مناسب جهت افزایش تأمین کولین
برای کلروپالست.
باالخره از آن جا که مواد محلول سازگار سمی نیستند مبادله ی این
ترکیبات میان گونه های مختلف توجه زیادی را جلب کرده است (جدول
)1-8-2نمونه های اخیر شامل موارد زیر می شود:
.1ساخت اکتوئین به کمک آنزیم های گرفته شده از باکتری نمک دوست
هالوموناس ایالنگاتا
.2ساخت ترهالوز در سیب زمینی و برنج (ترهالوز در باکتری ه و
مخمرها تولید می شود اگر چه در گیاهان ،متابولیسم ترهالوز نقش
مهمی را در انتقال پیام های متابولیکی بازی می کند اما خود ترهالوز
فقط درگیاهان فوق العاده خشکی پسند متراکم می شود)
یک گزارش چشم گیر راجع به تقویت تحمل شوری در گیاه تنباکو که ژن
اینورتاز مخمر را در آپوپالست خود بیان می کرد ،پتانسیل نقش متابولیسم
ساکاروز را آشکار ساخت .نویسندگان این مقاله ،افزایش تحمل شوری را
در گیاه ترانسژنیک تنباکویی گزارش نمودند که ژن اینورتاز مخمر را در
فضای آپوپالست خود بیان می کرد .آن ها نتیجه گیری کردند که
دستکاری متابولیسم ساکارزو در گیاهان ترانسژنیک می تواند از دستگاه
فتوسنتزی ان ها در تنش های شوری محافظت نماید .نشان داده شده است
که بیان زیاد پلی ال ها (مانند مانیول و )Dononitolدر افزایش قدرت
تحمل شوری و کم آبی گیاهان ترانسژنیک تنباکو دخالت دارند.
محافظت آنتی اکسیدانتی
یکی از جنبه های مهم تنش های شوری در گیاهان ،تولید عوامل ROS
از جمله رادیکال سوپراکسید ) (Q2پراکسید هیدروژن ) (H2O2و
هیدرواکسیل رادیکال ) (OHاست که تحت تأثیر تنش شوری شروع می
گردد .عوامل ROSمحصول تغییراتی است که در جریات تنش در
متابولیسم کلروپالست و میتوکندری رخ می دهد .این عوامل باعث بروز
آسیب های اکسیدی در اجزای مختلف سلول ،از جمله لیپیدهای غشایی ،
پروتئین ها و اسیدهای هسته ای می شوند .برطرف سازی این آسیب های
اکسیدی می تواند به افزایش مقاومت گیاهان نسبت به تنش های شوری
منتهی گردد .گیاهان از آنتی اکسیدانت هایی با وزن ملکولی پایین (مانند
اسید آسکوربیک و گلوتاتیون احیا) استفاده می کنند و انواع گوناگونی از
آنزیم ها ،از قبیل سوپر اکسیداز دیسمیوتاز )APX، CAT ، (SOD
گلوتاتیون -5-ترانسفراز ) (GSTو گلوتاتیون پراکسیداز ) (GPXرا
برای جمع آوری عوامل ROSبه کار می گیرند.
گیاه برنج که ژن میتوکندریایی SODوابسته به Mnمربوط به مخمر را
به میزان باالیی بیان می کنند ،توانایی تحمل شوری زیادی را از خود
نشان می دهند (جدول . )3-8-2بیان زیاد ژن پراکسیداز دیواره ای در
گیاه تنباکو باعث افزایش تندش دانه ها در تنش های اسمزی می شود .در
تنش های شوری ،تندش دانه ها و رشد نهال ها در گیاهان نرانسژنیک
تنباکو که در دو ژن GSTو GRXرا به میزان باالیی بیان می کنند ،به
مقدار زیادی افزایش می یابد .مطالعات بعدی نشان دادند که عالوه بر
افزایش فعالیت GST/GRXنهال های نرانسژنیک تنباکو در مقایسه با
انواع وحشی ،حاوی میزان باالتری از گلوتاتیون و اسید آسکوربیک
هستند و میزان باالتری از فعالیت منودهیدروآسکوبات ریدو کتاز را از
خود نشان می دهند و در حالی که خزانه ی گلوتاتیون اکسیدتر است .این
نتایج بیان می دارند که فعالیت جمع آوری گلوتاتیون وابسته به اکسیداز و
تغییرات متابولیسم گلوتاتیون و آسکوربات مربوط به آن ،به کاهش آسیب
های اکسیداتیو در گیاهان نرانسژنیک می انجامد و به افزایش توانایی
تحمل شوری در آنها کمک می کند.
گیاهان در جریان تنش شوری ،افزایش ی را در تولید H2O2و دیگر ملکول عوامل ROS
از خود نشان می دهند .سوبسترای اصلی برای سم زدایی ( H2O2از طریق احیا سازی)
ترکیب آسکوربات باست که باید به طور پیوسته از اشکال اکسیدی خود بازسازی گردد.
یکی از عملیات مهم گلوتاتیون برای محافظت در مقابل تنش های اکسیداتیو ،احیاسازی
آسکوربات از طریق چرخه آسکوربات – گلوتاتیون است که در آن GSHبه عنوان یک
واسطه ی بازیافتی در احیای H2O2عمل می کند Ruiz .و Blumwaldمسیرهای
آنزیمی را مطالعه نمودند که در جریات پاسخ به تنش شوری در انواع وحش ی و گیاهان
کانوالی مقاوم به شوری باعث ساخت گلوتاتیون می شوند.
در این مطالعات گیاهان وحشی افزایش چشم گیری را در فعالیت آنزیم
های مربوط به ساخت سیستئین نشان دادند (که مرحله اساسی برای ورود
گوگرد احیا به ترکیبات آلی ،مانند گلوتاتیون به حساب می آید) و همچنین
باعث افزایش قابل مالحظه ای در مقدار GSHشدند .از طرف دیگر این
فعالیت ها در گیاهان مقاوم به شوری بدون تغییر باقی ماندند و محتوای
GSHآنها در اثر تنش شوری تغییر نکرد .این نتایج به وضوح نشان می
دهند که تنش های شوری افزایشی را در جذب القایی گوگرد و مسیرهای
بیوسنتزی سیستئین و GSHباعث می شوند که هدف آنها تسکین تنش
های اکسیدی ناشی از شور یاست .تغییرات کمی که در گیاهان
ترانسژنیک بیان کننده ژن آنتی پورت Na+/H+واکوئلی ایجاد می شود
حاکی از این است که متراکم سازی Na+اضافی در واکوئل (و حفظ
نسبت باالی سیتوتوکسیک ) K+/Na+تنش های اکسیدی ناشی از شوری
را به میزان زیادی کاهش می دهد .این موضوع اهمیت نقش هموستاسی
Na+را در جریات تنش های شوری به وضوح نشان می دهد.
ارزیابی توانایی تحمل شوری در گیاهان ترانسژنیک
همان سور که در باال تشریح گردید ارزیابی توانایی تحمل شوری در
آزمایشات ترانسژنیک اکثرًاا به کمک تعداد محدودی از نهال ها و گیاهان
کامل به صورت تجربیات آزمایشگاهی انجام گرفته اند .در اکثر این
موارد ،آزمایشات را در شرایط گلخانه ای انجام داده اند و در جریان آن
ها ،گیاهان مورد آزمایش در معرض شرایط حاکم بر خاک های بسیار
شور (خاک های قلیایی pH ،دمای باالی روزانه ،حضور نمک های
محلول دیگر (مانند سلنیوم ،بر و ))...قرار نمی گیرند.
نیاز مبرمی برای ارزیابی توانایی تحمل شوری گیاهان در مزرعه وجود
دارد و مهم تر از آن باید توانایی تحمل شوری را در ارتباط با بازدهی
گیاهان ارزیابی نمود .ارزیابی گیاهان در مزرعه تحت شرایط شوری
مشکل است ،زیرا میزان تراکم نمک در شرایط حاکم بر مزرعه متغیر
است و امکان برخورد با عوامل محیطی دیگر ،از قبیل باروری خاک ،
دما ،شدت روشنایی و دفع آب به علت تعرق وجود دارد .
