موفقیت محققان ایرانی در فناوری تولید لاینهای والدینی بذرهای هیبرید سبزیجات به روش اصلاح معکوس / جلوگیری از خروج سالانه 200 میلیون دلار ارز با توسعه دانش فنی تولید بذر

در شرایطی که بیش از 98 درصد بذر مورد استفاده در کشت سبزی و صیفی جات در کشور وارداتی است محققان پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی پس از سالها تحقیق به پروتکل فناوری تولید بذرهای هیبریدی دست یافته اند که در صورت توسعه این فناوری در کشور ضمن بی نیازی از واردات چند ده میلیون دلاری بذر می توان بذرهایی متناسب با شرایط آب و هوایی ایران و مصرف آب بهینه تولید کرد.     

 دکتر مهران عنایتی شریعت پناهی، مدیر گروه کشت بافت و سلول پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی در گفت‌و‌گو با روابط عمومی پژوهشکده اظهار داشت: با توجه به مشکلات و پیچیدگی های فنی و سودآوری فوق العاده بالای تولید بذرهیبرید، دانش تولید بذرهای هیبرید در انحصار  شرکت های خارجی است و لذا در تامین بذر مورد نیاز هیبرید ارقام کشاورزی به ویژه سبزیجات کاملا وابسته هستیم. در حال حاضر 98 درصد بذور سبزی و صیفی جات کشور وارداتی است که سالانه طبق آمار رسمی حدود 90 میلیون دلار و براساس آمار غیررسمی بالغ بر 200 میلیون دلار صرف واردات آنها می شود. علاوه بر ارزبری، بذرهای وارداتی برای شرایط آب و هوایی ایران اصلاح نشده اند و مصرف آب آنها بالاست.

وی خاطرنشان کرد: برای تولید بذرهای هیبرید باید به فناوری تولید لاین های مادری بذور دست پیدا کنیم که شرکتهای بزرگ خارجی به هیچ وجه چنین تکنولوژی ای را در اختیار ما نمی گذارند. البته راه میان بری هم برای رسیدن به لاین های مادری هست که اصلاح معکوس از طریق تولید گیاهان دابل هاپلوئید است. محققان بخش کشت بافت و سلول پژوهشکده با هدف تامین بذر هیبرید مورد نیاز کشور با تحقیقات گسترده  به پروتکل تولید گیاهان دبل هاپلوئید و تولید لاینهای مادری مورد نیاز تولید بذرهای هیبریدی دست یافته اند.

شریعت پناهی در توضیح این تکنیک گفت: گیاهان هاپلوئید گیاهانی هستند که تعداد کروموزوم های اصلی آنها به نصف کاهش یافته است. گیاهان هاپلوئید گیاهانی مستقل بوده و منشأ اسپوروفیتی دارند و آلل ­های نهفته به دلیل عدم وجود آلل غالب بروز خواهند کرد. بهنژادی از طریق گیاهان هاپلوئید فصلی جدید در برنامه های اصلاحی است که به دلیل تولید لاینهای کاملا خالص از نسل F1 یک تلاقی خاص طی یک مدت بسیار کوتاه  بر روشهای سنتی کاملا برتری دارد. این کار با تولید گیاه هاپلوئید و بدست آوردن لاینهای کاملا خالص دبل هاپلوئید از طریق دو برابر کردن تعداد کروموزوم های آنها میسر است.

وی خاطرنشان کرد: در گیاهان دگرگشن (گونه هایی که دانه گرده یک گیاه روی کلاله گیاهان دیگر از همان گونه انتقال می یابد) مثل ذرت، خیار، سبزیجات، کلزا عمده درآمد شرکتهای بهنژادی و اصلاح نباتات از بذرهای F1 است که یک بار مصرف هستند یعنی بذرهایی که از کشت بذر هیبرید آنها به دست می آید به هیچ وجه صفات برتر نسل F1 را ندارد و کشاورز ناگریز از خرید مجدد آنها از شرکت تولیدکننده است. در پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی به طور خاص روی گیاه کلزا و سبزیجات کار کرده ایم که تاکنون توانایی تولید بذر آنها در کشور وجود نداشته و استفاده از روشهای کلاسیک تولید لاینهای اینبرد (خاص ژنتیکی) بسیار دشوار و زمان‌بر است.

شریعت پناهی تصریح کرد: برای تولید هاپلوئید از این گیاهان از روش کشت میکروسپور (آندوژنز) استفاده کرده ایم که یکی از کاراترین و معمولترین روش های ایجاد هاپلوئید است.بدین ترتیب که میکروسپور (دانه گرده‌ در مرحله ابتدائی نمو ) را در محیط درون شیشه قرار می دهیم و از طریق استرس دمایی، غذایی، شیمیایی و ...مسیر نمو آن را از تولید دانه گرده به جنین زایی و ایجاد گیاهچه هاپلوئید و در ادامه گیاه دبل هاپلوئید تغییر می‌دهیم. با این روش مهندسی اصلاحی معکوس در گیاه کلزا از بذر هیبرید به لاین‌های اینبرد رسیده ایم که با تلاقی آنها می توان انواع بذرهای F1 با خصوصیات مطلوب را تولید کرد.

دانشیار پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی خاطرنشان کرد: در گیاه خیار از روش دیگری برای تولید هاپلوئید استفاده میکنیم بدین صورت که دانه های گرده را با قرار دادن در معرض پرتوهای گاما در سازمان انرژی اتمی عقیم کرده و آنها را برای گرده افشانی گیاهان هدف استفاده میکنیم حاصل این فرایند جنین هاپلوئید خیار است که فاقد ژنوم گیاه پدری است. در ادامه جنین را اصطلاحا نجات می دهیم و با آن گیاه هاپلوئید تولید میکنیم که در تولید لاین قابل استفاده است.

وی تصریح کرد: با تحقیقات انجام شده امکان تولید لاین های اینبرد و دبل هاپلوئید کلزا و صیفی جات از جمله  گیاه فلفل دلمه ای را هم داریم که آماده واگذاری به بخش خصوصی است تا هیبرید های مناسب مناطق مختلف کشور را معرفی کنند.

مدیر گروه کشت بافت و سلول پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی افزود: اخیرا سیستم جدیدی برای تولید هدفمند لاینها از طریق مهندسی ژنتیک ابداع شده که فرایند مهندسی معکوس را با تعداد کمی لاین دبل هاپلوئید میسر میکند که با توسعه آنها درصددیم فرایند بهنژادی را در مدت زمانی کوتاهتر انجام دهیم.

دانشیار پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی در ادامه در پاسخ به این سوال که با توجه به اهمیت توسعه سبزی و صیفی جات در تامین نیازهای غذایی آیا امکان انتقال دانش فنی بهنژادی این محصولات از طریق سازمان فائو وجود دارد یا نه گفت: تولید بذور هیبرید سبزی و صیفی جات با توجه به سود آوری بالای آن برخلاف غلات که اغلب با پشتوانه دولتی تولید میشوند در اختیار بخش خصوصی است و امکان انتقال دانش مربوطه از طریق فائو و سازمان های بین المللی دیگر وجود ندارد. البته تلاش داریم بعد از توسعه فناوری تولید بذور هیبرید در کشور با شرکتهای خارجی  مشترک شده و بازار منطقه را در اختیار بگیریم.

وی خاطرنشان کرد: آزمایشگاه کشت بافت پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی جزو 10، 15 آزمایشگاه پیشرو دنیا در زمینه هاپلوئیدی و فرآیند تولید بذرهای هیبرید به روش اصلاح معکوس است و یکی از سازمانهای بزرگ بین المللی با اختصاص بودجه تحقیقاتی، تهیه پروتکل تولید گیاهان هاپلوئید برنج و سورگوم را به پژوهشکده سفارش داده تا در ادامه به کشورهای آفریقایی و آسیایی منتقل شود. مراکز تحقیقات کشاورزی خارجی از جمله یکی از دانشگاه های آلمان  و همچنین یکی از دانشگاه های چین هم در زمینه توسعه سیستمهای هاپلوئید در حوزه تحقیقات از این بخش دعوت کرده اند.