گياه شناسي ...

[Sinderella]

با استفاده از ارقام مقاوم لكه قهوه اي جو را كنترل كنيد !

با استفاده از ارقام مقاوم جو مانند افضل، كوير، دشت و ماكويي بيماري لكه قهوه‌اي توري جو كنترل مي‌شود،
لكه قهوه‌اي توري جو با نام علمي Pyrenophora Teres از بيماري‌هاي رايج در مناطق كشت جو است، اين بيماري در مناطقي كه رطوبت و بارندگي زياد است، اهميت دارد. وجود رطوبت به مدت 5 تا 15 ساعت پيش از آلودگي شرايط مناسبي را براي فعاليت قارچ عامل بيماري فراهم مي‌كند. دماي مطلوب براي آلودگي 15-25 درجه سانتي‌گراد است.
قارچ عامل بيماري علاوه بر جو به گندم و جو وحشي نيز خسارت مي‌زند.
نام لكه توري به دليل علائم كاملاً مشخص شبكه‌مانندي كه روي برگ‌ها و حتي روي پوشش بذر به‌وجود مي‌آيد، به اين بيماري داده شده است. علائم بيماري به‌صورت لكه‌هاي رنگ‌پريده كشيده شبيه لكه قهوه‌اي معمولي است، پس از مدتي لكه‌ها كشيده‌تر شده و اطراف آنها روشن و در وسط قهوه‌اي خواهد بود. ميزان محصول و وزن دانه (وزن 1000 دانه) در گياهان مبتلا به لكه قهوه‌اي توري كاهش مي‌يابد. در مزارعي كه به شدت آلوده‌اند و ارقام زراععي حساسي در آنها كاشته شده است ميزان خسارت ممكن است به 100 درصد برسد، ولي دامنه خسارت بين 10 تا 40 درصد متغير است.

[Sinderella]

انتقال چند T-DNA به یک سلول گیاهی و تولید گیاهان تراریخته






به خاطر انتشار ژنهای مقاومت به آنتیبیوتیک در طبیعت یا فرار ژنهای مقاومت به علفکش به گونههای علفی وحشی، دانشمندان به دنبال راهحلهایی برای تولید "گیاهان تراریخته عاری از نشانگر"[۱] هستند.
این گیاهان در ابتدا بر مبنای مقاومت به آنتیبیوتیک و علفکش انتخاب شده ولی در مراحل بعدی دستورزی و رشد گیاهان، نشانگر انتخابی برداشته خواهد شد. روشهای مختلفی برای حذف نشانگر انتخابی از گیاهان تراریخته اولیه پیشنهاد شده است. این روشها شامل استفاده از سیستم نوترکیبی در جایگاه اختصاصی، مثل Cre-lox یا Flp-Frt برای برداشتن نشانگر، "حرکت ترانسپوزونی"[۲] نشانگر انتخابی از جایگاه اولیه خود پس از ورود به ژنوم گیاهی، به طور کامل یا به جایگاهی غیر مرتبط که در نسلهای بعدی تفرق یابد، یا بهرهبرداری از چندین T-DNA که در جایگاههای غیر مرتبط وارد شده و در مراحل بعدی تفرق یابند، میشود.

هر کدام از این سیستمها مزایا و معایب خود را دارند. به طور مثال، خروج ژن نشانگر با استفاده سیستم نوترکیبی جایگاه اختصاصی، به ورود آنزیم site-specific recombinase به داخل گیاه به وسیله انتقال ژن یا تلاقی ژنتیکی نیاز دارد. تفرق نشانگرها نیز فقط در نسلهای گیاهان تراریخته رخ داده و محدود به گونههایی است که به طور طبیعی از طریق بذر تکثیر میشوند و شامل گیاهان با تکثیر رویشی نمیشود.

تحقیقات اولیه درباره الگوی تفرق T-DNA در تومورهای گال تاجی حاکی از آن است که دو T-DNA رمزشده توسط یک پلاسمید Ti نوع octopine میتوانند به طور مستقل و در برخی اوقات در چند نسخه، وارد ژنوم گیاه شوند. آنالیز مولکولی نشان میدهد که این T-DNAها میتوانستند در جایگاههای غیر مرتبط وارد شوند. این نتایج نشاندهنده این موضوع است که انتقال ژن توام برای ادغام تراژنهایی که توسط دو T-DNA مختلف حمل میشوند، امکانپذیر بوده و شاید این T-DNAها در نسلهای بعدی از همدیگر تفرق یابند. در نتیجه سه رهیافت برای انتقال ژن توام استفاده میشود:

۱) ورود دو T-DNA، هر کدام از یک باکتری مختلف؛
۲) ورود دو T-DNA که توسط رپلیکونهای جداگانه در یک باکتری حمل میشوند؛
۳) ورود دو T-DNA که در بر روی یک رپلیکون و در یک باکتری قرار گرفتهاند.

آزمایشهای اولیه با استفاده از این سه رهیافت نشان میدهد که انتقال ژن توام تکرارپذیر است. An و همکارانش نشان دادند که میتوان انتقال ژن توام به سلولهای توتون و ایجاد دو فنوتیپ مختلف را با استفاده از یک سویه آگروباکتریوم که دارای یک پلاسمید Ti بوده (رشد مستقل از فیتوهورمون) یا یک T-DNA ناقل دوتایی T-DNA (رشد مقاوم به کانامایسین)، انجام داد. این آزمایش نمایانگر رهیافت "یک سویه، دو رپلیکون" انتقال ژن است.

وقتی سلولها برای مقاومت به آنتیبیوتیک مورد انتخاب قرار گرفتند، ۱۰ تا ۲۰ درصد آنها رشد مستقل از هورمونهای گیاهی نیز نشان دادند، در حالیکه اگر انتخاب اول برای رشد مستقل از هورمونهای گیاهی انجام میگرفت، ۶۰ درصد کلوسهای ایجاد شده، به کانامایسیم مقاوم بودند. این محققان، معتقد بودند که دلیل این تفاوت فراوانی، تعداد نسخه بیشتر (۵ تا ۱۰) ناقل دوتایی در باکتری، نسبت به تک نسخه پلاسمید Ti میباشد.

این آزمایشها توسط Frammond و همکارانش ادامه یافت و آنها توانستند از بافتهای همسانهسازیشده توتون که به وسیله T-DNA از یک پلاسمید Ti و یک میکرو Ti[۳] (رهیافت یک سویه، دو رپلیکون) انتقال ژن به آنها صورت گرفته بود، گیاهان تراریخته بارور باززایی کنند. تفرق دو T-DNA در نتاج حاصل، نشان داد که T-DNAها در دو مکان ژنی جداگانه ادغام شده بودند. گروههای دیگری رهیافت یک سویه، دو رپلیکون را برای تولید گیاهان تراریختهاستفاده کردند که در ابتدا هر دو نشانگر T-DNAها ابراز شده ولی در ادامه این دو نشانگر از یکدیگر تفرق یافتند.

Depicker و همکارانش آزمایش مشابهی انجام دادند که نشانگرهای انتخابی آن، رشد مستقل از هورمونهای گیاهی و ساخت nopaline (رمزشده توسط یک پلاسمید Ti) و رشد مقاوم به کانامایسین (رمزشده توسط یک ناقل دوتایی) بود. آنها آزمایش را از دو راه انجام دادند:

۱) یا دو T-DNA با دو سویه مختلف آگروباکتریوم منتقل شدند (رهیافت دو سویه، دو رپلیکون)،
۲) یا هر دو T-DNA با یک رپلیکون در یک سویه منقل شدند (رهیافت یک سویه، یک رپلیکون). نتیجه آزمایشها این بود که انتقال توام T-DNAها توسط یک پلاسمید در یک سویه به طور قابل ملاحظهای کاراتر از انتقال توسط دو سویه متفاوت میباشد.

استفاده از یک سویه آگروباکتریوم و انتقال توام دو T-DNA از یک رپلیکون مشابه و پیگیری تفرق ژن انتخابی تا تولید گیاهان تراریخته عاری از نشانگر، توسط Komari و همکارانش و Xing و همکارانش نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در هر کدام از این مطالعات، محققان موفق به تولید گیاهان تراریخته عاری از نشانگر با فراوانی بالایی شدهاند.

استفاده از دو سویه مختلف آگروباکتریوم برای ارسال T-DNAهای مختلف به یک سلول گیاهی، توسط گروههای متعددی انجام شده است. گرچه انتقال توام T-DNAها به جایگاههای غیر مرتبط ژنتیکی گزارش شده است، اما برخی محققان نشان دادهاند که در بسیاری از موارد، پیوستگی[۴] زیادی بین T-DNAهای مختلف وجود دارد. بر این اساس، هنوز کاملاً روشن نیست که کدام یک از این رهیافتهای انتقال ژن توام، برای تولید گیاهان تراریخته عاری از نشانگر مناسبتر هستند.

[Sinderella]

استفاده از روشهای نوین اصلاح نباتات در بهبود عملكرد 2

● كاربردهای كشت بافت های سلولی :

۱) تولید مواد شیمیایی
گیاهان به عنوان منبع مهمی از مواد پیشتاز فراورده هایی كه در صنایع مختلف مانند داروسازی، صنایع غذایی و آرایشی و بهداشتی و كشاورزی مورد استفاده اند.

۲) گیاهان عاری از عوامل بیماریزایی گیاهی
غلات ممكن است توسط گونه های زیادی از آفات میكروبی ، ویروس، باكتریائی و قارچی آلوده می شوند. این آلودگیها تا حد زیادی موجب كاهش تولید فراورده كیفیت آن و توان گیاه می شوند. آلودگی در درختان میوه بازده محصول را تا ۹۰% كم می كند. اساس به دست آوردن گیاهان بدون ویروس كشت مریستم انتهایی آنهاست با كشت قطعه كوچكی از مریستم می توان كالوس بدون ویروس تهیه كرد.
مواد گیاهی كه از طریق كشت بافت تكثیر می شوند تغییرات ژنتیكی بالایی را نشان می دهند. زمانی كه از كشت كالوس مرتباًَ زیر كشت گرفته شود گیاهان حاصل سطح پلوئیدی متفاوتی را نشان می دهند و همینطور كه بحث خواهد شد این تغییرات ناشی از كشت بافت می تواند تنوع ژنتیكی جدیدی را در اختیار اصلاح كننده نباتات قرار دهد.

