کاربرد برخی از فنون و روشهای مهندسی ژنتیک در گیاهان

روشهای سنتی پرورش گیاهان‘ جهت تولید گیاهان جدید کافی نیستند؛ امروزه روشهای جدیدتری از جمله کلون سازی ژن مورد استفاده قرار می گیرد و استفاده از پلاسمید Ti به عنوان ناقل‘ یک از ابزارهای این روش است. این پلاسمید که متعلق به گونه خاصی از باکتری گرم منفی خاک Agrobacterium tumefaciens است‘ قادر می باشد بخشی از ملکول DNA ی خود را به هسته سلول گیاهی وارد کرده آن را در ژنوم گیاه جای دهد. این DNA که به T-DNA مشهور است‘ درست مانند سایر ژنهای گیاهی بیان می شود. یکی از نتایج بیان این DNA‘ سنتز پاره ای از هورمونهای گیاهی است که سبب می شود سلولهای گیاهی مجاور‘ مستقل از کنترل گیاه‘ شروع به تکثیر غیر طبیعی نمایند و در نهایت تومور را بوجود آورند. امروزه ثابت شده است که انتقال DNA و تولید تومور دو پدپده با عملکردهای مستقل هستند؛ به این ترتیب می توان T-DNA جهش یافته ای را به گیاه منتقل کرد که ضمن دارا بودن ژن مطلوب‘ بخش تومورزای خود را نیز از دست داده است. ناقلین ‹‹درون رونده›› و ناقلین ‹‹دوتایی››‘ مهمترین ابزارهای تولید اگروباکتریوم جهش یافته هستند. اگروباکتریوم جهش یافته به سه روش مختلف می تواند مورد استفاده قرار گیرد: در تلقیح اگروباکتریوم به بافت جداشده گیاهی‘ در کشت توام پروتوپلاست با اگروباکتریوم‘ و در تلقیح اگروباکتریوم به دانه گیاهی. هرکدام از این روشها نسبت به دیگری مزایا و معایبی دارند. در صنعت و کشاورزی از روشهای ذکر شده برای تولید گیاهان مقاوم به علف کشها و آفات استفاده می کنند. برای این منظور ژنهایی را که مقاومت را افزایش می دهند یا ژنهایی را که اجازه تخریب اختصاصی علف کش را می دهند به هسته گیاه وارد می کنند. گرچه T-DNA همواره DNA هسته گیاهی را مورد هدف قرار می دهد ولی می توان بر اساس تجربیات جدیدی که در گیاهان تنباکو انجام شده است به استقرار T-DNA در DNA کلروپلاست نیز خوشبین بود. استفاده از پلاسمید Ti جهت انتقال صفات مطلوب به گیاهان در مورد گیاهان دولپه ای بسیار موفقیت آمیز بوده است ولی از آنجائیکه اگروباکتریوم قادر به وارد کردن T-DNA به سلولهای تک لپه ای نیست‘ گیاهان تک لپه ای در این روش با مشکلات خاص خود روبرو هستند. بسیاری از این مشکلات در چند سال اخیر برطرف شده اند و می توان امیدوار بود که در چند سال آینده سرسخت ترین تک لپه ایها نیز روشهای کلون سازی ژن را بپذیرند. در این مقاله‘ برخی از دستاوردهای پژوهشی در قلمرو زیست شناسی مولکولی وکاربرد تعدادی از فنون و روشهای کلون سازی ژن در گیاهان‘ به اشاره مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.