ارزیابی قدرت تحمل شوری در اثر تنوع حساسیت به نمک رد مراحل
مختلف چرخه ی زندگی مشکل تر گردیده است .به عنوان مثال ،تولید
دانه در برنج بسیار بیشتر از رشد رویشی آن تحت تأثیر شوری قرار می
گیرد .در گوجه فرنگی توانایی گیاه برای تندیدن در شوری باال با توانایی
آن برای رشد در تنش های شوری مطابقت ندارد ،زیرا هر دو فرآیند
توسط مکانیسم های متفاوتی کنترل می شوند .هر چند که برخی از
ژنوتیپ ها ممکن است توانایی تحمل مشابهی را در مراحل تندیدن دانه و
رشد رویشی از خود نشان دهند .بنابراین تشخیص این مسأله ضروری
است که ارزیابی توانایی تحمل تنش در آزمایشگاه غالبًا ا کم ترین تطابق را
با توانایی تحمل تنش در مزرعه نشان می دهد .اگر چه موفقیت های
زیادی در راه توسعه ی تحمل زیاد تنش در مدل های ترانسژنیک گیاهی
(مانند تنباکو ،برنج ،عربیداپسز ) وجود دارد ولی نیاز فوری برای
آزمایش این موفیت ها در گیاهان زراعی احساس می شود .از این جهت
گیاه برنج دارای مزیت هایی است ،زیرا هم یک مدل تک لپه ای و هم
با این وجود ،این امتیازها هنگام آزمایش ژن های انتقالی در تنباکو و
عربیداپسز وجود ندارد .این وضعیت چندین چالش تکنیکی و اقتصادی را برای
دستکاری ژنتیکی بسیاری از گیاهان زراعی ،به ویژه تک لپه ای ها به همراه
دارد:
.1دستکاری ژنتیکی برخی از تک لپه ای ها هنوز به یک امر روزمره تبدیل
نشده است و توسعه ی یک سری از نژادهای هوموزیگوت T2مستقل ،هم
از نظر زمانی و هم از جهت اقتصادی پر هزینه است.
.2عمل غربالگری گیاهان برای انتخاب تحمل تنش باید شامل یکی از اجزای
مزرعه شود ،زیرا بسیاری از آزمایشات مربوط به تحمل تنش که توسط
محققان پایه ای به کار می رود با استفاده از محیط های کشت غنی ،شامل
ساکاروز انجام می پذیرد .احتمال کمی دارد که این نوع غربال سازی ارتباط
زیادی با فعالیت گیاه در مزرعه داشته باشد.
.3از آنجا که خاک شور غالبًا ا پیچیده هستند و ممکن است شامل ,CaCl2,
CaCl4 NaClو Na2SO2تراکم باالی بر PHقلیایی و غیره باشد ،
گیاهانی که از لحاظ ویژه ای به نظر امید بخش می رسند باید در نهایت ،در
تمام این محیط ها آزمایش گردند.
نتیجه گیری و چشم انداز
برنامه های متعارف اصالح نژاد برای تولید ژنوتیپ های مقاوم به نمک با
موفقیت های محدودی همراه بوده اند .این فقدان موفقیت تا حدودی به خاطر این
است که پرورش دهندگان گیاهان ترجیح می دهند مواد ژنتیکی خود را در
شرایط ایده آل ارزیابی نمایند .برخورد با این موضوع مبرم تر می گردد ،زیرا
شرکت های تجاری تولید کننده ی بذر ،به طور روزافزونی از جنبه های
سودآوری تجاری به تولید گیاهان زراعی مقاوم به شوری می نگرند .برای این
که شرکت های تجاری اصالح نژاد در توسعه ی واریته های جدید با قدرت
تحمل باالتر تنش های مختلف سرمایه گذاری نمایند ،همیشه این سؤال مطرح
می گردد که آیا سرمایه گذاری در توسعه ی این اقالم زراعی ارزش دارد یا
خیر؟ هیچ منافعی در تالش برای توسعه ی گیاهان مقاوم به شوری وجود ندارد
مگر آنکه یک مزیت اقتصادی داشته باشد و هنگام پرورش در خاک های
نامساعد ،به گیاه امکان رقابت (از نظر بازدهی محصول) با گیاهان حساس به
شوری را بدهد .عقیده محققان پایه ای ممکن است متفاوت باشد ،زیرا برای
محققان افزایش تحمل شوری هر چند ناچیز باشد نیز ارزشمند است.
برای ارزیابی امکان بهبودی تحمل تنش در گیاهان ،پیشنهاد می کنیم که
جامعه ی محققان چند مورد مهم زیر را مد نظر داشته باشند:
.1اگر چه محققان مختلف متوجه ی چندین تغییر شدید در بیان ژن های
دخیل در تمام تنش ها شده اند ،اما متداول ترین پروموتورهایی که
برای معرفی ژن های ترانسژنیک به کار می برند ،انواعی هستند که
ابتدا به صورت همیشگی بیان می گردند .این پروموتورها شامل
پروموتورر CaMV 35sو انواع actinو ubiquitinمی شوند .
مطالعات اخیر نشان داده اند که بیان زیاد ژن هایی که به طور
اختصاصی به وسیله ی تنش برانگیخته می گردند ،تحت کنترل
پروموتورهای قابل تحریک با تنش و انواع اختصاصی بافت ها غالبًا ا
در مقایسه با بیان ژن ها تحت کنترل پروموتورهای همیشگی ،فتوتیپ
های بهتری را تولید می کنند.
