موضوع تحقیق:
اهمیت و کاربردهای گیاهان تراریخته (Transgenic Plants) در کشاورزی مدرن
DNA
ساختار دورشته ای نردبان مانندی که مجموعه ای از بازهای آلی و پله های نردبان اتصال های دوگانه و سه گانه بازهای آلی و حامل ژن های موجود زنده است. قدرت همانندسازی داشته و از قابلیت جهت یا موتاسیون نیز برخوردار می باشد.
ژنوم
همه ماده ژنتیکی یک موجود زنده یک اندامک مانند میتوکندری یا یک ویروس است.
قطعه ای از DNA که در تولید یک زنجیره پلی پپتیدی دخالت دارد. هر ژن لوکوس یا جایگاه معینی را در کروموزوم اشتغال می کند و به زاده ها منتقل می شود. به عبارت دیگر، هرژن بخشی از مولکول بلندی است که آن را دزوکسی ریبونوکلئیک اسید یا DNA می نامند.
ژن
کاربرد علم و مهندسی در استفاده مستقیم یا غیرمستقیم از موجودات زنده و یا اجزا و تولیدات آنها در حالت طبیعی یا تغییر یافته آن موجودات.
استفاده تلفیقی از علوم بیوشیمی، میکروبیولوژی و مهندسی به منظور نائل شدن به استفاده صنعتی از قابلیت های میکروارگانیسم ها، سلول های بافت کشت شده و اجزای متلق به آنها (فدراسیون بیوتکنولوژی اروپا)
استفاده کنترل شده از عوامل بیولوژیکی از قبیل میکروارگانیسم ها یا اجزای سلولی برای استفاده مفید. (فرهنگستان علوم ایالت متحده)
مراحل اساسی یک آزمایش کلونینگ شامل: 1. تولید و آماده سازی ناقل و DNA خارجی 2. اتصال ناقل و DNA خارجی به نحوی یک مولکول DNAنوترکیب ساخته شود. 3. تراریختی سلول های میزبان مناسب. 4. گزینش سلول هایی که مولکول DNA ترکیب را دریافت نموده اند.
تصویر شماتیک از ساخت بانک ژنومیک
02/11/1446
7
روش های انتقال ژن
انتقال ژن توسط ناقل
انتقال ژن بطور مستقیم یا بدون ناقل
1:
تراریختی به کمک پلاسمیدهای اگروباکتریوم
با استفاده از ویروس ها
2. روش های فیزیکی انتقال ژن
روش های شیمیایی انتقال ژن
جذب DNA توسط سلول ها، بافت ها و اندام ها
ژن های گزارشگر مورد استفاده به عنوان نشانگرهای گزارشگر و نحوه شناسایی آنها
ژن های نشانگر که در انتقال ژن مورد استفاده قرار می گیرند.
DNA between
L and R borders is
transferred to plant
as ssDNA;
T-DNA encoded genes can be substituted by target genes
Ti Plasmid
Genetic engineering of plants with Agrobacterium tumefaciens
A. tumefaciens: used extensively for genetic engineering of plants.
Contains T-DNA (bacterial plasmid)
Genes colud be integrated into the plant chromosomes when the T-DNA is transferred.
http://courses.washington.edu/z490/gmo/natural.html
A.Tumefaciens gall is not a tiny thing
نمایش مراحل میکرواینژکشن روی پروتوپلاست گیاهی با ثابت نگه داشتن پروتوپلاست بوسیله پیپت نگهدارنده
واردنمودن DNA بدرون سلول از طریق الکتروپوریشن a: اتصال قطعات DNA به غشاء سلولی b: تشکیل روزنه در اثر ضربانات الکتریکی c,d: ورود قطعه DNA بدرون سلول و ترمیم روزنه
دیاگرام فرآیند بمباران ذره ای
نمایی شماتیک از واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)
02/11/1446
17
Tomato fruits from control plants grown at low salinity (left) and transgenic plants grown in the presence of 200 mM NaCl (right).
02/11/1446
18
مقاومت به تنش های زنده
مقاومت به حشرات
مقاومت به ویروس ها
مقاومت به بیماری های قارچی و باکتریایی
خشکی
سرما
شوری خاک و …
مقاومت به تنش های غیرزنده
02/11/1446
19
The first step in transformation of wheat is the isolation of immature embryos. Developing kernels of wheat are surface sterilized. The pericarp tissue is then pulled back and the immature embryos (0.5 – 1.0 mm) are removed.