● پروتوپلاست فیوژن :
اغلب ممكن است پیوند دو گانه گیاه خویشاوند كه از نظر جنسی با هم سازگار نیستند مورد نظر باشد .بدیهی است كه استفاده از روش آمیزش جنسی كه معمولاًبرای پرورش گیاه به كار برده می شود در این مورد ممكن نیست اما با هم در هم آمیختگی و الحاق پروتوپلاست گیاه مربوطه می توان به همان مقصود نائل گردید .
برای انجام این كار دو روش اساسی وجود دارد.
۱) در روش اول از مواد شیمیائی مانند پلی اتیلن گلیلول ،دكستران و اورنیتین به عنوان مواد ملحق كننده وممزوج كننده استفاده می شود كه باعث تسریع در تركیب پروتوپلاسها می گردد.
۲) از روش دیگری به نام امتزاج الكتریكی نیز می توان استفاده كرد .در این روش چسبندگی پروتوپلاسها در یك میدان الكتریكی غیر یكنواخت به وقوع می پیوندد و در هم آمیختگی هنگامی روی می دهد كه ضربان یا تناوب كوتاهی از جریان مستقیم به كار برده می شود پس از در هم آمیختگی مجموعه های ژنی هسته و سیتوپلاسم مجدداًبا هم تركیب می شوند ودر نتیجه آرایش جدیدی از تر كیب ژنها به وجود می آید.

● تغییر در تعداد و ساختار كروموزوم (مهندسی كروموزوم):

الف) اتو پلی پلوئیدی:
اتوپلی ئیدی در طبیعت به عنوان مكانیسمی برای بهبود اطلاعات ژنتیكی اتفاق می افتد. اتوتترا پلوئید است و ارقام تجاری موزوبعضی از سیب ها اتوتریلوئیدهستند. در بعضی گونه های گیاهی افزایش معقول در تعداد ژنوم با افزایش در اندازه سلول و بزرگترشدن اندامها همراه است . برای مثال تریپلوئید از بنیه بهتری برخوردارند و در مقایسه با سیب های دیپلوئید میوه های بزرگتری می دهند از اتو پلی پلوئیدی برای تولید میوه و گلهای بزرگ نیز استفاده شده است. در برنامه های اصلاحی اتو پلوئیدهای مصنوعی دو هدف مهم در نظر گرفته می شود:

۱)تولید یك ژنوتبپ یا تركیبی از ژنوتیپها كه برتر از بهترین دیپلوئیدها در بعضی از صفات مهم باشند

۲)افزایش باروری در نباتات بذری

ب) آلوپلوئیدی:
بنا به تعریف یك گیاه آلوپلوئید از تركیب و دو برابر نمودن دو یا چند ژنوم متفاوت تولید می شود .تفاوت بین دو ژنوم مختلف بستگی به رفتاركروموزمها در تقسیم كاهش كروموزومی دارد. برای تولید آلو پلوئیدها از دو برابر نمودن تعداد كروموزومهای هیبرید استفاده می شود. آلوپلوئیدها غالباً تتراپلوئید یا هگزا پلوئید بوده واز تركیب ژنومهای دو وسه گونه دیپلوئید به وجود می آید .گندم بهترین نمونه آلوپلوئیدی در غلات است. گونه های گندمی كه دارای ۲۱ جفت كروموزم هستند از تلاقی بین گونه های تترا پلوئید اهلی وگونه دیپلوئید وحشی به وجود آمده اند.

ج) آنیوپلوئیدها:
تغییرات كروموزمی را كه شامل یك یا چند كروموزم باشد آنیوپلوئیدی می گویند. اهمیت آنیوپلوئیدی در تكامل گیاهان كمتر از پلی پلوئیدی بوده و زمان لازم برای تكامل واهلی شدن گیاهان آنیوپلوئید طولانی تر از گیاهان پلی پلوئید است .حالات نالی زومی ،مونوزومی،تری زومی ،تترازومی از فرمهای مختلف آنیوپلوئیدی هستند.

● نشانگرهای مولكولی:
بسیاری از محدودیتهای روشهای مختلف اصلاح نباتات ریشه در فقدان ابزارهای مناسب برای مطالعات ژنتیكی دارد .وجود ماهیت كمی صفات اقتصادی در محصولات كشاورزی موجب شد كه محیط بسیاری ارز براوردهای ارزشهای اصلاحی را تحت تاًثیر قرار دهد و لذا استفاده از ابزارهائی كه حداقل تاثیر پذیری را از محیط دارند گام مؤثری در افزایش پیشرفتهای ژنتیكی مورد استفاده می باشد. ماركرهای مولكولی و اخیر نشانگرهای DNA ابزار مناسبی هستند كه بر اساس آن می توان جایگاه ژنی وكروموزمی ژنهای تعیین كننده صفات مطلوب را شناسائی كرد. با دانستن جایگاه یك ژن روی كروموزم می توان از نشانگرهای مجاور آن برای تائید وجود صفت در نسلهای تحت گزینش استفاده نمود.
با در دست داشتن تعداد زیادتر نشانگر می توان نقشه های ژنتیكی كاملتری را تهیه نمود كه پوشش كاملی را در تمام كروموزمهای گیاهان به وجود می آورد.استفاده از نشانگرها موجب افزایش اطلاعات مفید و مناسب از جنبه های پایه وكاربردی اصلاح نباتات خواهد گردید .
انتخاب به كمك نشانگرهای مولكولی راه حلی است كه دست آورد زیست شناسان مولكولی برای متخصصان اصلاح نباتات می باشد در این روش ژن مورد نظر بر اساس پیوستگی كه با یك نشانگر ژنتیكی تشخیص داده و انتخاب می شود و بنابراین به عنوان قدم اول در روش انتخاب به كمك نشانگر باید نشانگرهای پیوسته با ژنهای مورد نظر شناسائی شود. یافتن نشانگرهائی كه فاصله آنها از ژن مطلوب كمتر از cm۱۰می‌باشد به طور تجربی نشان داده شده كه در این صورت دقت انتخاب ۹۹/۷۵ درصد خواهد بود لذا داشتن نقشه های ژنتیك اشباع كه به طور متوسط دارای حداقل یك نشانگر به ازای كمتر از cm۱۰ فاصله روی كروموزمها باشد از ضروریات امر می باشد.
یكی از پایه های اساسی اصلاح نباتات دسترسی وآگاهی از میزان تنوع در مراحل مختلف پروژه های اصلاحی است . به همین جهت نشانگرهای برآورد مناسبی از فواصل ژنتیكی بین واریته های مختلف را نشان می دهند.

● مهندسی ژنتیك گیاهی:
مهندسی ژنتیك گیاهی در رابطه با انتقال قطعه ای DNAبیگانه با كدهای حاوی اطلاعات ژنتیكی مورد نظر از یك گیاه به وسیله پلاسمید، ویروس بحث می‌كند. زمانی كه هیبریداسیون جنسی غیر ممكن است مهندسی ژنتیك پتانسیل انتقال ژن عامل یك صفت مفید را از گونه‌های وحشی با خویشاوندی دور به یك گونه زراعی برای اصلاح كننده نباتات فراهم می‌سازد در استفاده از باكتریها در مهندسی ژنتیك از پلاسمیدهای باكتری Ecoli استفاده می‌شود.

● گیاهان تولید شده از طریق مهندسی ژنتیك:
علم مهندسی ژنتیك تكنیكهائی را شامل می‌شود كه بر اساس كار چندین دانشمند كه مؤفق به كسب جایزه نوبل شده‌اند، پایه‌گذاری شده است .مهندسی ژنتیكی یك علم افسانه‌ای به نظر می‌رسد. اما امروزه در سطح وسیع در صنایع بیوتكنولوژی و آزمایشگاه های تحقیقاتی دانشگاهی انجام می گیرد. تكنیكهای مورد استفاده در این عمل به خوبی تعریف شده است. اما بسیاری از ادعاها در مورد مهندسی ژنتیك چندان درست نمی‌باشد. در این مقاله چگونگی كاربرد تكنیكهای مهندسی ژنتیك و مثالهای مربوطه توصیف شده است. پاسخ بسیاری از سؤالات پیرامون مهندسی ژنتیك در پی این دو توصیف زیر داده خواهد شد ضمناً تعریف بعضی از اصطلاحات در انتهای این مقاله آمده است .

● مهندسی ژنتیك در گیاهان چگونه صورت می گیرد:
دانشمندان معمولاً از مهندسی ژنتیك در عالم طبیعت در انجام كارهایشان الگو برداری می كنند. مهندسی ژنتیك در عالم طبیعت در یك باكتری خاكزی تحت عنوان آگروباكتریوم تاموفاشین را به كار رفته است. این باكتری شامل یك DNA حلقوی كوچك و آزاد بنام پلاسمید می باشد از پلاسمید این باكتری غالباً برای تغییر ساختار ژنتیكی یك گیاه حساس به بیماری گال استفاده می‌شود. دانشمندان در گام اول ژنهائی را كه یك خصوصیت مطلوب و یا یك صفت اتصالی را كنترل می‌كنند ،شناسائی می كنند. تا در گام بعدی این ژن مطلوب را به گیاه مورد نظر انتقال دهند. برای انجام چنین كاری در گیاهی كه حاوی آن ژن مطلوب هست، ژن مربوطه را را از قطعه DNA آن گیاه با استفاده از آنزیم‌های خاصی جدا می‌كنند. این آنزیم‌ها مانند یك قیچی عمل كرده و نیز پلاسمید حاصل از باكتری آگروباكتریوم را با همان آنزیم‌ها برش می دهند و ایجاد یك قطعه DNA باز می كنند سپس این پلاسمید باز شده را در مجاورت ژن مطلوب قرار داده و با یكدیگر ادغام می كنند و با استفاده از آنزیمهای خاصی اتصالات مربوطه را بین این ژن و پلاسمید انجام می‌دهند. آنها می‌توانند پلاسمیدی را تولید كنند كه حاوی این ژن مطلوب می‌باشد. چنین پلاسمیدی را DNA ی نوتركیب یا RDNA می‌نامند دانشمندان این مجموعه را (پلاسمید نو تركیب) به داخل باكتری آگرو باكتریوم بر می‌گردانند و در نتیجه این باكتری شامل پلاسمید تغییر یافته می‌شود . مجموعه پلاسمید+ ژن مطلوب+ آگروباكتریوم به گیاه مورد نظر منتقل می‌شود.
بعضی از سلولهای این گیاه، ژن مربوطه را از پلاسمید دریافت كرده و جزء ساختار DNA خودی می‌كنند. وقتی چنین سلولهای گیاهی در محیطهای كشت رشد داده می شوند، تولید گیاهان كوچكی می‌كنند كه می‌توان وجود صفت جدید مورد انتظار از ژن انتقال یافته را در آنها تست كرد. این چنین گیاهانی نامیده می‌شوند گیاهان تراریخت و باید آزمونهای بیشتری بر روی آنها صورت گیرد.

