جایگاه هند در حوزه فناوریهای نو بخصوص بیوتکنولوژی

اختصاصی از یارا فایل جایگاه هند در حوزه فناوریهای نو بخصوص بیوتکنولوژی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

بخش بیوتکنولوژی انستیتو پاستور ایران با ‎آغاز به فعالیت بخش دولتی و گام هایی که توسط بخش خصوصی برداشته شده است، هندوستان همه چیز را برای خیز برداشتن به سوی یک انقلاب ژنومی 20 میلیارد دلاری فراهم کرده است. بر اساس گزارش یکی از موسسات مشاوره ای آمریکا بنام Frost & sullivan دولت تمرکز خود را بر روی ایجاد زیر ساختارها و سرمایه گذاری برای رشد بیوتکنولوژی در موسسات تحقیقاتی افزایش داده است.

مقاله بیوتکنولوژی کشاورزی راهی استراتژیک برای صرفه جوئی در نهاده های کشاورزی

اختصاصی از یارا فایل مقاله بیوتکنولوژی کشاورزی راهی استراتژیک برای صرفه جوئی در نهاده های کشاورزی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:16

فهرست مطالب:

مقدمه
توسعه جهانی محصولات ترانسژنیک
بیوتکنولوژی صرفه جویی در منابع و افزایش درآمد شواهدی از کشورهای
در حال توسعه
سیاست گذاریهای لازم برای توسعه بیوتکنولوژی
نتیجه گیری
منابع

مقدمه
بیوتکنولوژی به عنوان تکنیکهایی که در آن از ارگانیسمهای زنده برای ساخت یا ایجاد تغییرات در یک فرآورده استفاده می شود تعریف شده است، همچنین می توان مفاهیمی مانند افزایش محصول گیاهان و جانوران یا تولید میکروارگانیسمهایی برای کاربردهای ویژه را نیز به آن افزود. البته در این مقاله مفهوم مورد نظر تکنولوژی تغییر نقشه ژنتیکی است که تحت عنوان مهندسی ژنتیک در کشور ما و سایر نقاط جهان شناخته شده است می باشد.
    بیوتکنولوژی از ظرفیت بالایی برای سودرسانی و اثرگذاری بر بخش کشاورزی، جنگل و پرورش آبزیان برخوردار است. تکنیهای مدرن بیوتکنولوژی دانشمندان را قادر می سازد که ژنهای جدا شده از ارگانیسمهای زنده را به ارگانیسمهای هدف منتقل سازند و در نتیجه سرعت و دقت بیشتری را نسبت به روشهای سنتی اصلاح بذر و نهال در اختیار بشریت قرار دهند. در مقایسه با بیوتکنولوژیهای سنتی اصلاح بذر، بیوتکنولوژی موجب افزایش پایدار بهره وری و فرآوری بهینه برای تقویت بهره برداری و تنوع محصول می گردد. بیوتکنولوژی امکان تکیه کمتر کشاورزان بر مواد شیمیایی را فراهم نموده و همچنین می تواند موجب حفظ منابع ژنتیکی و مدیریت بهینه منابع طبیعی شود.
    بیوتکنولوژی همچنین باعث بروز چالشهای ویژه ای می شود. البته بروز این چالشها عمدتاً‌ مربوط به زمان، مکان و چگونگی کاربرد تکنولوژی می شود. البته به کارگیری سریع بیوتکنولوژی و      سرمایه گذاری در تحقیقات توسط بخش خصوصی در کشورهای صنعتی بیان گر این مطلب است که در آینده راه قابلیت رقابت و مزیت نسبی کالاهای کشاورزی در بازارهای بین المللی از طریق بیوتکنولوژی میگذرد. بنابراین بیوتکنولوژی با ظرفیت های بالایی که در اختیار کشورهای توسعه یافته قرار می دهد نقش عمده ای در توسعه کشاورزی ایفا نموده و نباید اجازه داد که توسعه و تولید ابزارهای مربوط به بیوتکنولوژی باعث ایجاد شکاف بیشتر بین کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه شود.
    روبرو شدن با چالشهای پیش روی بخش کشاورزی در ایران مستلزم استفاده از تکنولوژیهای موجود می باشد. پیشرفتها در بیوتکنولوژی فرصتهای تازه ای برای حل و فصل مسائل مربوط به تولید غذا و امنیت غذایی و رقابت در بازارهای بین المللی و صرفه جویی در منابع ملی و طبیعی در اختیار ایران قرار می دهد. در حال حاضر بحثهای زیادی در اطراف بیوتکنولوژی در زمینه هایی مانند مسائل اخلاقی، حفاظت از محیط زیست، سلامت غذایی و حفاظت از حقوق مالکیت معنوی در حال انجام است این مسائل نیاز به بحث و بررسی در تمام سطوح جامعه دارند. جامعه علاقمند به دانستن این مطلب است که چرا در حالیکه روشهای سنتی اصلاح بذر برای دهه های متمادی قادر به تأمین غذای کافی بوده اند بایستی از روشهای مهندسی ژنتیک برای اصلاح بذر استفاده نمود. مردم همچنین علاقمند به دانستن این مطلبند که چه کسانی از بیوتکنولوژی سود می برند و در صورت بکارگیری مهندسی ژنتیک چه ریسکهایی وجود خواهد داشت و چه سازمانی مسئولیت مشکلاتی که در این زمینه بروز خواهد نمود به عهده خواهد گرفت (2002 (Khan and Shirani .
    با توجه به مطالب بالا مقاله حاضر به بررسی الگوی گسترش استفاده از بیوتکنولوژی در کشورهای مختلف جهان می پردازد در کنار این مطلب ظرفیت بیوتکنولوژی در کمک به توسعه کشاورزی و صرفه جویی در نهاده های کشاورزی مورد بررسی قرار می گیرد. در انتها در مورد  سیاستها در رابطه با موضوعات مرتبط با بیوتکنولوژی بحث و بررسی می شود، بخش نتیجه گیری به پیشنهاد سیاست های مناسب برای توسعه بیوتکنولوژی در ایران می پردازد.

توسعه جهانی محصولات ترانسژنیک
    اولین محصول با نقشه ژنی تغییر یافته که اجازه بهره برداری تجاری از آن صادر شد گوجه فرنگی Flaver – Saver نام داشت. نقشه ژنتیکی این نوع گوجه فرنگی به نحوی تغییر یافته بود که زمان رسیدن آن به تأخیر می افتاد و در نتیجه بو و طعم تازگی آن تا زمان رسیدن به ظرف غذا حفظ می شد. مجوز بهره برداری از این محصول در سال 1994 در ایالات متحده صادر شد این محصول یک موفقیت علمی بی نظیر ولی یک شکست تجاری کامل بود (2002 (Marra, et al, . در سال 2002 در سطح جهان 7/58 میلیون هکتار زیر کشت این محصولات بوده است، جدول 1 نشان دهنده روند افزایش سطح زیر کشت از سال 1996 تا سال 2002 می باشد.