.1اگر چه موفقیت های متعددی در زمینه ی تولید گیاهان مقاوم به تنش های
غیرزیستی به کمک تنباکو با عربیداپسز به دست آمده اند ،ولی نیاز واضحی
برای آغاز معرفی این ژن های مقاوم در گیاهان زراعی وجود دارد .از این
گذشته هر چند که محققان تمایل دارند با چندین سیستم گیاهی پایه ای (با
استفاده از عربیداپسز تنباکو و برنج به عنوان مهم ترین گونه های انتخابی)
کار کنند ،اما هیچ تالشی جهت انتخاب زمینه های ژنتیکی خاص صورت
نگرفته است.
.2بسیار محتمل است که کارآیی ژن های انتقالی ویژه در زمینه ی ژنتیکی
خاصی که بدان منتقل شده اند به خوبی مستقر گردند .یکی از اجزای این
حالت ،پدیده ای است معروف به تأثیر موقعیت ) (position effectکه به
خوبی شناخته شده است .به هر حال عالوه بر این توانایی ژن های انتقالی
برای فعالیت ممکن است توسط زمینه ی ژنتیکی کلی ،به خوبی تعیین گردد
.این عمل مستقل از محل کروموزومی ژن انتقالی صورت می گیرد که به
قابلیت ادغام ترانسژن ) (TCAمعروف است.
-4همچنین به استقرار سیستم های مقایسه ای بهتری نیاز داریم .به همین ترتیب ،باید به
جنبه های منطقی ادغام ژن ها توجه نماییم .درست همان کاری که اکنون محققان علم
مقاومت بیماری ها با انباشته سازی ژنی انجام می دهند .به عنوان مثال بیان زیاد
AtSOSlدر مریستم (سلول های فاقد واکوئل) و ( AtNHXlبرای متراکم سازی Na+
در واکوئل) همراه با تولید زیاد مواد محلول سازگار نه فقط توانایی استفاده از نمک را به
عنوان یک اسموتیکوم ) (osmoticomدر جریان رشد رویش ی فراهم می آورد ،بلکه
توانایی کاهش سمیت Na+را در جریان مراحل اولیه رشد و استقرار نهال ها فراهم می کند
.هر کجا که قابل استفاده باشند ،باید ژن های مربوط به محافظت در مقابل تنش های
اسمزی را ادغام کرد ،به ویژه در سلول های فتوسنتزی فعالی که نسبت به تخریب های
کلروپالستی ناش ی از عوامل ROSحساس ترند.
اگر چه پیشرفت در زمینه ی ارتقای توانایی تحمل تنش کند بوده است ،اما
فرصت های متعدد و دالیلی برای خوشبینی وجود دارد .طی ده سال گذشته ،
چندین ابزار کاربردی توسعه یافته است که می تواند امکان ترشح بسیاری از
سؤال های بنیادی مربوط به تحمل تنش را فراهم آورند .این ابزار شامل موارد
زیر می شود :
.1توسعه ی مارکرهای مولکولی برای نقشه برداری ژنی و ساخت نقشه های
مربوطه
.2توسعه ی مجموعه های ژنی EST
.3تعیین توالی کامل ژنوم گیاهان مختلف (شامل عربیداپسز ،برنج و ذرت)
.4تولید T-DNAیا جمعیتی از عربیداپسز که به کمک نرانسپوزان جهش یافته
اند
.5توسعه ی چندین ابزار ژنتیکی پیشرو (مانند )Tillingکه بتوان از آن ها در
ارزیابی فعالیت ژن ها استفاده نمود.
بنابراین نیاز داریم که به اثرات مقایسه ای و بر هم کنش ژن های انتقالی
خاص در یک زمینه ی ژنتیکی معین توجه نماییم و کارایی این روش را
در مزارع تعیین کنیم.
طی 50سال گذشته ،بسیاری از محققان راجع به توسعه ی گیاهان
زراعی مقاوم به شوری از هالوفیت های حقیقی بحث نموده اند .اگر چه
هالوفیت ها به اشکال گیاهی متنوعی یافت می شوند ،ولی امروزه تعداد
بسیاری کمی از گیاهان زراعی هالوفیت می توانند به طور مؤثری با
گیاهان زراعی گلیکوفیت رقابت کنند .از این گذشته ،مطالعات انجام شده
بر فیزیولوژی قدرت تحمل تنش ،بیان می دارد
تهیه کننده :
سیما احمدی ونهری
شماره دانشجویی870596698:
استاد مربوطه:دکتر کیوان بهشتی مال