[Sinderella]

گلهاي پيازي





گلهای پیازی با ظهور خود در بهار و تابستان لطافت و زیبایی دلپذیری به فضای سبز طبیعی و مصنوعی‌محیط زندگی انسان می‌بخشند.
حس زیبایی پسندی‌، بسیاری از انسانهای خوش ذوق را در فصول مختلف به دشتها و كوههای اطراف شهرهامی‌كشاند. در بهار، وجود گلهای لاله‌، لاله واژگون‌، كلاغك و... كه به صورت خودرو در این مناطق می‌رویند،یكی از عوامل اغنای این حس در وجود انسان به شمار می‌رود. گلهای پیازی با زیبایی و عطردل‌انگیز خود، دیدگان و مشام جویندگان زیبایی را نوازش می‌دهند و با نظمی كه خداوند در رویش و تكثیر این‌گیاهان زیبا قرار داده‌، هر سال در زمان خاص خود می‌رویند و گلدهی را آغاز می‌كنند.
گلهای پیازی كه در فضای سبز مصنوعی خانه و خیابان كاشته می‌شوند در طول سال نیاز به مراقبتهای ویژه‌ای‌دارند و انسان شهری اگر خواستار بهره‌گیری از زیبایی آنهاست باید زحمت نگهداری این گلهای را نیز بعهده‌گیرد.
با توجه به استقبال عامه از گلهای پیازی در زیر به معرفی برخی از گونه ها می پردازیم

۱) گل اختر canna indica
(ریشه به صورت ریزوم‌)
پس از باز شدن و پژمردن تمامی غنچه‌ها، ساقه گل را از سطح زمین قطع كنید ولی آبیاری را به میزان كمتر ادامه‌دهید تا وقتی كه برگها زرد شوند، در این زمان برگها را نیز حذف كنید. در مناطقی كه فاقد زمستان سردمی‌باشند ریزوم را می‌توانید درخاك باقی بگذارید و یا آن‌ها را از خاك در آورده‌، در محل خشك و خنك كه‌دارای جریان هوا باشد انبار كنید تا زمان كاشت مجدد فرا برسد.
۲) كوكب‌Dahila sp.
(ریشه به صورت غده‌)
وقتی قسمتهای هوایی گیاه زرد شد، ساقه‌ها را از ارتفاع ده سانتیمتری سطح خاك قطع كنید، خاك اطراف ساقه‌را به شعاع ۳۰ سانتیمتر از مركز بردارید و با دقت به كمك چنگك غده‌ها رابیرون آورید، آنها را تكان دهید تا
خاك اطرافشان فرو ریزد. پس از چند ساعت آنها را در آفتاب قرار دهید تا خشك شوند.


حال می‌توانید به دو روش عمل كنید:
الف ) غده‌ها را فوراً تقسیم كنید زیرا غده تازه به راحتی بریده می‌شود و تشخیص چشمها یا جوانه‌های رشدكننده در این زمان آسان است‌. برش باید از محل ساقه صورت گیرد به نحوی كه با هر قسمت از غده ۲.۵سانتیمتر از ساقه و یك چشم باقی بماند. سطح برش را با پودر گوگرد بپوشانید تا از پوسیدگی آنها جلوگیری‌شود، سپس قطعات را در شن یا ورمی‌كولیت قرار دهید و درطول زمستان در یك مكان خنك (۷-۴ درجه‌سانتیگراد انبار كنید. با این روش خطر چروكیدگی غده‌ها كاهش می‌یابد.
ب) حدود ۴-۲ هفته قبل از كاشت در بهار غده‌ها را به روش الف برش دهید و آنها را در ماسه مرطوب قراردهید تاتحریك به ریشه دهی گردند.


۳) گل مریم‌ Polyanthes tuberosa
(ریشه به صورت غده پیازی شكل‌)
گلهای زیبای مریم در اواخر تابستان اوایل پاییز روی خوشه‌های بلند ظاهر می‌شوند. در پاییز وقتی برگها زردشدند آبیار راقطع كنید، پیازها را از خاك در آورید و آن‌ها را در مكانی گرم انبار كنید و یا هر سه عدد پیاز را دریك گلدان به قطر ۱۵ سانتیمتر بكارید. هر ۴ سال یكبار در پاییز، هنگام تقسیم پیازهاست‌.

۴) آلیوم Allium sp.
(ریشه به صورت پیاز)
فصل پاییززمان كاشت پیاز آلیوم است‌. فاصله كاشت ۳۰-۱۵ سانتیمتر و عمق كاشت ۲۰-۱۵ سانتیمتر مناسب‌است‌. هر ۳ یا ۴ سال در پاییز و یا اوایل بهار پیازها را از خاك در آورده تقسیم كرده و مجدداً بكارید.

۵) گل حسرت Colchicum aurumnal
(ریشه به صورت پیاز)
گلهای صورتی‌، بنفش‌، ارغوانی و سفید آن اواخر تابستان از درون خاك سر در می‌آورند و در این فصل نیاز به‌مراقبت ویژه‌ای ندارند.

۶) لاله Tulipa sp.
(ریشه به صورت پیاز)
پیازها را مهرماه (به شرطی كه هوا خنك شده باشد) بكارید. عمق كاشت ۲.۵ برابر قطر بزرگ و فاصله كاشت‌۲۰-۱۰ سانتیمتر از یكدیگر مناسب است‌. درنواحی گرمتر پیازها را حداقل در عمق ۲۰-۱۵ سانتیمتر بكاریدتا سرمای مورد نیاز برای ریشه دهی تامین شود.


۷) زنبق رشتی Hemerocallis sp.
(ریشه به صورت غده‌)
بهترین فصل كاشت آن پاییز است‌، غده‌ها را مهرماه در عمق ۵ سانتیمتر در محل سایه - آفتاب بكارید و روی‌آن را با خاك شنی یا خاكبرگ بپوشانید. هر ۵ سال یكبار در پاییز یا بهار بوته‌ها را تقسیم كنید. بوته را از خاك درآورید. نصف طول برگها را حذف كنید، غددها را جدا كنید و مجدداً آنها را بكارید.

۸) زنبق Iris sp.
(ریشه به صورت ریزوم‌)
ریزومهای ذخیره شده در تابستان را در این فصل مجدداً بكارید، فاصله كاشت خصوط بوته‌ها ۲۰-۱۵سانتیمتر، فاصله پیازها ۱۵-۱۰ سانتیمتر مناسب است‌. سطح محل كاشت را یك لایه مالچ بدهید

[Sinderella]

ژینكگو(Ginkgo)





درخت ژینكگو بیلوبا (Ginkgo biloba) یك درخت منحصر به فرد ویكی از قدیمی ترین گونه های زنده در جهان است. این درخت بهترین مثال برای فسیل زنده است(اصطلاحی كه چارلز داروین در كتاب منشا گونه ها به كار برد). از نظر موقعیت تاكسونومیك، این گیاه در شاخه ژینكگوفیتا، در رده ژینكگوپسیدا،در راسته ژینكگوآلز ودرخانواده ژینكگوآسه قرار دارد. ژینكگوها وسیكادها تنها گروه گیاهان دانه دار(اسپرماتوفیت) زنده هستند كه سلولهای نر متحرك دارند و در طبقه بندی های تاكسونومیكی قبل از مخروطیان قرار می گیرند. نخستین شواهد فسیلی برگ خانواده ژینكگو (Ginkgoaceae)به حدود ۲۵۰میلیون سال پیش دوره پرمین مربوط می شود. درآن زمان تاكسونهای چندی در این خانواده گیاهی وجود داشتند. در طول ژوراسیك میانی تحول چشمگیری در تعداد گونه ها روی داد و تنوع وسیعی در طول دوره كرتاسه، در مناطقی كه امروزه آسیا، اروپا و آمریكای شمالی نامیده می شود صورت پذیرفت اما بعد از آن زمان به دلیل وقوع پدیده های زمین شناسی این تنوع رو به افول رفت كه احتمالا انقراض دایناسورها و خزندگان بزرگ به عنوان پراكنش گران مهم دانه درا ین افول نقش داشته است. فسیلهای شاخه ژینكگوفیتا در خانواده ها و جنسهای زیر طبقه بندی می شوند:
Ginkgoaceae : Arctobaiera, Baiera, Eretmophyllum, Ginkgo, Ginkgoites, Sphenobaiera,▪ Windwardia
▪ Trichopityaceae : Trichopitys
در پی عدم كشف شواهد فسیلی از ژینكگو از ۵/۲میلیون سال گذشته،دانشمندان تصور می كردند كه نسل آن منقرض شده است اما در سال ۱۶۹۱، Engelbert Kaempfer آلمانی آنرا در ژاپن یافت. ژینكگو در چین بقا یافته بود ودر آنجا عمدتا در كوهها و باغهای معابد كه توسط راهبان كاشته شده بود(و از نظر آنان درختی مقدس بود) یافت می شدو از چین به ژاپن و كره برده شده بود. همچنین دانه های آن در اوایل قرن هجدهم از ژاپن به اروپا برده شد و در اواخر قرن نیز به آمریكا انتقال یافت. زمانی كه تاكسونومیست های اروپایی برای نخستین بار ژینكگو را شناختند آن را به عنوان یكی از مخروطیان در نظر گرفتند و در خانوادهTaxaceae قرار دادند، اما در سال ۱۸۹۵،هیراس كه گیاهشناسی در دانشگاه توكیو بود كشف نمود كه تخمك ژینكگو توسط سلولهای نر متحرك كه دارای لوله ای مشابه لوله گرده هستند تلقیح می شود. سلولهای نر متحرك تنها در گیاهان پست تر، سرخسها و سیكادها وجود دارند. امروزه ژینكگو در دو منطقه كوچك در چین در حالت وحشی رویش دارد اما وضعیت وحشی آن كاملا قطعی نیست زیرا در این مناطق هزاران سال است كه فعالیت های انسانی صورت می پذیرد. درخت ژینكگو در كشورهای بسیاری در دنیا و در اطراف اماكن مذهبی در كشورهای آسیای شرقی به عنوان یك درخت تزئینی و مقدس كاشته شده است. علاوه بر زیبایی، ژینكگو یكی از متحمل ترین درختان شهری است كه به ندرت در گیر بیماری می شود یا در معرض حملات حشرات و قارچها قرار می گیرد. بقای ژینكگو مطمئنا به دلیل ایمنی طبیعی یا نوعی مزیت ژنتیكی است. این درختان دارای عمرهای طولانی هستند و یك درخت با عمر ۳۰۰۰سال در چین گزارش شده است. همچنین ژینكگوها موضوعات مناسبی در تهیه bonsai هستند گیاهانی كه می توانند به صورت مصنوعی كوچك نگه داشته شوند و بیش از چند قرن پایدار بمانند. برگ ژینكگودارای تركیبات فلاوونوئید و ترپنوئید است كه دارای اثرات بسیاری بر سیستم گردش خون، افزایش جریان خون به مغز بافتها و اندامها، سلامت چشمها و تقویت حافظه است (البته ممكن است كه در برخی افراد اثرات منفی هم داشته باشد). پس از بمباران اتمی هیروشیما در ژاپن به سال ۱۹۴۵كه تقریبا همه گیاهان و جانوران در منطقه از بین رفتند، ژینكگوها از معدود موجودات زنده ای بودند كه در این شرایط زنده ماندند. امروزه ۴ درخت درفاصله ۲- ۱كیلومتری محل بمب گذاری رشد می كنند. ژینكگو مقاومت نسبتا بالایی نسبت به عوامل جهش زا نظیر تشعشعات دارد.


فرم رویشی(Habit)
ژینكگوها درختان دوپایه با اندازه های متوسط تا بزرگ هستند (۳۵-۲۰متر) وبرخی نمونه ها نیز در چین به بیش از ۵۰ مترمی رسند. دارای تاجی زاویه دار وانشعابات طویل هستند. تاج به موازات افزایش سن درخت پهن تر می گردد. ریشه در ژینكگو طویل است. برخی از ژینكگوهای پیر ریشه های هوایی تولید می كنند كه این ریشه ها بر روی سطوح زیرین شاخه های بزرگ تشكیل می شوند. ژینكگو دارای یك تنه مركزی است. شكل هرمی دارد ودارای انشعابات منظم جانبی نامتقارن باز است. از جوانب شاخه های بلند كه دارای فواصل منظم برگی هستند شاخه های كوتاه در سال دوم رشد توسعه می یابند. شاخه های كوتاه میانگره های كوتاهی دارند وبه دلیل وجود همین میانگره ها به نظر می رسد كه برگها به صورت خوشه در انتهای شاخه های كوتاه قرار می گیرند. تشكیل برگهای جدید در بخشهای مسن تر تاج در شاخه های كوتاه صورت می پذیرد.برگها دولبه و بادبزنی شكل و دارای رگبرگهای دوشاخه هستند. برگهای ژینكگو شبیه برگ سرخس آدیانتوم است. تنوع زیادی از نظر درجه لبه دار شدن در یك درخت وهمینطور در بین درختان مختلف وجود دارد. رنگ برگ خاكستری ـ سبز تا زرد تا سبز تیره در فصل تابستان است و در پاییز زرد می شود.


تولید مثل(Reproduction)
ژینكگو دو پایه است. درختان نر استروبیلهای آویزانی(به حالت شاتون) را تولید می كنند كه حاوی میكروسپوروفیلهایی است كه هر یك دو میكروسپورانژ را كه به صورت مارپیچی در اطراف یك محور قرار گرفته اند ایجاد می نمایند. گیاهان ماده تخمكها را به صورت دوتایی در انتهای یك محور تولید می كنند و پس از گرده افشانی به دانه نمو پیدا می كنند. دانه ۲ـ۵/۱سانتی متر است. لایه بیرونی آن ساركوتستا به رنگ قهوه ای ـ زرد روشن نرم و شبیه میوه آلوست (اما میوه نیست چون این گیاهان فاقد میوه هستند و دانه توسط دیواره تخمدان احاطه نمی شود). در زیر ساركوتستا، اسكلروتستای سخت، اندوتستا وخورش قرار دارد. جنین دارای دو یا سه لپه است. فرآیندهای مربوط به تولید مثل و تولید دانه رسیده در حدود ۱۴ماه طول می كشد. گرده افشانی، بلوغ گامتوفیت های نر و ماده و لقاح دربهار و تابستان اتفاق می افتد اما تكمیل جنین زایی به زمان بیشتری تا بهار آینده نیازمند است.

[Sinderella]

گياه گرما زا

کلم مرداب بانام علمی Symplocarpus foetidusاز خانواده ی Aracedeدارای گل آذینی با خاصیت گرما زایی عجیب است ، در فصل زمستان که دمای هوا بسیار پایین است و همه چیز یخ زده این گیاه می تواند گرمایی برابر با 70 درجه فارنهایت ایجاد کند ، که این امرباعث ذوب شدن برف های اطراف گیاه می شود .
کلم مرداب در نواحی مرطوب ، نزدیک به آب و در اطراف مرداب ها رشد می کند.
ارتفاع این گیاه به 30 تا 60 سانتی متر می رسد. گیاه دارای برگهای بزرگ و گل آذین غیر عادی است که در اواخر زمستان از میان برف ها به نمایش در می آید.
برگ های کلم مرداب همیشه بعد از تشکیل گل آذین ظاهر می شود. گیاه به صورت متراکم رشد می کند ،البته این موضوع از رشد دیگر گیاهان در میان انبوهی از کلم مرداب جلوگیری نمی کند .
تکثیر و گرده افشانی گیاه به خاطر بوی تعفنی که گیاه از خود منتشر می کند به دست حشراتی مثل مگس ها و پروانه ها و سوسک ها انجام می شود.
کلم مرداب گیاهی چند ساله است ، بعضی منابع اظهار می کنند که این گیاه می تواند حتی تا 100سال هم زندگی کند.

[Sinderella]

تناوب زراعي و اثر آن بر بيماريهاي گياهي

پيش از اين از تناوب در ادبيات روم نام برده شده و به تمدن هاي بزرگ انساني در آفريقا و آسيا از زمان قرون وسطي تا قرن بيستم باز مي گردد.

تناوب 3 ساله با تجربه ي كشاورزان در اروپا با تناوب چاودار يا گندم پاييزه با جو دوسر بهاره يا جو كاشته مي شد، در قسمت سوم خاك را براي استراحت خالي مي گذاشتند.

واقعيت اين است كه تناوب مناسب خاك ، ترميم يا بازگشت حالصخيزي خاك را براي مصرف انسان است.

تناوب چهار محصوله توسط كشاورزان Flemish يعني در منطقه ي Waasland در اوايل قرن 16 ميلادي پيشقدم شد.

يستم ( گندم ،جو،شلغم،شبدر) با محصولات علوفه اي و علفي كه به چهارپايان اجازه ي چرا اطراف زمين را مي داد ، شروع مي شد.

تناوب چهار محصولي كليد توسعه ي انقلاب كشاورزي انگليس بود.(قرن 18 ميلادي)

به هر حال زيان هاي سيستم تك كشتي از ديدگاه كشاورزي پايدار آشكار شد.

هدف و روش ها:

تناوب زراعي از كاهش حاصلخيزي خاك اجتناب مي كند ، مثل رشد محولات يكسان كه مكررا در يك مكان عاقبت خاك را از مواد غذايي متنوع خالي مي كنند.

يك محصول كه خاك را از يك نوع ماده ي غذايي خالي مي كند ، در فصل زراعي بعد با يك محصول غير همسان كه مواد غذايي را بر مي گرداند يا نسبتي از مواد غاذيي را بر مي گرداند كاشته مي شود ، مثل :برنج با پنبه.

با تناوب زراعي كشاورزان مي توانند زمين هايشان را تحت توليد پيوسته نگه دارند، بدون احتياج به رها كردن يا آيش و بدن احتياج به كودهاي مصنوعي كه هر دو روش گران است.

بقولات ، گياهاني از خانواده ي Fabaceae روي ريشه هايشان غده هايي دارند كه نيتروژن را تثبيت مي كند.

اين مي تواند يك سيستم كشاورزي خوب از تناوب آنها با غلات و ساير گياهاني كه نيتروژن نياز دارند باشد.

يك سيستم تناوب محصولات مدرن معمول تناوب سويا و ذرت است.

تناوب زراعي اغلب براي كنترل آفات و بيماري هايي كه مي توانند پايدار باشند در خاك استفاده مي ود. گياهاني كه از نظر taxonomy در يك خانواده هستند آفات و بيماريهاي يكساني دارند.

با تغيير مرتب موقعيت گياه ، چرخه ي آفت شكسته مي شود يا محدود مي گردد.

براي مثال نماتد مولد گره ي ريشه يكي از مشكلات جدي براي گياهاني است كه در آب و هواي خاكهاي شني هستند.

نماتد مي تواند چندين خسارت باي حاصلخيزي گياهان ايجاد كند با بريدن قطري از ريشه ي گياه.

كشت محصولاتي كه ميزبان نماتد گره ي ريشه نيستند براي يك فصل در حد بسيار بالا تعداد نماتدهاي خاك را كاهش مي دهد ، بدين ترتيب امكان رشد گونه هاي حساس در فصل بعد بدون احتياج به ضد عفوني و تدخين خاك به وجود مي آيد.

اغلب كنترل علف هاي هرزي كه شبيه به توليدات گياهي هستند بسيار مكل است و ممكن است محصولات نهايي را آلوده كند.

براي مثال ergot نوعي علف هرز است كه تفكيك آن از گندم هاي خرمن شده بسيار مشكل است.

يك نوع محصول متفاوت اجازه ي حذف علفهاي هرز را مي دهد و چرخه ي ergot را مي شكند.

كنترل آفات بدون استفاده از سموم سنتتيك يك اصل از كشاوزي ارگانيك است.

يك تاير كلي تناوب اين است كه آن مخلوط از محصولات جغرافياي ات كه مي تواند گسترش آفات و بيماريها را طي فصل رويش كم كند.

محصولات مختلف اغلب مي توانند تاثير آب و هواي بدرا براي كشاورزان به طور اختصاصي كاهش مي دهد.

انتخاب و ترتتيب تناوب زراعي به طبيعت خاك ، اقليم و ميزان رطوبت و بارندگي بستگي دارد كه اينها با هم نوع گياهي كه مي تواند كشت شود را تعيين مي كنند.

جنبه هاي مهم ديگر كشاورزي مثل بازار يابي محصولات و اقتصاد متغير بايد مورد توجه قرار بگيرند ، وقتي كه يك تناوب زراعي انتخاب مي شود.

[Sinderella]

جلبكهاي دريايي

جلبكهای دریایی یا Seaweed یا Macroalgae به لحاظ اهمیتی كه در جهان دارند، تخمین زده می شود كه كل تولید محصولات متنوع آنها معادل ۶ ـ ۵/۵ میلیارد دلار آمریكا در سال باشد(FAO)، كه حدود ۵ میلیارد دلار آمریكا به بخش فرآورده های غذایی و خوراك انسانی اختصاص می یابد و مابقی آن را كود و افزودنی های خوراك دام تشكیل می دهند. استفاده های صنعتی آن تقریبا ۸ ـ ۵/۷ میلیون تن (وزن تر) جلبك استحصالی از دریا یا پرورشی در سال است.برداشت تجاری آن در ۳۵ كشور جهان از نیمكره شمالی تا جنوبی، در آبهای سرد، معتدل تا تروپیكال صورت می گیرد. در ایران جلبك های دریایی در سواحل جنوبی كشور بویژه در سواحل سیستان و بلوچستان (چابهار) فراوان یافت می شوند كه بر اساس تقسیم بندی گیاه شناسان از هر سه گروه جلبك های سبز یا كلروفیت، جلبك های قهوه ای یا فیتوفیت و جلبك های قرمز یا رودوفیت در این منطقه وجود دارند. كشور چین یكی از بزرگترین تولید كنندگان جلبكهای خوراكی در دنیا بوده كه سالانه حدود ۵ میلیون تن برداشت می كند، بطوریكه در سال ۱۹۹۹، برداشت لامیناریای آن حدود ۵/۴ میلیون تن بوده و در حال حاضر نه تنها خود كفا بوده، بلكه یكی از بزرگترین صادر كننده لامیناریا بوده است. كشورهایی نظیر ژاپن، تایوان، كره ... نیز مدت طولانی است که در زمینه برداشت از دریا و پرورش فعالیت دارند و هر ساله میلیونها دلار ارز از تولید و صادرات آن بصورت خام یا بصورت عمل آوری شده ، بدست می آورند. بیش از ۱۸۵ گونه از جلبكها مصرف غذایی داشته كه از این مقدار ۲۵ گونه آن به جلبك های سبز، ۷۰ گونه آن به جلبكهای قهوه ای و ۹۰ گونه آن به جلبكهای قرمز اختصاص می یابد.