دانلود مقاله بیوتکنولوژی ومهندسی ژنتیک و کاربرد آن در کشاورزی

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله بیوتکنولوژی ومهندسی ژنتیک و کاربرد آن در کشاورزی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:18

چکیده:

اشاره:
بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک دانش جدیدی است که نخستین دستاوردهای آن در هاله ای از بیم و امید ارزیابی می شود. در طول تاریخ بسیاری از پدیده های علمی در مرحله آغازین با تردید و مقاومت شدید روبه رو بوده اند. صدها نمونه از وقایع تلخ و شیرینی که بر این اساس رقم خورده، قابل شمارش است، اما کمتر دانشی به اندازه مهندسی ژنتیک با ساختار اصلی و قانونمند سامانه هستی درگیر شده است.دهه اخیر شاهد تحولاتی اعجاب آور و تحسین برانگیز در زمینه تولید فرآورده های حاصل از مهندسی ژنتیک و تکنولوژی زیستی بوده است. چنان که پیش بینی می شد، در آغاز هزاره سوم میلادی نیز بر سرعت تحولات در این زمینه افزوده شده است. تحولاتی که به همراه فنآوری ارتباطات سرنوشت اقتصادی و حتی اجتماعی و بعضاً سیاسی برخی از مناطق جهان را تحت تأثیر قرار خواهد داد. مهندسی ژنتیک و دست ورزی گیاهان زراعی و تولید گیاهان با مقاومت مطلق در مقابل آفات و امراض نباتی و بی نیاز از کاربرد سموم خطرناک تحولی را در کشاورزی ایجاد کرده است که تنها با «انقلاب سبز» قابل مقایسه است.
 مقدمه    
     کلمه بیوتکنولوژی اولین بار در مجمع سازمان ملل متحد ،  در شهر لیدز انگلستان و در سال 1920 به کار برده شد . بیوتکنولوژی یکی از مدرن ترین شاخه های زیست شناسی است که مجموعه ای از علوم بیوشیمی ، میکروبیولوژی سلولی ،  بیولوژی ،  مهندسی  ژنتیک و ... را شامل می شود. در دهه ششم از قرن بیستم اصلاح گران نباتات توانستند عملکرد بالایی از واریته های جدید به دست آورده و بدین ترتیب انقلاب سبز را به وجود آوردند . اما همزمان با افزایش جمعیت ، این افزایش نتوانست کمبود مواد غذایی را جبران کند لذا دانشمندان به تحقیق در این زمینه پرداختند. پیشرفت های جدید زمینه های جدید را بوجود آورده که با کمک آن می توان از میکروارگانیزم ها برای تولید محصولات تجاری متفاوت شامل مواد غذایی و دارو بهره گرفت. به همین کیفیت تکنیک هایی برای تشخیص بیماری ها ، تولیدات شیمیایی بیولوژی و سوخت برای آینده مورد استفاده قرار گرفته است. مهندسی ژنتیک یکی از ابزارهای کارآمد بیوتکنولوژی می باشد که هدف از آن،  شناخت ساختمان و کارآیی ژن ،  تولید پروتئین و مواد اولیه مفید دیگر به وسیله روش های متداول و نوظهور و تولید گیاهان و حیوانات تراریخته با ویژگی های مطلوب می باشد.البته باید توجه داشت که مهندسی ژنتیک با ژنتیک تفاوت داشته ،  بدین ترتیب که ژنتیک بیشتر یک علم است و به بررسی نحوه انتقال صفات از والدین به فرزندان می‌پردازد و از ابتدای قرن ۲۰ پس از کشف مجدد قوانین مندل به صورت یک علم نوین ظهور کرد ،  اما مهندسی ژنتیک یک فناوری یا یک تکنیک است که با استفاده از علوم مختلف طی دست‌ورزی یا دستکاری ژنتیکی موجودات زنده در سطح مولکول DNA تغییراتی در موجودات ایجاد می‌شود. مهندسی ژنتیک بخشی از بیوتکنولوژی مدرن امروزی است که از دهه ۸۰ میلادی به طور جدی مطرح شده است.
پیدایش و تعریف بیوتکنولوژی:
     منشا بیوتکنولو ژی به دوران ما قبل تاریخ بر می گردد، زمانی که از میکروارگانیزم ها برای فرایندهایی همچون تخمیر ، تولید ماست و پنیر از شیر،  تولید سرکه از ملاس ، تولید بوتانول و استون از نشاسته توسط    clostridium acetobutilycum  و یا تولید آنتی بیوتیک هایی نظیر پنیسیلین از penicillium notatum  استفاده کرده اند. معذالک  با کشف آنزیم های برشی در دهه 1970 بیوتکنولو ژی پیشرفت قابل ملاحظه ای کرد و به ابداع فنون متنوعی در فرآوری ژن انجامید ،  به طوری که به عنوان مهمترین انقلاب علمی این قرن در نظر گرفته می شود. گرچه بیوتکنولوژی در سال 1970 فراگیر شد اما نتایج  اولیه آزمایشگاهی آن فقط بعد از سال 1980 نمایان شد.
 در واقع بیوتکنولو ژی محصول تعامل بین علم بیولو ژی و تکنولو ژی است. به منظور تعریف بیوتکنولو ژی پیشنهاداتی ارایه شده است و محققین مختلف تفاسیر متفاوتی از این فنآوری ارایه داده اند. معذالک  تعاریف زیر به نظر می رسد که مناسب ترین تعاریف باشند:
1-      کاربرد علم و مهندسی در استفاده مستقیم یا غیر مستقیم از موجودات زنده و یا اجزا و تولیدات آنها در حالت طبیعی یا تغییر یافته آن موجودات
2-   استفاده تلفیقی از علوم بیوشیمی  میکروبیولوژی و مهندسی به منظور نایل شدن به استفاده صنعتی از قابلیت های میکروارگانیزم ها،  سلول های بافت کشت شده و اجزای متعلق به آنها (فدراسیون بیوتکنولوژی اروپا )
3-       استفاده کنترل شده از عوامل بیولوژیکی از قبیل میکروارگانیزم ها یا اجزای سلولی برای استفاده مفید (فرهنگستان علوم ایالات متحده )
4-      تولید فرآورده ها از طریق فرآیند زیستی که مستلزم فنون مهندسی است (فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی ایران )
یکی از مشکلات اصلاح نباتات کلاسیک و مرسوم این است که دامنه موجوداتی که امکان مبادله ژن در بین آنها وجود دارد ،  به دلیل موانع گونه ای  شدیدا محدود است. فنآوری  جدید راهکار بهتری را برای کنترل و دست ورزی اهداف فراهم کرده اند و حصار های خاص گونه ای مانعی بر سر راه آنها محسوب نمی شود. این فنون جایگزین اصلاح نباتات  مرسوم نیستند  بلکه با ایجاد روش های نوین  دسترسی به اهدافی که با روش های مرسوم امکان پذیر نیست را ممکن می سازند.
فواید بیوتکنولوژی
     بیوتکنولوژی جبهه علمی هیجان انگیزی را در کشاورزی گشوده است. تکنیک های جدید حاصل از بیوتکنولوژی   در مقایسه ، سریع ،  بسیار ویژه و در مصرف منابع  کارآمد هستند.اکنون دیگر قدرت بیوتکنولوژی قدرتی تخیلی نیست. در چند سال اخیر توانسته ایم آنچه را که تنها در فکر می گذشت  به فعل در آوریم . به طور نمونه  دانشمندان یاد گرفته اند که چگونه  با تغییر ژنتیکی بعضی گیاهان مقاومت آنها را در برابر برخی علفکش ها افزایش دهند یا با استفاده از بیوتکنولوژی توانسته اند واکسن های مطمئن  و کارآ تری را  علیه بیماری های ویروسی و باکتریایی نظیر هاری کاذب، اسهال و تب برفکی بسازند. بیوتکنولوژی امروزه توانسته است بر روی ژن موجودات زنده کار کند و در جهت هدف های پیش بینی شده تغییراتی را ایجاد کند  که از این منظر عبارت از دخالت مستقیم در محتوای اطلاعات وراثتی سلول های زنده و توفیق در تولید گونه های جدید و بهتر است.
