تحقیق درباره كاربرد بيوتكنولوژی در بخش جنگل

تحقیق درباره كاربرد بيوتكنولوژی در بخش جنگل

جنگل‌ها، سرمايه‌هاي ملي هر کشور محسوب مي‌شوند که حفاظت و استفادة صحيح از آنها، علاوه بر ثروت‌آفريني، بقاي محيط‌زيست را نيز تضمين مي‌نمايد. در مطلب زير، راهکارهاي بيوتکنولوژي جهت حفظ و استفادة مناسب از اين سرمايه‌هاي ملي، ذکر گرديده است:
مقدمه
حدود 30 درصد از سطح کرة زمين به‌وسيلة جنگل‌ها پوشيده شده است که 25 درصد از آن در قارة اروپا و فدراسيون روسيه و بقيه در ساير نقاط جهان قرار دارند (کل مساحت جنگل‌هاي دنيا تقريبا 9/3 ميليارد هکتار است). جنگل‌ها و مراتع از حيث تأمين مواد غذايي جامعه، مصنوعات چوبي، محصولات کاغذي، تأمين تعداد زيادي از مايحتاج عمومي جامعه، جلوگيري از فرسايش و از بين رفتن خاک و حفظ آب و نزولات آسماني، نقش مهمي را در اکوسيستم‌هاي طبيعي ايفا مي‌نمايند. بنابراين تلاش براي جلوگيري از نابودي اين منابع براي حفظ حيات انسان و همچنين کسب درآمد از اين منابع طبيعي، از اهميت حياتي برخوردار است.
به‌کارگيري بيوتکنولوژي جهت حفظ و استفادة بهينه از جنگل‌ها
به‌طور کلي، بيوتکنولوژي از طرق زير مي‌تواند در زمينة حفظ و بهره‌برداري بهينه از جنگل‌ها و مراتع مفيد واقع شود:
1- کشت سلول و بافت
با استفاده از روش‌هاي کشت بافت مي‌توان گونه‌هاي درختان جنگلي در معرض انقراض را که در شرايط طبيعي قادر به تکثير نيستند، از نابودي نجات داد. براي حفظ اين گونه‌ها،‌ بيوتکنولوژي با هدف تکثير انبوه در شرايط کنترل شدة آزمايشگاه و سپس کشت آنها در عرصه‌هاي طبيعي، نقش حياتي در حفظ گونه‌هاي جنگلي در حال زوال ايفا مي‌کند. در حال حاضر در شمال کشور گونه‌هايي مانند نارون، هزار، زبان‌گنجشک و نيز گونه‌هايي از درختان جنگل‌هاي زاگرس با اين مشکل مواجه هستند که براي جلوگيري از انقراض آنها مي‌توان از روش‌هاي بيوتکنولوژي استفاده کرد.
يکي ديگر از موارد استفاده از تکنيک کشت بافت در بخش جنگل، کوتاه کردن دوره تجديد نسل درختان جنگلي و همچنين کوتاه کردن زمان مورد نياز براي دستيابي به پايداري فنوتيپي در درختان جنگلي مي‌باشد.