● اهمیت جلبكها
جلبكهای دریایی با ایجاد جایگاه مناسبی برای زیست بچه ماهیان، تغذیه و تولید مثل انواع آبزیان از نظر اكولوژیكی بسیار حائز اهمیت بوده و همچنین حدود ۴۰ درصد فتوسنتز دریایی توسط جلبك ها صورت میگیرد، كه بدین طریق زنجیره اصلی تولید یا تولید اولیه را تشكیل می دهند. جلبك به لحاظ دارا بودن پروتئین، مواد معدنی، ویتامین و اسیدهای چرب امگا تری ارزش تغذیه ای بسیاری دارند.مواد استخراجی جلبك ها نظیر آگار، اسید آلژنیك و كاراگینان اهمیت آنها را دو چندان کرده طوریکه، در صنایع نساجی، كاغذ سازی، رنگ سازی، علوم پزشكی و كشاورزی كار برد فراوانی دارند. جلبك ها نقش مؤثری در تصفیه بیولوژیك پسابهای مزارع پرورش میگو نیز دارند.


● فراوانی و پراكنش
بر اساس مطالعات مركز تحقیقات شیلاتی آبهای دور، در نمونه برداری های منطقه بین جزر و مدی و زیر جزر و مدی كه بصورت فصلی صورت گرفت، نتایج آماری نشان داد كه بیشترین فراوانی در فصل پاییز و زمستان به جلبك های قهوه ای (دو گونه سارگاسوم و سیستوسیرا) و در اواسط زمستان تا اواخر آن بیشترین تنوع و فراوانی به جلبكهای قرمز مربوط می شود، در حالیكه بیشترین فراوانی جلبك های سبز در فصل بهار می باشد.
▪ از گونه های مهم جلبك های منطقه سیستان و بلوچستان می توان به گونه های زیر اشاره كرد:
ـ جلبك سبز ulva sp
ـ جلبكهای قرمز
ـ Hypnea sp
ـ Botryocladia Leptopoda
ـ Halymenia Porphyra formis
ـ Sebdenia felabellata
ـ Gelidium sp
ـ Gelidiella sp
ـ Gracilaria sp
ـ جلبكهای قهوه ای
ـ Sargassum sp
ـ Nezimodima sp
ـ Padina sp
ـ Cystoseria indica


● عمل آوری و استخراج مواد و موارد استفاده
اگر چه فرآیند استخراج مواد مختلف از جلبك ها متفاوت بوده ولی برای انجام هر گونه عملیاتی لازم است ابتدا جلبك های تازه برداشت شده از محیط طبیعی و یا پرورشی در آب شیرین شستشو شوند. برای اینكه شن، ماسه، نمك و ارگانیسم های چسبیده به سطح آن حذف شوند و پس از آن تا ۱۰ درصد رطوبت آنها را خشك كرده و برای از بین بردن انگلها و یا حتی رنگبری، چندین مرتبه آن را با آب فرمالین شست شو داده و سپس از آن، بسته به نوع فرآیندی كه قرار است انجام شود، عملیات انجام می شود.از گروه جلبك های سبز گونه ulva با تركیب اصلی، پروتئین ۱/۲۶، چربی ۷/۰، كربوئیدارت (فیبر) ۱/۵ و خاكستر به میزان ۶/۲۲، به لحاظ داشتن اولوالین كه باعث كاهش فشار خون می گردد، مهم بوده واین جلبك در سواحل جنوبی ایران فراوان یافت می شود. جلبك های سبز به كاهوی دریایی نیز شهرت داشته و در انواع غذاها، سوپ ها و سالادها نیز بكار می روند.این جلبك ها بصورت مستقیم و غیر مستقیم مورد تغذیه قرار می گیرند.گروه جلبك های قهوه ای كه بزرگترین گروه جلبك ها را تشكیل می دهند، دارای محصولات استخراجی متفاوتی از قبیل آلژینات و اسیدهای آن، ید و مواد معدنی می باشند كه این مواد در دندانپزشكی در تهیه قالبهای اولیه دندان، در صنعت نساجی بعنوان تثبیت كننده رنگ بر روی پارچه ها، در رنگ سازی بعنوان حالت دهنده خمیری و ژله ای، در كاغذ سازی در قرصها، كاربرد فراونی دارند. همچنین آلژینات در صنایع غذایی در تهیه انواع سس، سوپ، شیرینی، بستنی، نوشابه كاربرد دارد. ارزش دلاری آلژینات تولید شده رقمی حدود ۲۱۳ میلیون دلار آمریكا در سال در جهان بوده كه منبع اصلی تولید آن، جلبک غیر پرورشی بوده است.استفاده عمده جلبك های قهوه ای بعنوان غذا و ماده اصلی استخراج هیدروكلوئید (آلژینات) می باشد. گونه های سردآبی آن نقش اصلی در تهیه آلژینات داشته و گونه های گرمابی آن بندرت بعنوان غذا و در تولید آلژینات استفاده می شود. از این گروه جلبك خوراكی لامیناریا، پس از برداشت، ابتدا خشك شده و در بسته های نایلونی بسته بندی شده و به بازار عرضه می گردند كه در ایران وجود ندارد. با توجه به اهمیت آلژینات ها در صنایع غذایی برای تولید محصول با كیفیت و قدرت ماندگاری مطلوب و همچنین درصد مناسب آلژینات در جلبك قهوه ای سارگاسوم سواحل دریای عمان، به نظر می رسد سرمایه گذاری در استخراج صنعتی امكان پذیر است .استفاده اصلی جلبك های قرمز، بعنوان غذا و منبع تولید دو هیدروكلوئید آگار و كاراگینان است.


گونه پورفایرای جلبك قرمز بعنوان بزرگترین منبع غذایی (خوراكی) می باشد كه در ایران وجود ندارد. دو ماده استخراجی مهم جلبك های قرمز، آگار و كاراگینان نقش بسیار مهمی در صنایع دارویی، تغذیه و ... دارند. آگار و مشتقات آن در تولید انواع شیرینی، ژله، ماست، مارمالاد، كنسرو و همچنین در پرورش گل، در آزمایشگاه بعنوان محیط كشت،در تهیه ژله های الکتروفورزو... کاربرد زیادی دارند. تولید آگار در سال رقمی معادل ۱۳۲ میلیون دلار بوده كه عمدتا از دو جنس Gelidium و Gracilaria می باشد كه فرآورده استخراجی گونه اول دارای كیفیت بالاتری می باشد. تمامی Gelidium برداشت شده طبیعی ،برای تولید تجاری آگار به كار می رود و از آنجائیكه آگار استخراجی از گونه Gracilaria كیفیت پائینی دارد، لذا بسیار كم مورد استفاده قرار می گیرد.آگار كلوئیدی آب دوست بوده كه در آب گرم محلول است. محلول ۵/۱ درصد آن روشن و در دمای ۴۳ ـ ۳۴ درجه تشكیل ژل داده و در كمتر از ۸۵ درجه دوباره به حالت مایع درخواهد آمد. در خصوص روشهای فرآوری و بسته بندی برای مصارف خوراكی و صنعتی ،در ایران یك مركز مجهز تحت عنوان مركز بیوتكنولوژی ایران در جزیره قشم در حال فعالیت می باشد.كاراگینان دومین هیدروكلوئید استخراجی از جلبكهای قرمز است كه در صنایع غذایی برای تهیه بستنی، شكلات، شیر شكلات، انواع سس و همچنین در صنایع بهداشتی برای ساخت شامپو، انواع سوسپانسیون وامولسیون كاربرد دارد.


● استفاده های دیگر جلبك ها
▪ آرد جلبك:
استفاده از آرد جلبك در غذای دام و آبزیان، اولین بار در سال ۱۹۶۰ در كشور نروژ بوده است كه آن هم از جلبكهای قهوه ای، خشك و آسیاب شده تهیه شده كه تقریبا از هر ۵۰ هزار تن جلبك تر برداشت شده، حدود ۱۰ هزار تن آرد جلبك بدست می آید كه ارزش دلاری آن ۵ میلیون دلار آمریكا می باشد.

▪ كود
استفاده از جلبك ها بعنوان كود به قرن نوزده بر می گردد كه برای اولین بار بوسیله ساحل نشینان و جلبكهای قهوه ای مورد استفاده قرار گرفت. جلبكها بخاطر دارا بودن میزان بالای فیبر از یك طرف نقش مهمی در نرم كردن بافت خاك و حفظ رطوبت و از طرف دیگر بخاطر دارا بودن مواد معدنی و عناصر كمیاب اهمیت دو چندانی دارند.از دیگر زمینه های كاربردی كود های جلبكی است. مطالعات مختلف علمی ثابت كرده است كه كارایی این محصولات (فرآورده ها) بطور گسترده ای در علوم و صنعت باغبانی مورد استقبال قرار گرفته است، طوریكه بعد از استفاده ازاین فرآورده ها، افزایش محصول، افزایش جذب مواد غذایی خاك، افزایش مقاومت به آفات خاص، افزایش جوانه زنی بذر و مقاومت در مقابل یخ زدگی را در پی داشته است. به هر حال، از زمان پی بردن به چنین خواص كارآمدی در جلبك ها، به نظر می رسد با توجه به پیشرفت كشاورزی و آبزی پروری ارگانیك ،بازار روبه رشد فزاینده ای داشته باشد.

▪ محصولات آرایشی
گاهی مشاهده می شود كه بر روی محصولات آرایشی نظیر كرمها، لوسیونها، برچسب هایی تحت عناوین «عصاره دریایی»، «عصاره جلبك» و «عصاره علف دریایی» وجود دارد. این بدین معنی است كه هیدروكلوئیدهای استخراجی از جلبك ها به آن اضافه شده است. آلژینات یا كاراگینان می توانند خاصیت نگهداری رطوبت پوست را بهبود ببخشند. در هنگام تالاسوتراپیThalassotherapy چسب های جلبكی را بر روی بدن فرد مریض چسبانده و آن را در معرض تابش اشعه مادون قرمز قرار می دهند. این درمان همراه با هیدروتراپی (آب درمانی) با آب دریا، عامل تسكین دهنده و آرامبخش مهمی در روماتیسم و پوكی استخوان است.
▪ منبع سوخت
در ۲۰ سال گذشته، تعدادی پروژه های تحقیقاتی در خصوص امكان استفاده از جلبكها بعنوان منبع غیر مستقیم سوخت انجام گرفته است. تصور بر این بوده كه میزان زیادی از جلبك ها را در دریا پرورش داده و بعد از فرآیند تخمیر، گاز متان تولید كرده كه برای سوخت مورد استفاده قرار گیرد. نتایج نشان داده كه این فرآیند تا بحال اقتصادی نبوده و نیاز به تحقیق مجدد دارد.

▪ تصفیه فاضلاب
بعضی از جلبك ها قادرند یونهای فلزات سنگین نظیر روی و كادمیم را از آبهای آلوده جذب كنند و بدین طریق خاصیت سمی آنها را كاهش و یا خنثی كنند. پساب خروجی از مزارع پرورش ماهی معمولا حاوی میزان بالایی از ضایعات بوده كه می تواند برای دیگر آبزیان و مزارع همجوار مشكل ساز باشد. از آنجائیكه جلبك ها اغلب از این ضایعات بعنوان منبع غذا مورد استفاده قرار می دهند سعی بر این است كه در محل های خروجی پساب مزارع پرورش ماهی این جلبك ها را پرورش دهند.

▪ عوامل ضد ویروس
گزارشهایی در خصوص اثرات ضد ویروسی عصاره جلبك های مختلف وجود دارد. عصاره استخراجی حاصل از جلبكهای قهوه ای اثر ضد ویروسی از خود نشان داده است. مطا لعات نشان داد که در مصرف کنندگان جلبک ، میزان مبتلایان به (HIV) human immunodeficiency virus بطور چشمگیری كمتر از جاهای دیگر بوده است

[Sinderella]

استفاده از روشهای نوین اصلاح نباتات در بهبود عملكرد


اهلی نمودن گیاهان یكی از مهمترین وقایع كشاورزی در دنیای جدید است. هدفهای كلی اصلاح نباتات افزایش عملكرد در واحد سطح بهتر نمودن كیفیت محصولات كشاورزی و تولید مواد اولیه مورد نیاز جوامع انسانی است.




● اصلاح نباتات :
اهلی نمودن گیاهان یكی از مهمترین وقایع كشاورزی در دنیای جدید است. هدفهای كلی اصلاح نباتات افزایش عملكرد در واحد سطح بهتر نمودن كیفیت محصولات كشاورزی و تولید مواد اولیه مورد نیاز جوامع انسانی است. ارقام و واریته‌های اصلاح شده گیاهان زراعی و زینتی هر ساله از كشوری به كشور دیگر انتقال داده می‌شود. بدین طریق كیفیت و كمیت محصولات كشاورزی افزایش یافته و احتیاجات فراورده‌های زراعی رفع می‌شود. در اغلب گیاهان یك یا چند ژن باارزش اقتصادی فراوان دارد. ژنهایی كه حساسیت و مقاومت گیاهان را نسبت به امراض و آفات كنترل می‌كنند در اولویت برنامه‌های اصلاح نباتات قرار دارند. هدف اصلاحگر نبات نباید در توسعه روشهای معمول كشت نباتات اصلاحی منحصر گردد بلكه بایستی همواره در جستجوی تركیبات نو از ژنوتیپهای مطلوب باشد.
هدف اصلاحی نهایی در هر برنامه اصلاحی افزایش عملكرد می‌باشد. در شرایط نا مساعد افزایش عملكرد به طریق اصلاح نباتات به مقدار كم و صرف زمان طولانی ممكن است ژنهای كنترل كننده عملكرد برای بروز حداكثر پتانسیل خود به عوامل محیطی تولید وابسته می‌باشند. به طور كلی عمدترین اهداف اصلاح نباتات را می‌توان در عناوین زیر خلاصه می‌شود.

۱) بهبود كیفیت
كیفیت خصوصیتی است كه باعث افزایش ارزش محصول می‌شود كیفیت در جائی ممكن است به ارزش غذایی یك غله یا طعم و بافت یك میوه تلقی شود. كیفیت جزء مهمی از هر برنامه اصلاح نباتات محسوب می‌شود. به عنوان مثال ژنوتیپهای مختلف گندم آرد تولیدی حاصل از آن را تحت تاثیر قرار داده و نهایتاً حجم و بافت و رنگ نان را مستقیماً تحت تاثیر قرار می‌دهد. بهرحال در گیاه اصلاح شده از لحاظ پروتئین و اسیدهای آمینه ممكن است متفاوت باشد. در اهداف تولید نباتات علوفه‌ای توجه به كیفیت علوفه همواره مسئله خوش‌خوراكی و ارزش تغذیه‌ای را در بردارد در گیاهان زینتی كیفیت مفهومی جدا از گیاهان زراعی دارد. خصوصیات كیفی در گلهای زینتی عمدتاً همچون شكل ظاهر، شدت و میزان عطر ساطع شده و وجود و عدم وجود تیغ، تعداد گلبرگ را شامل می شود. در میوه ها و محصولات انباری كه طیف وسیعی از میوه جات و سبزیجات را در بر می گیرد كیفیت معمولاًَ به مقاوم و ماندگاری خصوصیات بیوشیمیایی محصول انبار شده در برابر تغییرات طولانی مدت محیط فیزیكی را شامل می شود. خصوصیات انباری از مهمترین شاخصهای اقتصادی را شامل می شودكه با بازار پسندی محصول ارتباط مستقیمی دارد.

۲) افزایش تولید در واحد سطح:
افزایش تولید در واحد سطح و استفاده از ژنوتیپهای مفید و مطلوب در هر منطقه آب و هوایی از دیگر اهداف اصلاحگران نباتات می باشد. عملكرد گیاه در واحد سطح منعكس كننده برآیند همه اجزا گیاه می باشد. بهرحال همه ژنوتیپهای تولید شده دارای عكس العمل فیزیولوژیكی و ژنتیكی یكسانی در شرایط مختلف نیستند. عملكرد صفتی پیچیده است كه تحت تاثیر اثر متقابل ژنوتیپ و محیط می باشد.

) مقاومت به آفات و بیماری:
برای دستیابی به حداكثر تولید، مقاوم بودن به آفات و بیماریها ضروری است علفهای هرز، حشرات بیماریهای باكتریایی و ویروسی در مقاطع مختلف از مرحله رشد گیاه بیشترین خسارت را به محصول وارد می‌كند. اصلاحگران همراه سعی بر دستیابی به گیاهان را دارند كه حاوی ژنهای مطلوب به مقاومت به آفات و بیماریها هستند. علت مقاوم بودن بعضی از واریته‌ها را به مكانیزم فیزیولوژیكی فعال در برابر حمله آفات می‌دانند به عنوان مثال تركیبی به نام فیتوالكین در لوبیا همراه در هنگام شیوع بیماری فوزاریوم از گیاه ترشح می‌شود كه باعث بلوكه شدن و توقف توسعه بیماری می‌شود. به هر حال از برنامه‌های اصلاحی مهم ایجاد گیاهان مقاوم می‌باشد. مقاومت به آفات بیشترین بازده اقتصادی را برای كشاورزان نوید بخش است. مقاوم منجر به سرشكست شدن بسیاری از هزینه‌های تحمیلی به كشاورزان و بی‌نیاز شدن به فعالیتهایی همچون سمپاش و آلودگی محیط زیست و مسائل باقیمانده سموم در بافت گیاهان زراعی با مصرف خوراكی می‌گردد.

۴) مقاومت به تنشهای محیطی
مقاومت از جمله عمده‌ترین اهداف اصلاح نباتات می باشد. بیشتر تولیدات در مناطق نامساعد سرما و شوری حاصل می شود. و گیاه مجبور است برای تولید كافی با این شرایط نامساعد مقابله كند بعضی از واریته‌های گیاهان در شرایط نامساعد محیطی و فقر حاصلخیزی خاك قادر هستند مقدار مناسبی محصول را در واحد سطح تولید كنند فلذا شناسایی ژنوتیپهای مقاوم به تنشهای محیطی از اصلی‌ترین راهكارهای مناسب برای رفع معضل مذكور می‌باشد.

● تولید گیاهان هاپلوئید و دابل‌هاپلوئیدی
تولید هاپلوئید و سپس دو برابر نمودن كروموزمهای آن به ایجاد دابل هاپلوئید می‌انجامد كه سریعترین روش دستیابی به اینبریدینگ كامل در طی یك مرحله می‌باشد. در روشهای متداول بهنژادی گزینش داخل نتاج به عنوان یك معضل اصلاح‌كنندگان محسوب می‌شود زیرا تعداد جمعیتهای و مزارع مختص ارزیابی هر سال افزایش می‌یابد. مهمترین روشهای القائی تولید هاپلوئید عبارتند از:

۱) میكروسپور (آندوژنز)
۲) كشت گلچه
۳) كشت بساك، تخمك (ژینوژنژ) كشت تخمك، دورگ‌گیری بین گونه‌ای



تولید هاپلوئید به روش میكروسپور یكی از كاراترین و معمولترین روش ایجاد هاپلوئید می‌باشد میكروسپور دانه گرده‌ای است كه در مرحله ابتدائی نمو در محیط كشت، گیاهچه هاپلوئید را بوجود می‌آورد، كشت بساك نیز معمولترین فرم كشت گرده است كه بساكها در مرحله نموی تك هسته‌ای انتخاب می شود. تولید گیاهان هاپلوئید به تعداد زیاد به روش كشت بساك بستگی دارد. ایجاد هاپلوئید گندم توسط تلاقی گندم× ارزن و گندم × ذرت امكانپذیر می‌باشد.

تكنیكهای دو برابر كردن مجموعه كروموزمی (ژنوم) هاپلوئید‌ها برای تهیه گیاهان صد در صد خالص (دابل هاپلوئید) نقش اساس را ایفا می‌كند. مكانیزمهای دو برابر شدن ژنوم میكروسپوربه دو پدیده اتحاد هسته‌ای و دو برابر شدن میتوزی یا داخلی نسبت داده می‌شود. در طرحهای به‌نژادی گیاهان خود گشن به تعداد نسبتاً زیادی گیاه دابل هاپلوئید جهت گزینش بهترین لاین نیاز می‌باشد. برای ایجاد لاینهای اینبرد به روش دابل‌هاپلوئیدی در گیاهان دگرگشن نیز تعداد زیادی لاین مورد احتیاج می‌باشد.

كل‌شی‌سین مهمترین عامل شیمیایی دو برابر نمودن كروموزومی است كه در سطح وسیعی بكار می رود. كل‌سی‌سین بازدارنده رشته های دوكی شكل وعمل كننده در سلولهای در حال تقسیم گیاهان می باشد. به ططور دقیق تر كل‌شی‌سین از تشكیل میكرو بتولها از طریق پیوند با زیر واحد پروتئین میكروبولی ها به نام تیوبولین ممانعت می كند لذا كروموزمها در مرحله متافاز یك جا وارد یك سلول می گردند كه نتیجتاًَ تعداد كروموزوم سلول حاصل از تقسیم دو برابر می گردد. گیاهان هاپلوئید در تعدادی از گونه های زراعی شامل پنبه، توت فرنگی ، گوجه فرنگی، جو و توتون و سیب زمینی و برنج و گندم و بعضی از گیاهان دیگر تولید شده اند.

● اینتروگرسیون :
فرایند اینترگرسیون ، به معنای وارد كردن قسنتی از مواد ژنتیكی یك گونه به گونه دیگر می تواند توسط تلاقی های برگشتی مكرر F۱ بین گونه ای با یكی از والدین انجام می شود. در اكثر موارد از اینتروگرسیون به منظور انتقال ژنهای مقاوم به بیماری از سایر گونه ها به گونه های زراعی كه فاقد ژن مقاوم هستند استفاده می شود.

● اصلاح گیاهان با استفاده از موتاسیون :
به نظر می رسد تنوع ژنتیكی حاصل از موتاسیون مصنوعی با تنوع حاصل از موتاسیون طبیعی یكسان باشد. بنابراین اصول اساسی استفاده از تنوع حاصله از موتاسیون مصنوعی ÿا تنوع حاصل از موتاسیون طبیعی یكسان است. اصلاح كننده بایستی با عوامل موتاژن كاربرد آنها و نحوه ایجاد موتاسیون آشنا بوده و به تشخیص گیا هان موتانت قادر و امكانات و وسایل لازم را دارا باشد. به طور كلی دو عامل فیزیكی و شیمیایی در ایجاد موتاسیون دخالت دارند موتاژنهای فیزیكی شامل اشعه ایكس ، گاما، نوترون و UV می باشد. اكثراًَ‌اصلاحگران به این موتاژنها دسترسی ندارند لذا از مواد شیمیایی عمدتاًَ استفاده می كنند.

● هیبریداسیون :
هیبریداسیون یكی از ابزارهای متداول اصلاح نباتات كلاسیك می باشد كه در واقع به تلاقی بین دو واریته برای دستیابی به ژنوتیپ برتر اطلاق می شود. یك برنامه هیبریداسیون ممكن است به واریته های داخل یك گونه یا بین والدین چند جنس مختلف صورت پذیرد. اصلاحگران بعد از هیبریداسیون در جستجوی ژنوتیپهای برتر هموزیگوت نیست بلكه سعی می كنند كه مجموعه ای از ژنهای را انتخاب كنند كه دارای اثر متقابل ژنتیكی مفید و اثرات هتروزیس هستند. وجود پدیده هیبریداسیون امكان انتقال ژنهای مفید از یك گونه به گونه دیگر را فراهم می كند. هیچ پدیده ای در علم اصلاح نتوانسته تاثیر ی مانند واریته های هیبرید روی افزایش مواد غذایی در دنیا بگذارد. واریته های هیبرید به جامعه F۱ كه برای استفاده تجاری تولید می شوند اطلاق می شود یكی از روشهای هیبریداسیون ، دابل كراس می باشد كه به خوبی نتایج مطلوب پیامد خود را به ثبات رسانده است .

● كشت بافت گیاهی :
كشت بافت فرایندی است كه در آن قطعات كوچكی از بافت زنده از گیاهی جدا شده و به مدت كشت نا محدودی در یك محیط مغذی رشد داده می شود. برای انجام كشت سلولی موفق بهترین حالت آن است این عمل با كشت بخشی از گیاه كه حاوی سلولهای تمایز نیافته است آغاز می شود زیرا چنین سلولهایی می تواند به سرعت تكثیر یابند. قطعات گیاه در محیط كشت می تواند به طور نا محدودی رشد كرده و توده سلولی تمایز نیافته به نام كالوس می كنند بر اینكه سلول گیاهی نمو كند و به كالوس تبدیل شوند لازم است كه محیط كشت حاوی هورمونهای گیاهی مانند اكسین، سیتوكسین و جبیرلین باشد

[Sinderella]

مهندسي توليد متابوليت هاي ثانويه



بعضی از موجودات زنده خصوصاً گیاهان، طیف وسیعی از ترکیباتی موسوم به متابولیتهای ثانویه را تولید میکنند. در مفهوم کلی، متابولیتهای ثانویه ترکیباتی آلی هستند که نقش ضروری در رشد و نمو موجود زنده ندارند.
گیاهان برای بیوسنتز این مواد انرژی زیادی را به کار میبرند. زمانی که این ترکیبات اثری بر رشد و تمایز گیاه نداشته باشند، قاعدتاً باید منافع دیگری داشته باشند. مطالعه در زمینه وظایف این ترکیبات در گیاهان، یک موضوع جذاب و مهم برای بسیاری از پروژههای تحقیقاتی شده است و نقشهای اکولوژیکی تعدادی از این ترکیبات مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. با مطالعاتی که تاکنون صورت گرفته است، به نظر میرسد که متابولیتهای ثانویه، به عنوان موادی طبیعی، نقشهای اکولوژیکی مهمی در واکنشهای دفاعی گیاهان و همچنین گردهافشانی و انتشار دانههای گیاهان به وسیله حشرات و حیوانات دارند.
بعضی از این ترکیبات به عنوان علفکش و حشرهکش در صنعت استفاده میشوند در حالیکه برخی دیگر کاربرد صنعتی ندارند. دسته بزرگی از متابولیتهای ثانویه کاربرد دارویی و پزشکی دارند. ترکیباتی دیگری از این گروه نیز نقش مهمی در تغذیه انسان و دام دارند.

● تفاوتهای متابولیتهای ثانویه با متابولیتهای اولیه
سلولها خصوصاً سلولهای گیاهی دو دسته از ترکیبات را تولید میکنند؛ متابولیتهای اولیه و متابولیتهای ثانویه.

▪ متابولیتهای اولیه
متابولیتهای اولیه مستقیماً در رشد و متابولیسم درگیر هستند و شامل کربوهیدراتها، لیپیدها، پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک میشوند.
در گیاهان متابولیتهای اولیه طی فرآیند فتوسنتز تولید شده و سپس در ساخت ترکیبات سلول نقشآفرینی میکنند. این ترکیبات در حجم زیاد و با ارزش اقتصادی پایین تولید میشوند و عمدتاً به عنوان ماده خام صنعت، مواد غذایی و افزودنیها کاربرد دارند. روغنهای گیاهی، اسیدهای چرب (برای ساخت صابون و شویندهها) و کربوهیدراتهایی مانند ساکاروز، نشاسته، پکتین و سلولز مثالهایی از متابولیتهای اولیه هستند. قیمت این قبیل ترکیبات به طور میانگین دو دلار در هر کیلو بوده و تولید آنها در حجم انبوه امکانپذیر است. البته برخی از متابولیتهای اولیه مانند میواینوزیتول و بتاکاروتن گران هستند که علت قیمت بالای آنها، سختی استخراج و تخلیص آنها میباشد.

▪ متابولیتهای ثانویه
متابولیتهای ثانویه از بیوسنتز متابولیتهای اولیه به دست میآیند و به عنوان ترکیبات فرعی و انتهایی متابولیسم اولیه در نظر گرفته میشوند. همچنین این ترکیبات در فرآیندهای متابولیسمی وارد نمیشوند. مهمترین متابولیتهای ثانویه آلکالوئیدها، فنولیکها، روغنهای ضروری، استروئیدها، لیگنینها، تاننها، فلاوونوئیدها میباشند.
متابولیتهای ثانویه عمدتاً در گونهها و خانوادههای خاصی از سلسله گیاهان تولید میشوند. این ترکیبات به مقدار کمی در سلول ذخیره شده و عمدتاً در سلولهای تخصصی و در مرحله خاصی از چرخه زندگی گیاه تولید میشوند و همین امر استخراج و تلخیص آنها را در مقایسه با متابولیتهای اولیه که در تمام سلولها تولید میشوند، دشوار میکند.
گیاهان دارویی از لحاظ میزان متابولیتهای ثانویه بسیار غنی میباشند و ترکیبات آنها را در انگلیسی Medicinal یا Officinal مینامند. این ترکیبات که از گروه متابولیتهای ثانویه میباشند، اثرات فیزیولوژیکی عمیقی بر پستانداران دارند و از مهمترین ترکیبات دارویی هستند.
از این گیاهان و اثرات فیزیولوژیک ترکیبات موثره آنها به عنوان داروی خوراکی استفاده شده و در نتیجه این ترکیبات، داروهای گیاهی یا داروهای طبیعی نام گرفتهاند.
استفاده از داروهای با منشا گیاهی بدون انجام فرآوری خاصی، یعنی استفاده از پودر گیاه یا مواد موثره آن بدون خالصسازی عصاره گیاهی، از قدیم رواج داشته و حتی در حال حاضر و در پزشکی مدرن از طیف وسیعی از داروهای با منشا گیاهی استفاده میشود. گرچه تعدادی از این داروها به طور مصنوعی برای مصارف ساخته میشوند ولی هنوز بسیاری از آنها از منابع طبیعی به دست میآیند.
به محض اینکه اثر فیزیولوژیک یک گیاه دارویی خاص کشف شود، تلاشها برای یافتن خصوصیات دقیق شیمیایی ماده موثره آن (داروی گیاهی) و در پی آن، یافتن روش تولید شیمیایی این ترکیبات به طور تجارتی صورت میگیرد.
برای تعیین خصوصیات شیمیایی و شناسایی یک متابولیت ثانویه، جداسازی آن به صورت کاملاً خالص الزامی و اولین قدم است. روشهای جداسازی گوناگون و مراحل آن اکثراً طولانی است.


متابولیتهای ثانویه به صورت خالص و با نسبتهای مشخص در پزشکی استفاده میشوند. البته در کنار خالص سازی مواد موثره گیاهان دارویی، آنها بدون تغییر نیز در سامانههای مختلف تهیه دارو استفاده میشوند. >
این نکته را نباید فراموش کرد که در کنار متابولیتهای ثانویه، تعدادی از متابولیتهای اولیه نیز اثرات فیزیولوژیکی قوی دارند. اکثر این ترکیبات پروتئینی بوده و عملکردهای مختلفی دارند. هورمونها و زهر مارها مثالهایی از پروتئینهای با اثرات فیزیولوژیکی قوی هستند. آنتیبیوتیکها، واکسنها و تعدادی از پلیساکاریدها که نقش هورمونی دارند، از جمله متابولیتهای اولیه با اثر فیزیولوژیکی قابل ملاحظه میباشند.