روش های جدید بیوتکنولوژی در علم کشاورزی شامل کشت سلولی،  کشت بافت و پروتوپلاست گیاهی ، هیبرید سلول های سوماتی،  دستکاری و انتقال جنین و DNA نوترکیب در شناسایی  تبیین ماهیت  انتقال و کنترل ژن است. دانشمندان بسیاری از این روش ها را برای بهینه سازی گیاهان و جانوران به کار برده اند. برای نمونه بیش از 40 نوع گیاه از الحاق پروتوپلاست تولید شده است  که سیب زمینی و گوجه فرنگی از جمله این نمونه ها به شمار می رود. کشت‌ بافت‌ به‌ عنوان‌ یکی‌ از بنیادی ‌ترین‌ روش‌های‌ فن‌آوری ‌بیوتکنولوژی‌ امروزه‌ به‌ صورت‌ گسترده‌ مورد استفاده‌ دانشمندان‌ قرارگرفته‌ است‌. طی‌ این‌ روش‌ها می‌توان‌ از یک‌ سانتی‌ متر مکعب‌ از بافت‌ یااندام‌ گیاه‌، چندین‌ میلیون‌ سلول‌ همانند تولید کرد که‌ بطور بالقوه‌ای ‌می‌توان‌ از آنها میلیون‌ها بوته‌ با خواص‌ یکسان‌ بدست‌ آورد. طی‌ این‌ شیوه ، ‌امکان‌ مطالعه‌ بهتر گیاه‌ در کم ‌ترین‌ زمان‌ و با بیش‌ترین‌ ضریب‌ اطمینان ‌ممکن‌ می‌باشد. برای‌ نمونه‌ در یک‌ آزمایشگاه‌ تحقیقاتی‌ به‌ نام‌ ماکس‌پلانک‌ (MAX Planck) در آلمان‌، ضمن‌ آزمایشی‌ معلوم‌ شد که‌ ازمیان‌ 42 هزار بافت‌ سیب ‌زمینی‌ مورد آزمایش‌ فقط 73 بافت‌ یعنی‌ (4درصد بافت‌ها) در برابر قارچ‌ سیب‌ زمینی‌ مقاوم‌ بودند. بافت‌ مقاوم‌ تکثیرگردیده‌ و گیاهان‌ مقاوم‌ به‌ قارچ‌، سپس‌ به‌ مزرعه‌ منتقل‌ گردیدند. (این‌شیوه‌ دست‌یابی‌ به‌ گونه‌های‌ مقاوم‌ فقط در مدت‌ 8 ماه‌ عملی‌ گردید، درصورتی که‌ در سال‌های‌ 1975 تا 1980 این‌ کار از طریق‌ روش‌های‌ اصلاح‌نباتات‌ حداقل‌ 10 تا 15 سال‌ زمان‌ می‌طلبد. این‌ کار در گیاهان‌ دیگر ازجمله‌ نخل‌ روغنی‌ حداقل‌ 30 سال‌ زمان‌ نیاز دارد. در حال‌ حاضر درکشورهای‌ صنعتی ‌، این‌ شیوه‌ بسیار رواج‌ یافته‌ و تحولات‌ شگرفی‌ در تولیدگونه‌های‌ گیاهان‌ زراعی‌ با خصوصیات‌ جدید بوجود آمده‌ است‌.
بیوتکنولوژی‌، روش‌های‌ جدید بهینه ‌سازی‌ گیاهان‌ به‌ طور مقرون‌ به‌صرفه‌ و از طرق‌ مختلف‌ را ممکن‌ ساخته‌ است ، که‌ برای‌ نمونه‌ می‌توان‌ به‌افزایش‌ مقاومت‌ در مقابل‌ خطرات‌ و بیماری‌ها، راه‌های‌ جدید مبارزه‌ باعلف‌های‌ هرز، مقاومت‌ بیشتر در مقابل‌ فشارهای‌ جوی‌ و محیطی‌ ازجمله‌ خشکسالی‌، سرما و نمک‌ و مواد شیمیایی‌ (مثل‌ آلومینیم‌)، استفاده ‌بهتر از مواد مغذی‌ مثل‌ نیتروژن‌، بهبود کیفی‌ فرآورده‌ها از طریق‌ ایجادتغییراتی‌ در ویژگی‌های‌ موادی‌ مثل‌ اسیدهای‌ چرب‌، اسیدهای‌ آمینه‌،طعم‌، مزه‌ و قابلیت‌ حفظ کیفیت‌ به‌ هنگام‌ ذخیره‌سازی‌ و بهبود درچگونگی‌ متابولیسم‌ گیاهی‌ (مثل‌ استفاده‌ از نیتروژن‌ فتوسنتز)، تولید گل ‌و دانه‌ و تقسیم‌ مواد غذایی‌ بین‌ ساقه‌ و دانه‌ اشاره‌ نمود.
فواید مهندسی   ژنتیک  :
      در طول تاریخ کشاورزی ، بشر از فرایند طبیعی مبادله ژنی در قالب اصلاح نباتات و به وجود آمدن تنوع خصایص بیولوژیکی استفاده نموده است. واقعیت فوق پشتوانه کلیه تلاش ها برای اصلاح گونه های کشاورزی ، خواه از طریق اصلاح نباتات و دام به صورت سنتی و یا از طریق تکنیک های بیولوژیکی ملکولی بوده است.در این دو مورد بشر، برای تولید انواع گیاهان و جانورانی که دارای صفات و خصایص مطلوب باشند ،  مانند گیاهان مقاوم به بیماری ها و دام های خوراکی که در آنها نسبت ماهیچه به چربی زیادتر است ،  تلاش کرده است .
دلیل اصلی و اولیه ایجاد مهندسی ژنتیک ناشی از رسیدن به اهداف سودمندی در علوم کاربردی ، بهداشتی  و  پزشکی به شرح  ذیل بوده است :
1-      شناخت ساختمان و کارآیی ژن
2-      تولید پروتیین های مفید و مواد اولیه دیگر بوسیله روش های نوظهور متداول
3-      تولید گیاهان و حیوانات تراریخته با ویژگی های مطلوب
تفاوت عمده میان اصلاح نبات و دام به صورت سنتی و روشهای "بیولوژیکی- ملکولی " انتقال ژن ها ، نه در هدف هاست و نه در فرآیندها،  بلکه در سرعت ، دقت ، قابلیت اطمینان و دامنه کار قرار دارد . هرگاه متخصصان سنتی اصلاح دام و نباتات دو گیاه یا دام دارای قابلیت جنسی را با یکدیگر آمیزش می دهند، ده ها ژن با یکدیگر درهم می آمیزند ، هریک از والدین نیمی از ژنوم ( یا مجموعه ژنهای ) خود را در قالب ادغام سلولی تخم و اسپرم به نسل خود منتقل می کند ، لیکن ترکیب آن نیمه در هر یک از سلولهای جنسی والدینی و به تبع آن در هر آمیزش تفاوت می کند . قبل از وقوع ترکیب "مطلوب" ژن ها و ایجاد صفات مورد نظر در نسل بعد باید آمیزش های زیادی صورت پذیرد.
با استفاده از روش های بیولوژیکی ملکولی و مطالعه تاثیر تک تک ژن ها می توان برخی از این مسایل را حل نمود. دانشمندان به جای اتکا به ترکیب های متوالی تعداد متنابهی ژن برای کسب نتایج دلخواه  می توانند هر ژن را به طور مجزا برای بررسی صفتی معین مستقیما در ژنوم سلول تخم قرار دهند.آنها نحوه تظاهر این ژن ها در رقم جدید گیاه یا دام را هم کنترل می کنند. خلاصه آنکه با تمرکز روی صفت مطلوب می توان از طریق انتقال ملکولی ژن مورد نظر،  مدت زمان لازم برای ایجاد ارقام جدید را کوتاه نمود و سطح دقت مطالعه را بالا برد. همچنین  می توان با استفاده از این روش ، ژن ها را میان گیاهان و یا جانورانی که از لحاظ جنسی قابل آمیزش نیستند مبادله نمود.
تکنیک های انتقال ژن ، کلید بسیاری از کار بست های بیوتکنولوژی هستند.اساس مهندسی ژنتیک عبارت است از توان شناسایی ژن مورد نظر یعنی ژنی که حاوی ویژگی مطلوب در موجودات است، مجزا کردن آن ژن ،  مطالعه کارکرد و اصول فعالیت آن  تغییر ژن و کار گذاشتن مجدد آن در میزبان طبیعی خود و یا گیاه و جانوری دیگر.این تکنیک ها ابزار هستند نه هدف .  با استفاده از آنها می توان طبیعت و وظیفه و کارکرد ژن ها را شناسایی نمود ، اسرار مقاومت به بیماری ها را گشود ، رشد و نمو را تنظیم نمود و یا در نحوه ارتباط میان سلول ها و موجودات دخل و تصرف نمود.
  مهندسی ژنتیک امکان ایجاد واریته ها و گیاهانی را فراهم می کند که دارای صفاتی هستند که دسترسی به  آنها از روش های معمول غیرممکن است. برای مثال با دست ورزی ژنتیک برنج طارم مولایی ، نه تنها به کرم ساقه خوار برنج بلکه به کلیه آفات پروانه ای و برخی بیماری های قارچی مانند شیت بلایت مقاوم شده است.
صفت مقاومت مطلق به کرم ساقه خوار و بیماری شیت بلایت در هیچ یک از ۱۲۰۰۰۰ نمونه برنج نگهداری شده در مؤسسه بین المللی تحقیقات برنج مشاهده نشده است. با توجه به عدم دسترسی به ارقام مقاوم نمی توان از روش های سنتی اصلاح نباتات برای ایجاد چنین صفات مهمی استفاده کرد. منافع اقتصادی و زیست محیطی این قبیل واریته های زراعی بی نیاز از توضیح است. کاهش مصرف سموم، کاهش هزینه های تولید، افزایش عملکرد، محیط زیست سالم تر برای انسان، دام و آبزیان و به ویژه انطباق کامل این فناوری با روش های مبارزه تلفیقی از معدود مزایای کاربرد گیاهان تراریخته مقاوم به آفات و بیماری است.

دانلود مقاله بیوتکنولوژی ومهندسی ژنتیک و کاربرد آن در کشاورزی

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله بیوتکنولوژی ومهندسی ژنتیک و کاربرد آن در کشاورزی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:18

چکیده:

اشاره:
بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک دانش جدیدی است که نخستین دستاوردهای آن در هاله ای از بیم و امید ارزیابی می شود. در طول تاریخ بسیاری از پدیده های علمی در مرحله آغازین با تردید و مقاومت شدید روبه رو بوده اند. صدها نمونه از وقایع تلخ و شیرینی که بر این اساس رقم خورده، قابل شمارش است، اما کمتر دانشی به اندازه مهندسی ژنتیک با ساختار اصلی و قانونمند سامانه هستی درگیر شده است.دهه اخیر شاهد تحولاتی اعجاب آور و تحسین برانگیز در زمینه تولید فرآورده های حاصل از مهندسی ژنتیک و تکنولوژی زیستی بوده است. چنان که پیش بینی می شد، در آغاز هزاره سوم میلادی نیز بر سرعت تحولات در این زمینه افزوده شده است. تحولاتی که به همراه فنآوری ارتباطات سرنوشت اقتصادی و حتی اجتماعی و بعضاً سیاسی برخی از مناطق جهان را تحت تأثیر قرار خواهد داد. مهندسی ژنتیک و دست ورزی گیاهان زراعی و تولید گیاهان با مقاومت مطلق در مقابل آفات و امراض نباتی و بی نیاز از کاربرد سموم خطرناک تحولی را در کشاورزی ایجاد کرده است که تنها با «انقلاب سبز» قابل مقایسه است.
 مقدمه    
     کلمه بیوتکنولوژی اولین بار در مجمع سازمان ملل متحد ،  در شهر لیدز انگلستان و در سال 1920 به کار برده شد . بیوتکنولوژی یکی از مدرن ترین شاخه های زیست شناسی است که مجموعه ای از علوم بیوشیمی ، میکروبیولوژی سلولی ،  بیولوژی ،  مهندسی  ژنتیک و ... را شامل می شود. در دهه ششم از قرن بیستم اصلاح گران نباتات توانستند عملکرد بالایی از واریته های جدید به دست آورده و بدین ترتیب انقلاب سبز را به وجود آوردند . اما همزمان با افزایش جمعیت ، این افزایش نتوانست کمبود مواد غذایی را جبران کند لذا دانشمندان به تحقیق در این زمینه پرداختند. پیشرفت های جدید زمینه های جدید را بوجود آورده که با کمک آن می توان از میکروارگانیزم ها برای تولید محصولات تجاری متفاوت شامل مواد غذایی و دارو بهره گرفت. به همین کیفیت تکنیک هایی برای تشخیص بیماری ها ، تولیدات شیمیایی بیولوژی و سوخت برای آینده مورد استفاده قرار گرفته است. مهندسی ژنتیک یکی از ابزارهای کارآمد بیوتکنولوژی می باشد که هدف از آن،  شناخت ساختمان و کارآیی ژن ،  تولید پروتئین و مواد اولیه مفید دیگر به وسیله روش های متداول و نوظهور و تولید گیاهان و حیوانات تراریخته با ویژگی های مطلوب می باشد.البته باید توجه داشت که مهندسی ژنتیک با ژنتیک تفاوت داشته ،  بدین ترتیب که ژنتیک بیشتر یک علم است و به بررسی نحوه انتقال صفات از والدین به فرزندان می‌پردازد و از ابتدای قرن ۲۰ پس از کشف مجدد قوانین مندل به صورت یک علم نوین ظهور کرد ،  اما مهندسی ژنتیک یک فناوری یا یک تکنیک است که با استفاده از علوم مختلف طی دست‌ورزی یا دستکاری ژنتیکی موجودات زنده در سطح مولکول DNA تغییراتی در موجودات ایجاد می‌شود. مهندسی ژنتیک بخشی از بیوتکنولوژی مدرن امروزی است که از دهه ۸۰ میلادی به طور جدی مطرح شده است.
پیدایش و تعریف بیوتکنولوژی:
     منشا بیوتکنولو ژی به دوران ما قبل تاریخ بر می گردد، زمانی که از میکروارگانیزم ها برای فرایندهایی همچون تخمیر ، تولید ماست و پنیر از شیر،  تولید سرکه از ملاس ، تولید بوتانول و استون از نشاسته توسط    clostridium acetobutilycum  و یا تولید آنتی بیوتیک هایی نظیر پنیسیلین از penicillium notatum  استفاده کرده اند. معذالک  با کشف آنزیم های برشی در دهه 1970 بیوتکنولو ژی پیشرفت قابل ملاحظه ای کرد و به ابداع فنون متنوعی در فرآوری ژن انجامید ،  به طوری که به عنوان مهمترین انقلاب علمی این قرن در نظر گرفته می شود. گرچه بیوتکنولوژی در سال 1970 فراگیر شد اما نتایج  اولیه آزمایشگاهی آن فقط بعد از سال 1980 نمایان شد.
 در واقع بیوتکنولو ژی محصول تعامل بین علم بیولو ژی و تکنولو ژی است. به منظور تعریف بیوتکنولو ژی پیشنهاداتی ارایه شده است و محققین مختلف تفاسیر متفاوتی از این فنآوری ارایه داده اند. معذالک  تعاریف زیر به نظر می رسد که مناسب ترین تعاریف باشند:
1-      کاربرد علم و مهندسی در استفاده مستقیم یا غیر مستقیم از موجودات زنده و یا اجزا و تولیدات آنها در حالت طبیعی یا تغییر یافته آن موجودات