تحقیق درباره كاربرد بيوتكنولوژی در بخش جنگل
2- نشانگرهاي مولکولي
2-1- شناسايي سريع و به موقع ژنوتيپ‌ها
در بررسي گونه‌ها و ژنوتيپ‌ها در برنامه‌هاي اصلاحي درختان جنگلي و غيرجنگلي، شناسايي و تمايز سريع بين مواد تحت بررسي، مدت زمان لازم براي انتخاب و اصلاح اين گونه‌ها را به‌طور چشمگيري کاهش داده و موجب تسريع فرآيند اصلاح مي‌شود. بررسي ضايعات و خصوصيات درختان جنگلي با نشانگرهاي فنوتيپي به ده‌ها سال وقت نياز است که اين باعث کندي کار مي‌شود و زمان دستيابي به نتايج را طولاني مي‌کند. کاربرد روش‌هاي بيوتکنولوژي، به‌ويژه نشانگرهاي مولکولي مانند RFLP و AFLP، راه‌حل مناسبي براي تسريع اصلاح گونه‌هاي جنگلي و کاهش مدت زمان بررسي نتايج حاصل از کارهاي اصلاحي است. کاربرد روش‌هاي مولکولي، امکان شناسايي و ارزيابي در اولين مراحل رشد گياه را فراهم مي‌کند و زمان لازم براي رسيدن به اطلاعات مورد نياز را به حداقل مي‌رساند.
2-2- انتخاب بر اساس نشانگر به‌منظور بهبود کمي و کيفي فرآورده‌هاي جنگلي
مهمترين عواملي که انجام برنامه‌هاي اصلاح درختان جنگلي را به شيوة سنتي محدود مي‌سازد عبارتند از:
الف) زمان بر بودن (طولاني بودن نسل‌ها در گياهان جنگلي)
ب) نبود دانش کافي در مورد روابط بين ساختارهاي ژنوتيپي و فنوتيپي درختان در يک زمان واحد
ج) وجود مشکلات زياد در کنترل فرآيند انتخاب در مورد گياهاني با گرده‌افشاني باز.
بايد توجه داشت که نمي‌توان بر اساس خصوصيات ظاهري در مراحل اوليه رشد درختان، خصوصيات درختان بالغ را پيش‌بيني کرد و بنابراين ارزيابي کامل به روشي سنتي به زمان زيادي نياز است.
2-3- کاربرد نشانگرها در استفادة صنعتي از جنگل‌ها
سرعت رشد و فرم درخت در جنگل‌هاي صنعتي، تعيين‌کننده ارزش و بازده اقتصادي آن است. اصلاح و توليد درختان با سرعت رشد زياد و فرم متناسب، به‌منظور استفادة بهينه از منابع جنگلي، از اولويت خاصي برخوردار است و موجب افزايش بازده اقتصادي جنگل‌هاي موجود خواهد بود. افزايش بهره‌وري از جنگل و به خصوص افزايش کيفيت چوب و الوار از موارد مهم در مديريت جنگل محسوب مي‌شود. در اين زمينه، برنامه‌هاي وسيعي در نقاط مختلف دنيا و به‌خصوص در سطح اروپا با استفاده از برنامه‌هاي اصلاح کلاسيک و انتخاب به کمک نشانگر در جريان است. برخلاف بسياري از گياهان زراعي، تاريخچة انتخاب و اصلاح گونه‌هاي درختان جنگلي نسبتاً کوتاه است (بزرگترين برنامه اصلاحي سيستماتيکي که تاکنون صورت گرفته بروي گونه‌هايي از اکاليپتوس و کاج بوده است)؛ بنابراين براي تسريع چرخة اصلاح اين درختان، ابزارهاي بيوتکنولوژي و از جمله نشانگرهاي مولکولي، مي‌توانند راه‌گشا باشند و فرآيند شناسايي صفات کمي و کيفي مطلوب را شتاب بخشند.
2-4- ساير کاربردهاي نشانگرها
از جمله کاربردهاي ديگر نشانگرهاي مولکولي در بخش جنگل موارد زير است:
شناسايي کلون‌هاي برتر، شناسايي آلودگي جنگل‌ها، برآورد تنوع ژنتيکي به منظور استفاده از آن در استراتژي‌هاي نمونه‌گيري، حفاظت ژنتيکي و حفاظت از کلکسيون‌هاي جمعيت‌هاي اصلاحي. ارزش واقعي نشانگرها را مي‌توان در به‌کارگيري آنها در تحقيقاتي ديد که جهت فهم مکانيزم‌هاي پاية ژنتيکي و فيزيولوژيکي صورت مي‌گيرند.