The immature embryos are placed on a callus induction medium without herbicide selection for five days.
The callus tissue induced is then placed on an high osmoticum media. This media prepares the callus tissue for the transformation. The calli are arranged in a circle on petri plates that corresponds to the area that will be blasted with DNA coated gold particles.
The DNA containing both a selectable marker such as a gene that confers herbicide resistance and a gene of interest are coated onto the surface of gold particles. The calli are then placed in the vacuum chamber of the gene gun. Helium gas pressure is built up and then released and as the pressure is released the DNA coated gold particles are shot onto the calli.
The calli remain on the high osmotic media for 20 hours following shooting. They are then placed on a selective media containing a herbicide for a period of three weeks.
Calli that exhibit strong growth following the three weeks on the selective media are transferred to a media to induce the production of shoots. After they form small shoots, they are transferred to magenta containers on a root induction media.
The small plantlets are transplanted into soil and acclimated under high humidity conditions for a period of one week.
Following acclimation the plants are screened for herbicide resistance by spraying with the selective herbicide. With current procedures only 10-20% of the plants are actually transgenic. (Unaffected by the herbicide.)
The transgenic plants are transferred to the greenhouse, DNA analysis is performed for the gene of interest and the plants are allowed to set seed
Representative plant tissue from each stage in the transformation process is shown above. In above top left photo, from left to right, developing kernel of wheat, immature embryo following dissection, calli tissue following three weeks of growth, calli with shoot following three weeks of growth on shoot induction media, and plantlets following several more weeks on the root induction media.
02/11/1446
30
کارهای ادبی، هنری و علمی
اجرای نمایش های هنری، موسیقی و انتشارات
نوآوری در تمامی زمینه های تلاش انسانی
کشفیات علمی
طرح های علمی
طرح های صنعتی
علائم تجربی، علوم خدماتی، تمام اسامی تجاری و طراحی ها
حمایت در برابر رقابت نامعقول و تمام حقوق ناشی از فعالیت های معنوی در صنعت، ادبیات یا زمینه های هنری
قوانین بیان شده توسط کنوانسیون سازمان جهانی مالکیت معنوی (WIPO)
02/11/1446
31
عوامل بیماری زای پذیرفته شده عبارتند از:
روابط با میزبان: ایجاد عوارض نامطلوب و امکان تولید متابولیت های سمی
قابلیت سرایت: توان انتشار عمودی یا افقی به میزبان های مختلف از یک یا چند گونه با توجه به عوامل مستعدکننده
سرایت کردن: انتشار وسیع درمیزبان یا میزبان ها
بقاء: پایداری بیولوژیکی در محیط زیست مطلوب و نامطلوب
مقاومت: پایداری بیولوژیکی درمقابل آنتی بیوتیک های ضدعفونی کننده و میکروب کش ها
خاصیت حساسیت زایی، ایجاد واکنش های حساسیت در میزبان یا میزبان های مختلف
نتیجه:
رسیدگی به آثار بالقوه مثبت و منفی زیست محیطی مهندسی ژنتیک به تلاش های هماهنگ و سازمان یافته ای نیاز دارد. تولید هر واریته ی جدید به نظام های دولتی نظارت بر ایمنی در هر کشور نیازمند است تا از طریق آن هرگونه آثار نامطلوب گیاهان تراریخته بر سلامتی بشر شناسایی و کنترل گردد، زیرا اثرات احتمالی سوء این محصولات در کوتاه مدت نامشهود بوده، بعلاوه ممکن است فرآیند آن بدست متخصصین غیرقابل اعتماد قرارگرفته و جامعه به خطر افتد. در نهایت لازم است برای رفع فوری نیازهای کشاورزی پایدار در جهان، زمانبندی هایی صورت گرفته و در جهت رفع احتیاجات جمعیت در حال گسترش دنیا بر اساس عدم تخریب منابع طبیعی تلاش شود و از این فن آوری در کنار پیشرفت های مهم سایر رشته ها استفاده گردد تا تولید محصولات غذایی و نیز کارایی تولید افزایش یافته، در کنار آن مشکلات زیست محیطی نیز کاهش یابد.