بیوتکنولوژی
صنایع غذایی دریایی
و شیلات
فناوریهای نوین:
نانوتکنولوژی
بیوانفورماتیک
انرژی هسته ای
بیوتکنولوژی
نانوتکنولوژی چیست؟
نانوتکنولوژی تولید کارآمد مواد و دستگاهها و سیستمها در مقیاس طولی نانومتر، و بهره برداری از خواص و پدیده های نوظهوری است که در مقیاس نانو توسعه یافته اند .
یک نانومتر چقدر است؟
یک نانومتر یک میلیاردم متر است. این مقدار حدوداً چهار برابر قطر یک اتم است. مکعبی با ابعاد 2.5 نانومتر ممکن است حدود 1000 اتم را شامل شود. کوچکترین IC های امروزی با ابعادی در حدود 250 نانومتر در هر لایه به ارتفاع یک اتم، حدود یک میلیون اتم را در بردارند. در مقایسه یک جسم نانومتری با اندازه ای حدود 10 نانومتر، هزار برابر کوچکتر از قطر یک موی انسان است.
از ایجاد ضایعات در حین حمل ونقل و نگهداری جلوگیری می کند.
موجب ماندگاری هر چه بهتر محصولات کشاورزی می شود.
فاقد عوارض سموم شیمیایی و خطرناک می باشد .
بواسطه اثرات ضدمیکروبی باعث افزایش shelf life وماندگاری محصول می شود.
مزایای استفاده از فناوری نانو در بسته بندی:
کاربرد نانوتکنولوژی در صنایع بسته بندی
کاربردها : بسته بندی
کاربرد های نانو فناوری در صنعت بسته بندی
کاربرد نانو در صنایع بسته بندی
قابل اختلاط با انواع خمیر کاغذ در صنعت مقوا سازی
بسته بندی مواد داخل کارتن ها و جعبه ها
پوششهای مخصوص داروسازی و داروئی
کاربرد نانو در تولید کاغذ وکارتن برای بسته بندی محصولات کشاورزی
مواد اولیه: IIR-PULP- PS
آستر درون جعبه ها به منظور بسته بندی تجهیزات ظریف پیچیده مثل دوربین ، وسایل الکترونیکی
آستر کالای جعبه دار برای مواد غذایی مثل پنیر خامه ای.
اثرات پوشش نانو در تازگی سبزیجات
تستهای میکروبی محصولات غذایی مختلف و همچنین برآورد زمان ماندگاری در ظروف و پوششهای حاوی نانوفناوری
بیوانفورماتیک
بیوانفورماتیک علم نوینی است که در آن با استفاده از کامپیوتر، نرم افزارهای کامپیوتری و بانکهای اطلاعاتی سعی می گردد تا به مسائل بیولوژیکی بخصوص در زمینه های سلولی و ملکولی پاسخ داده شود.
در این علم با بکارگیری کامپیوتر سعی می گردد تا تحقیقات وسیعتری در خصوص پروتئین ها و ژنها بعمل آید.
دو فعالیت برجسته ای که بیوانفورماتیک دانان به آن مشغول هستند پروتئومیک و ژنومیک می باشد.
کاربردهای انرژی هسته ای
_جلوگیری از جوانه زدن محصولات کشاورزی
_کنترل حشرات
_ تاخیر انداختن زمان رسیدن محصولات کشاورزی
_ افزایش زمان ماندگاری
_ کاهش میزان آلودگیهای باکتریائی ،ویروسی ، قارچی،و انگلی
_ ایجاد موتانسیونها و جهش های ژنتیکی کنترل شده در گیاه
دام ،طیور و آبزیان
کاربرد های زیست فناوری :
در فرهنگ لغات و بستر علم کاربردی زیست شناسی، تعریفی است که معادل بیوتکنولوژی بیان گردیده است
تاریخچه بررسی های ژنتیک مولکولی و اصلاح نژاد حیوانات
سال 1354 ( 1975 ) شروع مطالعات ژنتیِک مولکولی آبزیان در دنیا
سال 1378 ( 2000 ) تاسیس بخش بیوتکنولوژی آبزیان در ایران
اهداف زیست فناوری آبزیان
ارتقا دانش فنی و حرکت در جهت اقتصاد بدون نفت
کاهش ضایعات زیست محیطی و حفاظت ذخایر ژنتیکی و منابع طبیعی آبزیان
تولید گونه های آبزیان پربازده از مولدین شناسنامه دار کشور
شناسایی و مطالعات سیستماتیک آبزیان به روش مولکولی
تولید مولدین اصیل و تشکیل اجداد خالص آبزیان ایران
تولید فرآورده های بیولوژیک آبزیان : نظیر اسپرم منجمد , کشت بافت و سلولی آبزیان, تولید آگار و آکاروز, کیتین و کیتوزان.