تحقیق درباره كاربرد بيوتكنولوژی در بخش جنگل
هم‌اکنون تحقيقات هدفمندي در جهت شتاب‌دهي به توسعة استفاده و بکارگيري نشانگرهاي مولکولي جهت غربال‌گري گونه‌هاي جنگلي در سطح دنيا در حال انجام است.
3- مهندسي ژنتيک
برخي از استراتژي‌هاي اصلاحي در درختان جنگلي، بر روي افزايش کمي صفاتي است که از قبل وجود داشته‌اند. در حالي که در برخي از استراتژي‌ها، هدف، وارد کردن صفاتي جديد به گياه ميزبان است. تکنيک‌هاي DNA نوترکيب در هر دو مورد مي‌تواند مؤثر باشند. مهندسي ژنتيک مي‌تواند جهت اصلاح درختان جنگلي در زمينه‌هاي مختلفي به‌کار ‌رود. برخي از اين زمينه‌ها عبارتند از:
3-1- ايجاد گونه‌هاي جنگلي مقاوم به آفات و بيماري‌ها
يکي از روش‌هاي حفظ گونه‌هاي مهم جنگلي، حفاظت آنها از آفات و بيماري‌هاي شايع است. گفتني است که تعدادي از گونه‌هاي مهم جنگلي که از اهميت زيادي برخوردارند، در جنگل‌هاي صنعتي شمال کشور، در اثر حملة برخي از بيماري‌هايي که اپيدمي شده‌اند، رو به انقراض و نابودي هستند (از جمله بيماري مرگ درختان نارون). براي جلوگيري از زيان وارده و انقراض اين گونه‌ها، اقدامات جدي بايد به عمل آيد. از طرفي، استفاده از سموم، موجب برهم خوردن تعادل زيست‌محيطي، صرف هزينه زياد و مقاومت تدريجي آفات به سموم مي‌شود و از نظر عملي نيز کاربرد سموم در چنين سطح گسترده‌اي امکان‌پذير نيست. در اين رابطه مي‌توان از روش‌هاي مطمئن و بدون زيان‌هاي زيست‌محيطي مانند انتقال ژن‌هاي مقاوم به عوامل قارچي و باکتريايي بيماري‌زا، استفاده کرد. براي جلوگيري از زيان حشرات، مي‌توان ژن‌هايي را که کدکننده يکسري مواد کشنده حشرات هستند به گياه منتقل کرد و گياه را در برابر حمله آفات، مقاوم ساخت. در اين رابطه، انتقال ژن Bt به درختان جنگلي، معمول‌ترين شيوه‌اي است که تاکنون استفاده شده است.‌ براي مثال، در سال 1990، حدود 60 درصد از کل برنامه‌هاي کنترل آفات در آمريکاي شمالي، به‌خصوص مبارزه با کرم جوانه (Budworm) و نوعي پروانه (Gypsy moth) با استفاده از باکتري Bt انجام شده است.

تحقیق درباره كاربرد بيوتكنولوژی در بخش جنگل
البته محدوديتي که در استفاده از Bt وجود دارد، اين است که طيف عمل باکتري Bt بسيار باريک است، يعني تنها بر گروهي از آفات تأثيرگذار است. همچنين نور آفتاب مي‌تواند اسپور و سم اين باکتري را غيرفعال کند. البته بيوتکنولوژي توانسته است با شناسايي و انتخاب باکتري‌هاي اصلاح شدة مؤثرتر و همچنين تکنولوژي DNA نوترکيب، نقش مهمي را در ايجاد مقاومت درختان جنگلي به آفات بازي نمايد. آمارهاي مربوط به کشور آمريکا نشان مي‌دهد، سالانه يک ميليارد دلار بر اثر حمله حشرات و بيماري‌ها به جنگل‌هاي اين کشور خسارت وارد مي‌آيد. اگر مطالعه‌اي جامع در مورد خسارت ناشي از آفات و بيماري در کشور صورت گيرد، مشخص مي‌شود که رقم ضرر و زيان در کشور ما نيز بالا است. مثال‌هاي موفقي که در زمينة توليد درختان مقاوم به حشره در سطح دنيا وجود دارد عبارتند از: صنوبر، کاج و اکاليپتوس مقاوم به حشره.
3-2- ايجاد گونه‌هاي جنگلي مقاوم به تنش‌هاي غير زنده(سرما، خشکي، شوري و غيره)
از جمله فاکتورهاي محدودکنندة کشت گونه‌هاي جنگلي در برخي مناطق، وجود شرايط نامساعدي چون کمبود آب، شوري خاک و سرما است. روش‌هاي بيوتکنولوژي براي غلبه بر اين محدوديت‌ها نيز مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در اين زمينه

تحقیق درباره كاربرد بيوتكنولوژی در بخش جنگل

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر