مقدمه گیاهان زراعی مقاوم به علفکش

[دختری از شمال 1020]

افزایش جمعیت بشر و در نتیجه افزایش تقاضا برای محصولات کشاورزی باعث شده که انسان روز به روز به فکر روش‌های کارآمدتری جهت افزایش عملکرد گیاهان زراعی باشد. مبارزه با علف‌های هرز یکی از این روش‌هاست. کشاورزان همواره در طول تاریخ با علف‌های هرز در مبارزه بوده‌اند و در این راستا به پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای نیز دست یافته‌اند. بشر مبارزه با علف‌های هرز را از طریق دست و استفاده از حیوانات شروع نمود و اینک از طریق روش‌های مکانیکی و شیمیایی این راه را ادامه می‌دهد. یکی از مؤثرترین روش‌های مبارزه با علف‌های هرز، مبارزه‌ی شیمیایی با آنهاست و گیاهان زراعی مقاوم به علفکش یکی از جدیدترین روش‌های این مبارزه یا مدیریت به شمار می‌روند. گیاهان زراعی تراریخته، از جدیدترین دست‌آوردهای بیوتکنولوژی گیاهی بوده که ظرف چند سالی که از روند تولید آن‌ها گذشته، توسعه فراوانی در جهان یافته به طوری‌که هم اینک میلیون‌ها هکتار از زمین‌های زراعی، به زیر کشت این محصولات رفته است. نسل اول این گیاهان به منظور بهبود کارایی عملیات زراعی ایجاد شدند. نمونه‌های آن سویای متحمل به علفکش و ذرت مقاوم به حشره بودند. هم اینک گونه‌های جدید گیاهان تراریخته، علاوه بر بهبود کارایی عملیات زراعی، در جهت افزایش کمی و کیفی تولیدات به وجود می‌آیند. این گیاهان به عنوان نسل دوم، باید هرچه سریع‌تر از نظر محدوده‌ی تأثیر روی خانوارها، چه از نظر سلامت، صنعت و محیط زیست، بررسی گردند زیرا عواقب احتمالی آن شاید طی دو سه دهه‌ی آینده به وضوح به چشم بیایند. توسعه‌ی گیاهان زراعی مقاوم به علفکش‌ها (Herbicide-Resistance Crops)، یکی از اولین کاربردهای اقتصادی مهندسی ژنتیک گیاهی به شمار می‌رود. به منظور مقاوم سازی گیاهان زراعی به علفکش‌ها، از روش‌های مختلف بیوتکنولوژی و زراعی استفاده کرده و گیاهان تراریخت (Transgenic) و غیر تراریخت (Non-Transgenic) به وجود آمده‌اند. این گیاهان با نظام کشاورزی شیمیایی ـ صنعتی که ویژگی آن تک کشتی بودن و مکانیزاسیون در مقیاس وسیع با استفاده‌ی فشرده از مواد شیمیایی است، سازگاری مناسبی پیدا کرده‌اند. طی دهه‌ی گذشته، چندین گیاه زراعی مقاوم به علفکش تراریخته و غیر تراریخته معرفی شده‌اند. گندم، جو و کلزای مقاوم به گلیفوزیت و گلوفوزینیت، ذرت مقاوم به سیکلوهگزانیدین‌ها و ایمیدازولینون‌ها، پنبه مقاوم به بروموکسینیل و گلیفوزیت، سویای مقاوم به سولفونیل اوره‌ها و گلیفوزیت، سیب زمینی و چغندرقند مقاوم به گلیفوزیت و نیشکر مقاوم به گلوفوزینیت، از جمله‌ی این گیاهان هستند. بشر به طور سنتی هزاران سال است که در حال بهبود گیاهان زراعی است، اما مهندسی ژنتیک این امکان را فراهم می‌سازد که این فرایند در مدت کوتاه‌تری انجام گیرد، ضمن آن که امکان انتقال خواص ارثی بین گونه‌هایی که خویشاوندی نزدیکی ندارند هم فراهم است، هرچند عده‌ای مورد اخیر را لزوماً پدیده مفیدی نمی‌دانند. قبل از پیدایش مهندسی ژنتیک گیاهی، گزینه‌های انتخابی برای محافظت گیاهان در برابر علفکش‌ها محدود بود. علفکش‌هایی ویژه‌فقط می‌توانستند در گیاهانی به کار روند که به طور طبیعی نسبت به آن‌ها مقاوم بودند. در موارد نادر، مقاومت ممکن بود از طریق جهش در گیاهان زراعی اتفاق بیفتد. توسعه‌ی مهندسی ژنتیک گیاهی و دانش بیوشیمی درباره‌ی عمل علفکش‌ها روی گیاهان، راه‌حل‌های جدیدی در کاربرد علفکش‌ها پیش روی بشر قرار داد. این استراتژی‌ها معمولاً شامل ایزولاسیون و معرفی ژن جدیدی از ارگانیسم‌های دیگر (غالباً باکتری‌ها) که به نوعی نسبت به علفکش‌مقاوم است، می‌باشند. برای مثال مقاومت به علفکش گلوفوزینیت (با نام تجاری Basta) به وسیله‌ی ژن باکتریایی bar که علفکش را به ترکیبات غیر سمّی متابولیزه می‌کند، القا می‌گردد. رفته رفته کشف و توسعه‌ی علفکش‌های انتخابی جدید، مشکل‌تر و هزینه‌برتر می‌شود. استانداردها برای علفکش‌های جدید بسیار بالاست. علفکش‌های جدید می‌بایست دارای توانایی بالا، سمّیت اندک، تحرّک کم در خاک و ماندگاری کوتاه در محیط باشند و از سوی دیگر، طیف وسیعی از علف‌های هرز را کنترل کنند. یافتن تمامی این ویژگی‌ها در یک ترکیب که می‌بایست برای گیاهان زراعی نیز انتخابی عمل کند، مشکل و هزینه‌بر است. گیاهان زراعی مقاوم به علفکش، راه‌حل بالقوه‌ای برای حل این مشکل است. با تغییر تحمّل گیاه زراعی به علفکش‌های ثبت شده، هزینه‌های مربوط به کشف، توسعه و بازاریابی تولیدات جدید تا حد زیادی کاسته می‌شود و این کاهش هزینه برای استفاده کننده‌ی نهایی (کشاورز) نیز سودمند خواهد بود. بدین ترتیب کشاورز از انعطاف پذیری بیشتری در استفاده از علفکش‌ها و گیاهان زراعی برای برنامه‌ی کنترل علف‌های هرز برخوردار خواهد شد. علاوه بر این، گیاهان زراعی مقاوم به علفکش، امکان جایگزینی علفکش‌های قدیمی را که ممکن است دارای برخی ویژگی‌های نامناسب محیطی و سمّی باشند، فراهم می‌آورد.