بررسیهای بیوتکنولوژی و تولید میکروارگانیسم به منظور تصفیه بیولوژیکی پساب های کارگاههای پرورش میگو، ماهیان گرم آبی , خاویاری و ماهیان سردآبی .
عمل آوری آبزیان و تولید فرآورده های متنوع و بالابردن ارزش افزوده آنها با استفاده از روشهای بیولوژیک نظیر پنیر ماهی،بستنی ماهی، سوسیس ماهی
شناسائی ، استخراج و فرآوری مواد بیولوژیک از آبزیان برای مصارف انسانی نظیر ژلاتین ، پروتئین کنسانتره ماهی
به کارگیری زیست فناوری در سلامت آبزیان :
الف پیشگیری:
تولید واکسن نوترکیب برعلیه بیماری استرپتوکوکوزیس ماهیان قزل آلای کشور و زمینه سازی برای صادرات واکسن
ب تشخیص :
دستیابی به دانش فنی روش های تشخیص مولکولی بیماری ویروسی لکه سفید میگو WS
بکارگیری زیست فناوری برای حفظ تنوع زیستی و ذخائر ژنتیکی
ظرفیت سازی ، ساماندهی، تکمیل و شبکه سازی بانکهای ژنی آبزیان به منظور :
الف: تشکیل بانک ژن ، اسپرم و تخمک آبزیان کشور و ثبت اطلاعات ژنتیکی آبزیان اقتصادی کشور
ب : ایجاد و ثبت بانک میکروارگانیسم های مفید قابل استفاده در آبزی پروری
ج : بررسی تنوع ژنتیکی با استفاده از نشانگرهای مولکولی اکثر گونه های آبزیان کشور
د : ایجاد بانک ژن زنده (مزارع تحت کنترل ) آبزیان درخطر انقراض با اولویت ماهیان خاویاری و آرتمیا ایران و کشورهای منطقه.
بکارگیری روش های زیست فناوری برای اصلاح نژاد آبزیان :
دستیابی به دانش فنی و شناسائی مارکرمولکولی وراثت پذیری نرخ رشد ماهی آزاد دریای خزر
دستیابی به دانش فنی و شناسائی مارکرمولکولی وراثت پذیری نرخ رشد ماهی کپور دریای خزر
دستیابی به دانش فنی و شناسائی مارکرمولکولی وراثت پذیری نرخ رشد ماهی قزل آلای کشور
دستیابی به دانش فنی و شناسائی مارکرمولکولی وراثت پذیری نرخ رشد میگوسفید هندی
تعدادگونه های ماهیان کشور
گونه های ماهی و میگو پرورشی کشور
کپور ماهیان چینی ورود به کشور 1340
کپور ماهیان هندی ورود به کشور 1382
ماهی کفال خاکستری ورود به کشور 1373
ماهی قزل آلا ورود به کشور 1342
میگوی منودون ورود به کشور 1373
میگوی روزنبرگی ورود به کشور 1368
میگوی وانمی ورود به کشور 1383
علیرغم قدمت نسبتاً طولانی فعالیت های تکثیر و پرورش آبزیان در ایران دارد استفاده از علم ژنتیک مولکولی در ایران از 10 سال گذشته آغاز گردیده است.