2-   استفاده تلفیقی از علوم بیوشیمی  میکروبیولوژی و مهندسی به منظور نایل شدن به استفاده صنعتی از قابلیت های میکروارگانیزم ها،  سلول های بافت کشت شده و اجزای متعلق به آنها (فدراسیون بیوتکنولوژی اروپا )
3-       استفاده کنترل شده از عوامل بیولوژیکی از قبیل میکروارگانیزم ها یا اجزای سلولی برای استفاده مفید (فرهنگستان علوم ایالات متحده )
4-      تولید فرآورده ها از طریق فرآیند زیستی که مستلزم فنون مهندسی است (فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی ایران )
یکی از مشکلات اصلاح نباتات کلاسیک و مرسوم این است که دامنه موجوداتی که امکان مبادله ژن در بین آنها وجود دارد ،  به دلیل موانع گونه ای  شدیدا محدود است. فنآوری  جدید راهکار بهتری را برای کنترل و دست ورزی اهداف فراهم کرده اند و حصار های خاص گونه ای مانعی بر سر راه آنها محسوب نمی شود. این فنون جایگزین اصلاح نباتات  مرسوم نیستند  بلکه با ایجاد روش های نوین  دسترسی به اهدافی که با روش های مرسوم امکان پذیر نیست را ممکن می سازند.
فواید بیوتکنولوژی
     بیوتکنولوژی جبهه علمی هیجان انگیزی را در کشاورزی گشوده است. تکنیک های جدید حاصل از بیوتکنولوژی   در مقایسه ، سریع ،  بسیار ویژه و در مصرف منابع  کارآمد هستند.اکنون دیگر قدرت بیوتکنولوژی قدرتی تخیلی نیست. در چند سال اخیر توانسته ایم آنچه را که تنها در فکر می گذشت  به فعل در آوریم . به طور نمونه  دانشمندان یاد گرفته اند که چگونه  با تغییر ژنتیکی بعضی گیاهان مقاومت آنها را در برابر برخی علفکش ها افزایش دهند یا با استفاده از بیوتکنولوژی توانسته اند واکسن های مطمئن  و کارآ تری را  علیه بیماری های ویروسی و باکتریایی نظیر هاری کاذب، اسهال و تب برفکی بسازند. بیوتکنولوژی امروزه توانسته است بر روی ژن موجودات زنده کار کند و در جهت هدف های پیش بینی شده تغییراتی را ایجاد کند  که از این منظر عبارت از دخالت مستقیم در محتوای اطلاعات وراثتی سلول های زنده و توفیق در تولید گونه های جدید و بهتر است.
روش های جدید بیوتکنولوژی در علم کشاورزی شامل کشت سلولی،  کشت بافت و پروتوپلاست گیاهی ، هیبرید سلول های سوماتی،  دستکاری و انتقال جنین و DNA نوترکیب در شناسایی  تبیین ماهیت  انتقال و کنترل ژن است. دانشمندان بسیاری از این روش ها را برای بهینه سازی گیاهان و جانوران به کار برده اند. برای نمونه بیش از 40 نوع گیاه از الحاق پروتوپلاست تولید شده است  که سیب زمینی و گوجه فرنگی از جمله این نمونه ها به شمار می رود. کشت‌ بافت‌ به‌ عنوان‌ یکی‌ از بنیادی ‌ترین‌ روش‌های‌ فن‌آوری ‌بیوتکنولوژی‌ امروزه‌ به‌ صورت‌ گسترده‌ مورد استفاده‌ دانشمندان‌ قرارگرفته‌ است‌. طی‌ این‌ روش‌ها می‌توان‌ از یک‌ سانتی‌ متر مکعب‌ از بافت‌ یااندام‌ گیاه‌، چندین‌ میلیون‌ سلول‌ همانند تولید کرد که‌ بطور بالقوه‌ای ‌می‌توان‌ از آنها میلیون‌ها بوته‌ با خواص‌ یکسان‌ بدست‌ آورد. طی‌ این‌ شیوه ، ‌امکان‌ مطالعه‌ بهتر گیاه‌ در کم ‌ترین‌ زمان‌ و با بیش‌ترین‌ ضریب‌ اطمینان ‌ممکن‌ می‌باشد. برای‌ نمونه‌ در یک‌ آزمایشگاه‌ تحقیقاتی‌ به‌ نام‌ ماکس‌پلانک‌ (MAX Planck) در آلمان‌، ضمن‌ آزمایشی‌ معلوم‌ شد که‌ ازمیان‌ 42 هزار بافت‌ سیب ‌زمینی‌ مورد آزمایش‌ فقط 73 بافت‌ یعنی‌ (4درصد بافت‌ها) در برابر قارچ‌ سیب‌ زمینی‌ مقاوم‌ بودند. بافت‌ مقاوم‌ تکثیرگردیده‌ و گیاهان‌ مقاوم‌ به‌ قارچ‌، سپس‌ به‌ مزرعه‌ منتقل‌ گردیدند. (این‌شیوه‌ دست‌یابی‌ به‌ گونه‌های‌ مقاوم‌ فقط در مدت‌ 8 ماه‌ عملی‌ گردید، درصورتی که‌ در سال‌های‌ 1975 تا 1980 این‌ کار از طریق‌ روش‌های‌ اصلاح‌نباتات‌ حداقل‌ 10 تا 15 سال‌ زمان‌ می‌طلبد. این‌ کار در گیاهان‌ دیگر ازجمله‌ نخل‌ روغنی‌ حداقل‌ 30 سال‌ زمان‌ نیاز دارد. در حال‌ حاضر درکشورهای‌ صنعتی ‌، این‌ شیوه‌ بسیار رواج‌ یافته‌ و تحولات‌ شگرفی‌ در تولیدگونه‌های‌ گیاهان‌ زراعی‌ با خصوصیات‌ جدید بوجود آمده‌ است‌.
بیوتکنولوژی‌، روش‌های‌ جدید بهینه ‌سازی‌ گیاهان‌ به‌ طور مقرون‌ به‌صرفه‌ و از طرق‌ مختلف‌ را ممکن‌ ساخته‌ است ، که‌ برای‌ نمونه‌ می‌توان‌ به‌افزایش‌ مقاومت‌ در مقابل‌ خطرات‌ و بیماری‌ها، راه‌های‌ جدید مبارزه‌ باعلف‌های‌ هرز، مقاومت‌ بیشتر در مقابل‌ فشارهای‌ جوی‌ و محیطی‌ ازجمله‌ خشکسالی‌، سرما و نمک‌ و مواد شیمیایی‌ (مثل‌ آلومینیم‌)، استفاده ‌بهتر از مواد مغذی‌ مثل‌ نیتروژن‌، بهبود کیفی‌ فرآورده‌ها از طریق‌ ایجادتغییراتی‌ در ویژگی‌های‌ موادی‌ مثل‌ اسیدهای‌ چرب‌، اسیدهای‌ آمینه‌،طعم‌، مزه‌ و قابلیت‌ حفظ کیفیت‌ به‌ هنگام‌ ذخیره‌سازی‌ و بهبود درچگونگی‌ متابولیسم‌ گیاهی‌ (مثل‌ استفاده‌ از نیتروژن‌ فتوسنتز)، تولید گل ‌و دانه‌ و تقسیم‌ مواد غذایی‌ بین‌ ساقه‌ و دانه‌ اشاره‌ نمود.
