بیوتکنولوژی

معرفی بیوتکنولوژی کشاورزی و بررسی کاربردهای آن

بیوتکنولوژی کشاورزی یکی از گرایش های مهم رشته بیوتکنولوژی است که با سرعت خیره کننده ای در دنیا در حال پیشرفت است. رسالت و هدف مهم زیست فناوری گیاهی، تولید و تامین منابع غذایی بشر است. با افزایش جمعیت و محدودیت منابع طبیعی، یافتن راهکارهایی برای تولید و تامین محصولات کشاورزی که مهمترین نیاز بشر در همه دوران است، بر عهده متخصصان بیوتکنولوژی کشاورزی است.

کاربردهای زیست فناوری کشاورزی

زیست فناوری گیاهی یکی از مهم ترین ابزار های تولید محصولات کشاورزی، غذا و دارو در جهان است. تکنیک هایی مانند کشت بافت و ریزازدیادی سبب تولید گیاهانی عاری از هر گونه بیماری و آلودگی می شود. ضمن اینکه باعث افزایش خلوص ژنتیکی محصولات شده و کمیت و کیفیت تولید را بسیار بالا می برد. سرعت تولید نیز به شکل چشمگیری افزایش پیدا کرده و می تواند به ریشه کن کردن گرسنگی در جهان کمک زیادی کند.

تولید و استخراج متابولیت های ثانویه از مهمترین منابع تامین مواد اولیه دارویی است، مواد مهمی مانند تاکسول که در درمان سرطان نقش دارند و در داروهای شیمی درمانی استفاده می شوند، از فرآورده های یا متابولیت های ثانویه گیاهی هستند.

تولید محصولات تراریخته با استفاده از تکنیک های بیوتکنولوژی سبب ایجاد گیاهانی با مقاومت بالا در برابر تنش های محیطی مانند شوری، خشکی و کم آبی شده شده و همچنین می تواند گیاهان را تولید کند که حاوی مواد ارزشمند غذایی مانند پروتئین ها، اسیدهای آمینه و ویتامین ها باشد. ضمن اینکه محصولات تولید می شوند که در مقایسه با محصولات غیر تراریخته، عملکردی بسیار چشمگیرتری در واحد سطح دارند.

برای استفاده از خدمات تخصصی مشاوره بیوتکنولوژی، اینجا را کلیک کنید.

تاریخچه بیوتکنولوژی کشاورزی از دیدگاه مجله نیچر Nature

بیوتکنولوژی کشاورزینگاه کوتاه به

کاربردهای بیوتکنولوژی کشاورزی

کشت بافت


مهندسی ژنتیک


بیوانفورماتیک


متابولیت های ثانویه

همان طور که پیش تر گفته شد، کشت بافت و ریزازدیادی ابزار مهمی در زیست فناوری گیاهی برای تولید گیاهان به روش غیرجنسی در مقیاس انبوه با خلوص ژنتیکی بالا است. گیاهان دارویی، باغی، زراعی و زینتی مهمی که برای تامین منابع غذایی مورد  نیاز بشر ضروری است و یا گیاهان کمیابی که در معرض انقراض قرار دارند، با استفاده از سلول های غیر جنسی در شرایط درون شیشه ای به روش کشت بافت تولید می شوند.

مهندسی ژنتیک

مهندسی ژنتیک شاخه ای از علم بیوتکنولوژی است که حد و مرزی ندارد و هر روز در حال پیشرفت های جدید و شگرفی است. استخراج ژن، استخراج DNA و RNA ، کلون کردن ژن ها یا کلونینگ (شبیه سازی)، ایجاد نقشه های ژنی، غرباگری های ژنتیکی و … همه در حیطه فعالیت های مهندسی ژنتیک قرار می گیرد. مهندسی ژنتیک علاوه بر کشاورزی در پزشکی، علوم جانوری و دامی و صنعت نیز بسیار کاربردی و در حال استفاده است.

بیوانفورماتیک

بیوانفورماتیک ابزاری در رشته زیست فناوری است که برای درک و فهم بهتر داده ها و اطلاعات زیستی استفاده می شود. در واقع زیست داده ورزی یا همان بیوانفورماتیک زیر مجموعه ای از زیست شناسی مولکولی است که با تلفیق علوم کامپیوتر و آمار به جمع آوری، تجزیه و تحلیل و تفسیر داده های زیستی و همچنین ساخت بانک های اطلاعاتی می پردازد. با توجه به حجم اطلاعات بسیار زیاد و پیچیدگی داده های زیستی، استفاده از بیوانفورماتیک به یک ابزار ضروری برای پروژه های مختلفی مثل تعیین توالی ژنوم تبدیل شده است.

متابولیت های ثانویه

متابولیت های ثانویه (Secondary Metabolite) ترکیبات آلی هستند که بطور مستقیم در رشد و زایش گیاه کاربرد و تاثیر ندارند. در حقیقت گیاه فقط در مواقع خاصی مثل قرار گیری در معرض تنش ها و خطرات این ترکیبات را تولید می کند. بر خلاف اینکه این ترکیبات برای بقای گیاه ضروری نیست اما به لحاظ علم پزشکی و داروسازی از اهمیت بسیاری برخوردار هستند. متخصصان بیوتکنولوژی کشاورزی، افزایش تولید و خلوص متابولیت های ثانویه در گیاه را تحریک و آن را استخراج می کنند.

آینده بیوتکنولوژی کشاورزی

آینده بیوتکنولوژی کشاورزی را می‌توان بسیار امیدوارکننده و پربار پیش‌بینی کرد. با پیشرفت‌های سریع در زمینه‌ های مهندسی ژنتیک و تکنولوژی‌های جدید مانند CRISPR، انتظار می‌رود که محصولات کشاورزی با ویژگی‌های بهبود یافته‌ای تولید شوند. این ویژگی‌ها شامل مقاومت به بیماری‌ها و آفات، تحمل به شرایط محیطی نامساعد، افزایش بهره‌وری و کیفیت محصولات می‌باشند.

همچنین، بیوتکنولوژی می‌تواند به توسعه محصولات جدیدی مانند گیاهان دارویی و صنعتی کمک کند که نقش مهمی در اقتصاد آینده خواهند داشت. با استفاده از داده‌های بزرگ (Big Data) و هوش مصنوعی (AI)، کشاورزی دقیق‌تر و کارآمدتر خواهد شد که می‌تواند به کاهش مصرف منابع طبیعی و افزایش پایداری کمک کند. در مجموع، آینده بیوتکنولوژی کشاورزی نویدبخش افزایش تولید و پایداری در مواجهه با چالش‌ های جهانی مانند تغییرات اقلیمی و افزایش جمعیت است.