امروزه دامنه فعالیت علم بیوتکنولوژی از بحثهای کلاسیک دورگه گیری و هیبریداسیون خارج گشته و در بسیاری از آبزیان توانسته ایم به ساختمان ژن، ایزوله کردن ژن آبزیان دست یابیم.
حتی توانسته ایم از روشهای فن آوری زیستی به عنوان ابزاری برای مطالعه بیولوژی مهاجرت ، تفکیک جمعیت، تکامل و مباحث شجره نامه ای آبزیان استفاده نمائیم.
آشنایی با بیوتکنولوژی دریایی
به رغم وجود مزایای نسبی در زمینه بیوتکنولوژی در کشور، برخی از حوزه های مهم این تکنولوژی، مانند بیوتکنولوژی دریایی، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مطلب، تعاریف و کاربردهای "بیوتکنولوژی دریایی" ارایه شده اند. مشکلات و مزایای نسبی کشور در این عرصه نیز در آینده مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
دریا بستر بسیار مناسبی جهت تحقیق و توسعه است؛ اما تاکنون همه پتانسیل آن شناخته نشده است. در حقیقت، بخش اعظمی از موجودات دریایی (به خصوص میکروارگانیزم های اولیه) هنوز ناشناخته باقی مانده اند که بتدریج در حال شناسایی هستند. حتی در مورد موجودات زنده شناخته شده نیز دانش کافی جهت مدیریت کارا و بهره برداری بهینه از آنها وجود ندارد.
اهمیت بیوتکنولوژی دریایی
1- موجودات زنده دریایی، بخش اعظمی از ذخایر زیستی کره زمین را تشکیل می دهند. از آنجاییکه حیات از دریاها و اقیانوس ها سرچشمه گرفته است، لذا بخش اعظمی از موجودات نخستین و منحصر بفرد در دریاها زندگی می کنند. بنابراین، دریاها منبع عظیم ذخایر ژنتیکی بشمار می روند.
2- اغلب موجودات دریایی، ساختارها، مسیرهای متابولیک، سیستم های تکثیر (تولید مثل) و مکانیزم های احساسی و دفاعی منحصر بفردی دارند که بشر می تواند از آنها استفاده نماید. علت بروز این ویژگی های منحصر به فرد، زندگی در طیف وسیعی از شرایط محیطی است (از آب های سرد قطبی که دمای آنها تا 20- سانتی گراد می رسد، تا اعماق اقیانوس ها که میزان فشار در آنجا بسیار زیاد است).
مزایا حاصل از بیوتکنولوژی دریایی
1- تولید فرآورده های جدید و اصلاح شده
2- فراهم آوردن تکنیک های جدید جهت ردیابی، ارزیابی، ذخیره، حفاظت و مدیریت اکوسیستم های دریایی
3- شیلات و پرورش آبزیان به صورت پایدار و مطمئن .Aquaculture
در ایران انتظار می رود که کاربرد اصلی بیوتکنولوژی در کشاورزی باشد.
تکثیر آبزیان شاخه ای از بیوتکنولوژی دریایی است که ارتباط تنکاتنگی با کشاورزی دارد و اغلب در طبقه بندی کشاورزی جای می گیرد
در ایران تقاضای مردم برای خوراکهای شیلاتی نسبت به وضعیت فعلی افزایش خواهد یافت.
از همین رو برای تامین و برآوردن این نیاز میبایستی تکثیر و پرورش آبزیان چندین برابر گردد.
در این ارتباط اولین گام برای توسعه آبزی پروری در ایران شناسایی گونه با ارزش ژنتیکی آبزیان و اصلاح نژاد گونه های مناسب است.
باتوجه به وجود نیروهای متخصص و همچنین تنوع ژنتیکی و گستردگی گونه های آبزیان هم اکنون مطالعات لازم جهت شناسایی وگردآوری صفات مطلوب آبزیان کشور در حال انجام است
پیش بینی می گردد با اجرای پروژه های بیوتکنولوژی حدود 50 درصد اهداف پیش
بینی شده شیلات ایران در سالهای 1400 محقق شود.