فواید مهندسی   ژنتیک  :
      در طول تاریخ کشاورزی ، بشر از فرایند طبیعی مبادله ژنی در قالب اصلاح نباتات و به وجود آمدن تنوع خصایص بیولوژیکی استفاده نموده است. واقعیت فوق پشتوانه کلیه تلاش ها برای اصلاح گونه های کشاورزی ، خواه از طریق اصلاح نباتات و دام به صورت سنتی و یا از طریق تکنیک های بیولوژیکی ملکولی بوده است.در این دو مورد بشر، برای تولید انواع گیاهان و جانورانی که دارای صفات و خصایص مطلوب باشند ،  مانند گیاهان مقاوم به بیماری ها و دام های خوراکی که در آنها نسبت ماهیچه به چربی زیادتر است ،  تلاش کرده است .
دلیل اصلی و اولیه ایجاد مهندسی ژنتیک ناشی از رسیدن به اهداف سودمندی در علوم کاربردی ، بهداشتی  و  پزشکی به شرح  ذیل بوده است :
1-      شناخت ساختمان و کارآیی ژن
2-      تولید پروتیین های مفید و مواد اولیه دیگر بوسیله روش های نوظهور متداول
3-      تولید گیاهان و حیوانات تراریخته با ویژگی های مطلوب
تفاوت عمده میان اصلاح نبات و دام به صورت سنتی و روشهای "بیولوژیکی- ملکولی " انتقال ژن ها ، نه در هدف هاست و نه در فرآیندها،  بلکه در سرعت ، دقت ، قابلیت اطمینان و دامنه کار قرار دارد . هرگاه متخصصان سنتی اصلاح دام و نباتات دو گیاه یا دام دارای قابلیت جنسی را با یکدیگر آمیزش می دهند، ده ها ژن با یکدیگر درهم می آمیزند ، هریک از والدین نیمی از ژنوم ( یا مجموعه ژنهای ) خود را در قالب ادغام سلولی تخم و اسپرم به نسل خود منتقل می کند ، لیکن ترکیب آن نیمه در هر یک از سلولهای جنسی والدینی و به تبع آن در هر آمیزش تفاوت می کند . قبل از وقوع ترکیب "مطلوب" ژن ها و ایجاد صفات مورد نظر در نسل بعد باید آمیزش های زیادی صورت پذیرد.
با استفاده از روش های بیولوژیکی ملکولی و مطالعه تاثیر تک تک ژن ها می توان برخی از این مسایل را حل نمود. دانشمندان به جای اتکا به ترکیب های متوالی تعداد متنابهی ژن برای کسب نتایج دلخواه  می توانند هر ژن را به طور مجزا برای بررسی صفتی معین مستقیما در ژنوم سلول تخم قرار دهند.آنها نحوه تظاهر این ژن ها در رقم جدید گیاه یا دام را هم کنترل می کنند. خلاصه آنکه با تمرکز روی صفت مطلوب می توان از طریق انتقال ملکولی ژن مورد نظر،  مدت زمان لازم برای ایجاد ارقام جدید را کوتاه نمود و سطح دقت مطالعه را بالا برد. همچنین  می توان با استفاده از این روش ، ژن ها را میان گیاهان و یا جانورانی که از لحاظ جنسی قابل آمیزش نیستند مبادله نمود.
تکنیک های انتقال ژن ، کلید بسیاری از کار بست های بیوتکنولوژی هستند.اساس مهندسی ژنتیک عبارت است از توان شناسایی ژن مورد نظر یعنی ژنی که حاوی ویژگی مطلوب در موجودات است، مجزا کردن آن ژن ،  مطالعه کارکرد و اصول فعالیت آن  تغییر ژن و کار گذاشتن مجدد آن در میزبان طبیعی خود و یا گیاه و جانوری دیگر.این تکنیک ها ابزار هستند نه هدف .  با استفاده از آنها می توان طبیعت و وظیفه و کارکرد ژن ها را شناسایی نمود ، اسرار مقاومت به بیماری ها را گشود ، رشد و نمو را تنظیم نمود و یا در نحوه ارتباط میان سلول ها و موجودات دخل و تصرف نمود.
  مهندسی ژنتیک امکان ایجاد واریته ها و گیاهانی را فراهم می کند که دارای صفاتی هستند که دسترسی به  آنها از روش های معمول غیرممکن است. برای مثال با دست ورزی ژنتیک برنج طارم مولایی ، نه تنها به کرم ساقه خوار برنج بلکه به کلیه آفات پروانه ای و برخی بیماری های قارچی مانند شیت بلایت مقاوم شده است.
صفت مقاومت مطلق به کرم ساقه خوار و بیماری شیت بلایت در هیچ یک از ۱۲۰۰۰۰ نمونه برنج نگهداری شده در مؤسسه بین المللی تحقیقات برنج مشاهده نشده است. با توجه به عدم دسترسی به ارقام مقاوم نمی توان از روش های سنتی اصلاح نباتات برای ایجاد چنین صفات مهمی استفاده کرد. منافع اقتصادی و زیست محیطی این قبیل واریته های زراعی بی نیاز از توضیح است. کاهش مصرف سموم، کاهش هزینه های تولید، افزایش عملکرد، محیط زیست سالم تر برای انسان، دام و آبزیان و به ویژه انطباق کامل این فناوری با روش های مبارزه تلفیقی از معدود مزایای کاربرد گیاهان تراریخته مقاوم به آفات و بیماری است.

دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد بخش بیوتکنولوژی با عنوان مقدمه ای بر بیوتکنولوژی انتقال ژن در ماهی

اختصاصی از یارا فایل دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد بخش بیوتکنولوژی با عنوان مقدمه ای بر بیوتکنولوژی انتقال ژن در ماهی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:53

فهرست مطالب:

بخش اول: دست کاریهای ژنی در ماهیان

مقدمه…………………………………

1-1- به کار گیری پروموتر از ژن ماهیان…….

2-1- بیان ژن هورمون رشد ماهی در باکتری……

3-1- انتقال ژن به تخم ماهی از طریق میکروپیل با میکروپیپت …….  

4-1- انتقال ژن از طریق اسپرم با انکوبه کردن آن در سیستم بافری …….  

5-1- انقال ژن از طریق اسپرم با الکتروپورشن در سیستم بافری…….   

6-1- انتقال ژن به تخم ماهی از طریق الکتروپورش …….

7-1- انتقال ژن به تخم ماهی از طریق میکروپیل با میکرواینجکشن…….

8-1- بررسی امکان وراثت ژن منتقل شده به نسل ها بعد…….  
بخش دوم : دست کاریهای کروموزومی در ماهیان

1-2- دست کاریهای جنسی…………………..

1-1-2- دست کاریهای جنسی با تکنیک ژینوژنز….

2-1-2- دست کاریهای مجموعه کروزومی به وسیله تکنیک اندروژنز …….  

2-2- پلوئیدی…………………………..

1-2-2- تریپلوئیدی………………………

2-2-2- تتراپلوئیدی……………………..
بخش سوم: کلونینگ

مقدمه…………………………………

1-3- ایجاد کلون به وسیله دوژینوژنز متوالی…

2-3- کلون کردن به وسیله ترکیبی از اندروژنز و ژینوژنز…….

3-3- جابجایی هسته………………………

4-3- جابجایی سلولهای سوماتیک جنینی به جنین دیگر…….

5-3- دورگه گیری………………………..

4- منابع …….

 

بخش اول: دست کاریهای ژنی در ماهیان

مقدمه:

یکی از زمینه های که امروزه بیوتکنولوژیست ها روی آن تحقیق می کنند ایجاد گونه های ترانسژنیک است. طبق تعریف ترانسژنیک موجودی است که، دارای DNA نو ترکیبی باشد. به طوری که در ژنوم آن موجود ژن نو ترکیب بیان می شود. بیان ژن خارجی یکی از جنبه های تولید ترانسژنیک و انتقال DNA به زاده های هدف بعدی می باشد. در این زمینه تکنیک میکرواینجکش در انتقال ژن به تخم مهره داران اولین بار به وسیله گوردون (Gordon) و همکاران در سال 1980 گزارش شد. در این تکنیک یک لوله مؤئین شیشه ای را برای وارد کردن DNA نو ترکیب به پیش هسته نریا با سیتوپلاسم تخم لقاح یافته موش به کار گرفتند. در همین سال میکروانجکش مستقیم DNA نو ترکیب در شرایط آزمایشگاهی جهت ایجاد حیوانات ترانسژنیک مورد استفاده قرار گرفته است. طوری که ژن را از این طریق وارد تخم های لقاح نیافته یا لقاح یافته موجوداتی نظیر جنین توتیای دریایی،‌ موش،‌ قورباغه، مگس سرکه، خرگوش و خوک کرده اند (Brem 1988) در سال 1985 زئو (Zhu) و همکاران ژنی شامل پرتومتالوتیونین موش و ژن هورمون رشد انسانی را به ناحیه مرکزی صفحه زایای تخم های لقاح یافته ماهی طلایی تزریق کردند و قسمتی از این ژن را در DNA ماهیان مشاهده کرند. در همین سال روکونس (Rokkones) تکنیک میکرواینجکشن دو مرحله ای بر روی تخم آزاد ماهیان را شرح داده است. در این تکنیک ابتدا به کمک یک وسیله نوک تیز فلزی در قطب حیوانی سوراخی ایجاد شده و از طریق این سوراخ محلول حاوی DNA نو ترکیب به کمک پی پت ریز تخم شدند به طوری که به کیسه زرده وارد نشوند. پس از 14 روز پلاسمیدهای کامل را مشخص کردند. چوروت (Chourrout) و همکاران در سال 1986 روش فوق را بر روی قزل آلای قهوه ای رنگ به کار برند با توجه به وجود DNA خارجی همراه با ملکولهای DNA میزبان پیشنهاد شده که این ژن به داخل ژنوم ماهی وارد شده است. محققان به ورش دستی یا از طریق هضم آنزیمی از جمله با تریپسن کوریون را برداشته و تزریق میکرواینجکشن انجام دادند. در همین سال اوزاتا (Ozata) ماهی کوچک مدوکا را به عنوان مدلی برای ترانسژنیک مطرح کرد. او پلاسمیدهای حاوی ژن کریستالین جوجه را به هسته تخم ها از طریق میکرواینجکشن وارد کرد. به علت کوریون سفت در تخم لقاح یافته تعدادی از ماهیان استفاده از میکرواینجکشن مشکل و مستلزم اتلاف وقت زیادی است. به همین منظور روشهایی جهت غلبه بر این مشکل به کار گرفته شده است. از جمله در سال 1988 بریم (Brem) و همکاران ژن هورمون رشد انسان را به کمک وکتور مناسب از طریق میکروپیل به صفحه زایای تخم های تیلاپیا تزریق کردند و رشد بچه ماهیان طی 90 روز بررسی شد. مشابه این تحقیق توسط فلت چر (Fletcher) و همکاران در همین سال بر روی ماهی آزاد اتلانتیک انجام شد. همچنین تکنیکهای دیگر شامل الکتروپورشن (Electroporation) شلیک ذرات ژن Shatagun بر روی تخمک و طراحی لیپوزوم جهت ورود به زرده تخم انجام شده است. میکر واینجکشن نیاز به مهارت زیادی دارد و از طرفی سرعت آن کم و هزینه و تجهیزات آن زیاد است و مستلزم زحمات و زمان زیادی برای ایجاد تعداد زیادی از ما هیان ترانسژنیک است علاوه بر این از دیگر مشکلات آن این است که در تخم های القاح یافته اغلب ماهیان هسته به وسیله میکرسکوپ قابل روئیت نیست بنابراین DNA را به سیتو پلاسم تزریق می کنند.