عناوین طرح های تحقیقاتی بیوتکنولوژی آبزیان
مطالعات جامع ژنتیک مولکولی و اصلاح نژاد ماهیان سردآبی ایران
بررسی مطالعه کروموزومی تاسماهی ایران از طریق کشت گلبولهای سفید خون
مطالعات جامع اصلاح نژاد ماهی کپور از طریق تکنیک دستکاری ژنی
استفاده از مارکرهای بیوشیمیائی-ژنتیکی در جهت تشخیص باربوس ماهیان استان خوزستان
بررسی مولکولی جمعیت میگوی M.affinis خلیج فارس و دریای عمان با استفاده از مولکول mtDNA به روش RFLP
مطالعه ژنتیک بمنظور اصلاح نژاد و بهبود روش های تولید در مراحل مختلف رشد میگوی سفید هندی
بررسی مولکولی تعدادی از گونه ها و جمعیتهای آبزیان اقتصادی کشور
اهداف:
1-شناساییی مولکولیی تعدادیی از گونه هایی مهم آبزییان کشور و تعیییین مارکر مولکولی درسطوح گونه هایی مختلف آبزیان
2-اعمال مدیریت صحیح دررهاسازی و انتخاب مولدین گونه های اقتصادی
مطالعات ژنتیک بمنظور اصلاح نژاد و بهبود روشهای تولید در P. indicus مراحل مختلف رشد و پرورش میگوی بومی
اهداف:
بهگزینی و انتخاب مولدین میگوی سفید هندی
تولید گله های برتر
بررسی تنوع ژنتیکی در لاین های انتخاب شده با استفاده از روشهای مولکولی
تولید فراورده های بیولوژیک از جلبکهای قرمز گراسیلاریا
کنترل بیماری های آبزیان پرورشی از طریق تولید آبزیان مقاوم به بیماری:
صنعت پرورش ماهی و آبزیان به جهت پرورش با تراکم بالا مستعد بروز بیماری های ویروسی و باکتریایی بسیاری می باشد.
استفاده از آنتی بیوتیک ها یکی از ابتدایی ترین راه های جلوگیری از ابتلا جانور به بیماری باکتریایی است، اما تنها تعداد کمی از آنتی بیوتیک ها در پرورش آبزیان مجوز استفاده دارند. همینطور بسیاری از واکسن های بیماری های آبزیان که در بازار وجود دارد برای برخی از گونه ها کارآمد نمی باشند.
از سویی دیگر ساختن «DNA واکسن ها» نیز بسیار مشکل می باشد و نیازمند تجهیزات آزمایشگاهی پیچیده است و از همه مهمتر اینکه هنگام تزریق، استرس زیادی به آبزی وارد می سازد. برخی از پروتئین ها و پپتیدهایی شناسایی شده اند که خاصیت ضد باکتریایی و ویروسی دارند.
به طور مثال «سکروپین پپتیدی است که اولین بار در شاپرک (Hyalophora cecropia) شناسایی شده و خاصیت ضد باکتریایی وسیعی دارد.
پپتیدها در تنباکو و سیب زمینی به عنوان پپتید ضدمیکروب برای مقاوم کردن این دو گیاه استفاده شده است. این پپتید بر ضد باکتری Edwardsiella ictalurii و باکتری Flavobacterium columnare به کار گرفته شده و ماهیان تراریخته با این پپتید ۴۰ تا ۱۰۰ درصد نسبت به جمعیت غیرتراریخته مقاومت ضد باکتریایی از خود نشان داده اند.
پروتئین لاکتوفرین انسانی که جز پروتئین های غیراختصاصی سیستم ایمنی است، در کشاورزی برای استفاده از خواص ضد باکتریایی و ویروسی در پرورش تنباکو و سیب زمینی استفاده شده است. این پروتئین در آبزی پروری برای جلوگیری از بیماری هموراژی ویروسی در ماهی کپور علفخوار (Ctenopharyngodon idella) استفاده شده و مشخص شده است که ماهیان تراریخته تا ۳۶ درصد بازماندگی داشته اند.
با تشکر از توجه شما عزیزان