در مجموعه تحقیقات انجام شده، میزان باقی ماندگی جنین هایی که مورد تزریق قرار گرفته اند بین 50 تا 80 درصد گزارش شده است. و کارآیی میزان بیان ژن بین 3 تا 70 درصد بوده است. باقی ماندگی جنین ها و کارایی بیان ژن وابسته به فاکتورهایی نظیر سیستم بافری، غلظت DNA و روش های مورد استفاده در تزریق می باشد. لذا در مراحل بعدی غلبه بر این مشکلات مورد توجه قرار گرفت به طوری که ضمن ساده کردن تکنک و کم کردن هزینه ها کارآیی را افزایش می دهند تا در عمل بتوان در تکنولوژی تکثیر و پرورش آبزیان تعداد زیادی از ماهیان ترانسژنیک را ایجاد کرد. بنابراین روش استفاده از اسپرم جهت انتقال ژن مطرح شد. اگر چه مفهوم بکارگیری اسپرم به عنوان یک ناقل مسئله جدیدی نیست بلکه در سال 1971 براکت (Brackett) با وارد کردن ژن خارجی به اسپرم خرگوش و در سال 1987 فریمن (Fareeman) بر روی ماکیان این تحقیق را انجام داده اند و در سال 1989 لویترانو (Lavitrano) این تکنیک را بر روی موش به کار گرفته است. در سال 1992 کهو (Khoo) تکنیک استفاده از اسپرم به عنوان ناقل را جهت وارد کردن ژنهای جدید به ماهی زبر به کار گرفت. همچنین در سال 1993 ایکسی (Xie) و همکاران جزئیات انتقال ژن از طریق اسپرم به کمک التروپورشن (Electroporation) بر روی ماهیان لوچ (Loach) و کاراس (Crucian) را شرح داده اند. در همان سال (سین) Sin و همکاران انتقال ژن به ماهی چنوک (Chinook) را با همین تکنیک شرح دادند. در این نوشتار جزئیات دستکاریهای ژنی در ماهیان با ذکر مثالهایی بررسی شده است.

1-1- به کار گیری پروموتر از ژن ماهیان

گزارشهای اندکی در ارتباط با تحقیقات به کارگیری پروموتر از ماهی در دسترس است. در ماهی قزل آلای رنگین کمان دو فرم مشابه از ژنهای متالوتیونین بنام B,A وجود دارد. اگر چه پروموترژن B قادر به بیان ژن گزارشگر در محیطهای کشت سلولی است. ولی درباره این ویژگی پروموترژن B در سلولهای ماهی اطلاعات کمی وجود دارد. به منظور طراحی و کتورهای مناسب برای ما هی و مطالعه تنظیم بیان ژن در داخل بدن و شرایط آزمایشگاهی پروموترن ژن B متالوتیونین ماهی قزل آلا جدا شد. پس از PCR نقش آن در بیان ژن در لاینهای سلولی انسان و ماهی توسط هونگ (Hong) به کار گرفته شد. به همین منظور وکتور بنام PtMTb – CAT که دارای 6/4 کیلوباز است طراحی گردید. حدود 261 حفت باز وکتور مربوط به پروموترژن B متالتیونین قزل آلای رنگین کمان (tMTb) کیلو باز آن ژن کلرامفنیکل استیل ترانسفراز (CAT) و سیگنال پلی ادنیلاسیون ویروس SV40 و همچنین 7/2 کیلو باز آن قطعه ای مربوط به پلاسمید PUC18 بوده است همچنین طراحی آن بر پایه ساختمان pBL – CAT تکمیل شده بود. به طوری که طراحی BL پرایمری دارای سکانس اولیگونکلئوتیدی بر اساس ردیف نکلئوتیدهای سمت 5 از 250 تا 221 ژن MTb ماهی قزل آلا بوده و دارای محل ویژه ای جهت برش توسط آنزیم EcoRI بوده است. همچنین در ساختمان پلاسمید ptMTb – CAT قطعه 261 جفت بازی پروموتر tMTb در جلوی ژن CAT در ساختمان CAT pBL- قرار گرفته است. در کنار این چهار وکتور دیگر طراحی گردید، که شامل pBL-CAT2-1 که در آن پروموتر تیمیدین کیناز (TK) ویروسی در بالا دست ژن CAT قرار داده شده بود. pBL-CAT3-2 بر اساس pBL-CAT2 که در آن پروموتر TK برداشته بود طراحی شد pTK-CAT2E-3 که در پلاسیمید PBL-CAT2 تعداد 72 جفت باز تکراری از اینهنسر SV40(Enhancer) به صورت دوبل به ابتدای ژن CAT اضافه شده بود. PhMT IIA-4 که تعداد 850 جفت باز دارای محل ویژه برش Hind III/NcoI از پروموتر آن متالوتیونین IIA انسانی (HmtIIA) به ژن CAT در ساختمان
pBL-CAT3 اضافه شده بود این وکتورها به روی 4 لاین سلولی ماهی و یک لاین انسانی به کار گرفته شدند. طوری که در آن سلولها با میزان 5/3 پیکومولار از DNA پلاسمید آلوده شدند جزئیات نتایج در جدول شماره یک آمده است.  

جهت بررسی اثرالقاء فلزات بر روی ژن، لاین های سلولی ماهی آلوده با پلاسمید ptMTb- phMTIIA – CAT , CAT برای مدت 48 ساعت قبل از برداشت، تحت اثر ZnCI2 یا CdCI2 قرار داده شدند. سنجش CAT بر طبق روش فریدین ریچ (Friedenreich) در سال 1990 انجام شده که در آن فعالیت پروموتر به وسیله درصد تبدیل CAT با مقایسه استیل کلرامفنیل (3-Ac) و کلرامفتیکل (Cm) به شرح زیر تعیین شد.

پروموتر tMTb در تمام لاین های سلولی به جز لاین سلولی PSM فعال بوده است. بنابراین القاء ناشی از فلزات بر روی پروموتر tMTb بستگی به منشاء سلولها و نوع آنها دارد علاوه بر این در بین چهارلاین سلولی بیشترین القاء در فعالیت پروموتر در لاین سلولی RTH بوده است و لاینهای A2 , EPC در مراتب بعد قرار داشتند. این نتایج در کنار این حقیقت که در مهره داران سنتز عمده متالوتیونین در کبد اتفاق میافتد نشانگر این است که، این تکنیک میتواند روشی برای ابزار ژن متاتیونین در سایر انواع سلولها باشد. همچنین پلاسمید tMTb= CAT‍‍‍‍ ‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍p را به سیتوپلاسم یکی از دو سلول مرحله جنینی ماهی مدوکا از طریق میکرواینجکش تزریق کردند و مشاهده شد که ژن CAT در تعداد محدودی از جنین ها براز شده است. تحقیقات هونگ و همکاران نشان داد که، پروموتر ماهی در سلولهای ماهی کارایی بیشتری از سایر سلولها نظیر انسان داشته استم. محدودیتهای زیادی در استفاده از پروموترهای چند گانه غیر متجانس (Heterologous) برای مطالعات ابزار ژن در شرایط زیستی و آزمایشگاهی در زمینه تولید ماهیان ترانسژنیک وجود دارد. با توجه به اینکه پروموتر tMTb نقش غیر محسوسی در بیان ذاتی ژن داشته است طوری که تحت اثر فلزات سنگین القاء شده و سبب ابزار ژن گزارشگر می شود. این پروموتر، برای ایجاد ماهیان ترانسژنیک با ژن ساختمانی شناخته شده و فهم عمل ژنهای جدید مناسب است.