● مسیرهای تولید متابولیتهای ثانویه
اسکلت کربنی متابولیتهای ثانویه از کربوهیدراتها تامین شده و طی فرآیند فتوسنتز ایجاد میشود. متابولیتهای اولیه دیگری که در تولید متابولیتهای ثانویه نقش دارند، اسیدهای آمینه میباشند. استیل کوآنزیم و اسید مِوالونیک نیز نقش مهمی در تولید انواع ترپنوئیدها دارند. مسیر اسید شیکیمیک نیز در تولید لیگنینها و ایندول آلکالوئیدها نقشآفرینی میکند. در شکل ۱ مسیر تولید چند گروه عمده از متابولیتهای ثانویه از متابولیتهای اولیه نشان داده شده است.

● مهندسی تولید متابولیتهای ثانویه در گیاهان
در حال حاضر دستاوردهای زیاد و گوناگونی در مهندسی متابولیک متابولیتهای ثانویه به دست آمده است. مسیرهای بیوشیمیایی مختلفی با استفاده از ژنهای رمزکننده آنزیمهای مهندسیشده و پروتئینهای تنظیمی بررسی شدهاند. در عین حال از ژنهای آنتیسنس نیز برای مسدود کردن مسیرهای بیوشیمیایی و افزایش تولید متابولیت ثانویه خاصی استفاده میشود.
متابولیتهای ثانویه وظایف مختلفی در طول چرخه زندگی گیاه دارند. از جمله این وظایف انجام نقش ترکیبات واسطه در برهمکنش گیاه و محیط اطرافش و برهمکنش گیاه با حشرات، ریزسازوارهها و حتی گیاهان اطراف میباشد.
تولید متابولیتهای ثانویه همچنین ممکن است بخشی از سامانه دفاعی گیاه باشد. این ترکیبات در تولیدمثل گیاهان نیز نقش دارند که از طریق جذب حشرات گردهافشان این کار را انجام میدهند.
متابولیتهای ثانویه گیاهی نقش مهمی در ایجاد کیفیت مواد غذایی (رنگ، طعم و بو) مختلف دارند. همچنین رنگ گیاهان زینتی و گلبرگ گلها که مهمترین خاصیت این گیاهان دسته از گیاهان است، توسط متابولیتهای ثانویه ایجاد میشود. بسیاری از متابولیتهای ثانویه نیز برای تولید دارو، رنگ، حشرهکشها، طعمدهندههای غذایی و عطر استفاده میشوند. به دلیل کاربردهای فراوان، متابولیتهای ثانویه موضوع جالبی برای تحقیقات اصلاح نباتات از طریق فنون ملکولی و مهندسی ژنتیک محسوب میشوند.
در ده سال گذشته تحقیقات چندانی در ارتباط با متابولیتهای ثانویه انجام نشدهاست. مانع بزرگ در انجام این تحقیقات، اطلاعات اندک از مسیرهای تولید زیستی متابولیتهای ثانویه و برهمکنش آنزیمهای درگیر در این مسیر میباشد. همچنین تعداد معدودی از ژنهای مربوط به متابولیتهای ثانویه در دسترس میباشد.
یکی از مسیرهایی که مطالعات بیشتری در سطح ژنهای دستاندرکار آن نسبت به دیگرمتابولیتهای ثانویه انجام شده است، مسیر تولید فلاوونوئیدها و آنتوسیانینها میباشد. اکثر ژنهای درگیر در مسیر تولید آنتوسیانینها همسانهسازی شده و مطالعات فراوانی در سطح بیوشیمیایی، ملکولی و ژنتیک این دسته از متابولیتهای ثانویه صورت گرفته است. یکی از مهمترین دلایل مطالعات بیشتر در این زمینه، آسانی بررسی این مواد از روی رنگ گلها به فنوتیپ قابل غربالگری میباشد.
دیگر مسیر تولید متابولیتهای ثانویه که در سطح آنزیمهای درگیر و مواد واسط مورد مطالعه قرار گرفته است و اهمیت زیادی در داروسازی دارند، ایندول آلکالوئیدها هستند. اما در این مسیر هم ژنهای محدودی مشخص شدهاند.
هدف از مهندسی ژنتیک مسیر یک متابولیت ثانویه، افزایش مقدار یک ماده خاص یا گروهی از ترکیبات و یا حتی کاهش مقدار این ترکیبات میباشد.
برای دستیابی به هدف دوم که کاهش میزان تولید یک ماده خاص یا گروهی از مواد ناخواسته میباشد، راههای مختلفی وجود دارد. ]این مواد ممکن است ترکیبات سمی در یک محصول گیاهی، مواد مانع خالصسازی یک فرآورده صنعتی یا موادی از این دست باشد.[
یکی از این راهها، مسدود کردن یک مرحله از مسیر تولید متابولیت ثانویه و مختل کردن تولید یا فعالیت آنزیم مربوط به ان مرحله میباشد. این هدف میتواند با کاهش میزان mRNA مسئول تولید این آنزیم، با استفاده از فناوری آنتیسنس، RNAi یا ابراز بالای یک آنتیبادی علیه آنزیم مسئول محقق شود. فناوری آنتیسنس به خوبی برای تغییر رنگ گلها استفاده شده است.
راههای دیگر دستیابی به این هدف، تغییر مسیر به سوی مسیرهای موازی یا افزایش کاتابولیسم ماده نهایی میباشد.
اما ممکن است هدف از انجام تحقیقات، افزایش تولید یک ترکیب خاص در گیاه بوده یا انتقال ژنهای مربوط به مسیر تولید یک متابولیت ثانویه به یک گیاه یا یک ریزسازواره مورد نظر باشد. همچنین ممکن است تولید یک ماده جدید که به صورت طبیعی در گیاهان تولید نشود، هدف یک پروژه تولیدی-پژوهشی باشد.
در برخی روشها با تغییر میزان ابراز یک یا چند ژن، بر موانع تولید یک ماده غلبه میکنند و در روشهای دیگر، با حذف مسیرهای موازی (رقابتی) یا کاهش کاتابولیسم ماده مورد نظر، مقدار آن ماده را در گیاه میافزایند.
ایجاد تغییراتی در ابراز ژنهای تنظیمی که کنترل مسیر تولید زیستی متابولیتهای ثانویه را بر عهده دارند نیز از جمله روشهای افزایش یا کاهش تولید ترکیب مورد نظر میباشد.

[Sinderella]

جلبكهاي دريايي

جلبكهای دریایی یا Seaweed یا Macroalgae به لحاظ اهمیتی كه در جهان دارند، تخمین زده می شود كه كل تولید محصولات متنوع آنها معادل ۶ ـ ۵/۵ میلیارد دلار آمریكا در سال باشد(FAO)، كه حدود ۵ میلیارد دلار آمریكا به بخش فرآورده های غذایی و خوراك انسانی اختصاص می یابد و مابقی آن را كود و افزودنی های خوراك دام تشكیل می دهند. استفاده های صنعتی آن تقریبا ۸ ـ ۵/۷ میلیون تن (وزن تر) جلبك استحصالی از دریا یا پرورشی در سال است.برداشت تجاری آن در ۳۵ كشور جهان از نیمكره شمالی تا جنوبی، در آبهای سرد، معتدل تا تروپیكال صورت می گیرد. در ایران جلبك های دریایی در سواحل جنوبی كشور بویژه در سواحل سیستان و بلوچستان (چابهار) فراوان یافت می شوند كه بر اساس تقسیم بندی گیاه شناسان از هر سه گروه جلبك های سبز یا كلروفیت، جلبك های قهوه ای یا فیتوفیت و جلبك های قرمز یا رودوفیت در این منطقه وجود دارند. كشور چین یكی از بزرگترین تولید كنندگان جلبكهای خوراكی در دنیا بوده كه سالانه حدود ۵ میلیون تن برداشت می كند، بطوریكه در سال ۱۹۹۹، برداشت لامیناریای آن حدود ۵/۴ میلیون تن بوده و در حال حاضر نه تنها خود كفا بوده، بلكه یكی از بزرگترین صادر كننده لامیناریا بوده است. كشورهایی نظیر ژاپن، تایوان، كره ... نیز مدت طولانی است که در زمینه برداشت از دریا و پرورش فعالیت دارند و هر ساله میلیونها دلار ارز از تولید و صادرات آن بصورت خام یا بصورت عمل آوری شده ، بدست می آورند. بیش از ۱۸۵ گونه از جلبكها مصرف غذایی داشته كه از این مقدار ۲۵ گونه آن به جلبك های سبز، ۷۰ گونه آن به جلبكهای قهوه ای و ۹۰ گونه آن به جلبكهای قرمز اختصاص می یابد.


● اهمیت جلبكها
جلبكهای دریایی با ایجاد جایگاه مناسبی برای زیست بچه ماهیان، تغذیه و تولید مثل انواع آبزیان از نظر اكولوژیكی بسیار حائز اهمیت بوده و همچنین حدود ۴۰ درصد فتوسنتز دریایی توسط جلبك ها صورت میگیرد، كه بدین طریق زنجیره اصلی تولید یا تولید اولیه را تشكیل می دهند. جلبك به لحاظ دارا بودن پروتئین، مواد معدنی، ویتامین و اسیدهای چرب امگا تری ارزش تغذیه ای بسیاری دارند.مواد استخراجی جلبك ها نظیر آگار، اسید آلژنیك و كاراگینان اهمیت آنها را دو چندان کرده طوریکه، در صنایع نساجی، كاغذ سازی، رنگ سازی، علوم پزشكی و كشاورزی كار برد فراوانی دارند. جلبك ها نقش مؤثری در تصفیه بیولوژیك پسابهای مزارع پرورش میگو نیز دارند.


● فراوانی و پراكنش
بر اساس مطالعات مركز تحقیقات شیلاتی آبهای دور، در نمونه برداری های منطقه بین جزر و مدی و زیر جزر و مدی كه بصورت فصلی صورت گرفت، نتایج آماری نشان داد كه بیشترین فراوانی در فصل پاییز و زمستان به جلبك های قهوه ای (دو گونه سارگاسوم و سیستوسیرا) و در اواسط زمستان تا اواخر آن بیشترین تنوع و فراوانی به جلبكهای قرمز مربوط می شود، در حالیكه بیشترین فراوانی جلبك های سبز در فصل بهار می باشد.
▪ از گونه های مهم جلبك های منطقه سیستان و بلوچستان می توان به گونه های زیر اشاره كرد:
ـ جلبك سبز ulva sp
ـ جلبكهای قرمز
ـ Hypnea sp
ـ Botryocladia Leptopoda
ـ Halymenia Porphyra formis
ـ Sebdenia felabellata
ـ Gelidium sp
ـ Gelidiella sp
ـ Gracilaria sp
ـ جلبكهای قهوه ای
ـ Sargassum sp
ـ Nezimodima sp
ـ Padina sp
ـ Cystoseria indica


● عمل آوری و استخراج مواد و موارد استفاده
اگر چه فرآیند استخراج مواد مختلف از جلبك ها متفاوت بوده ولی برای انجام هر گونه عملیاتی لازم است ابتدا جلبك های تازه برداشت شده از محیط طبیعی و یا پرورشی در آب شیرین شستشو شوند. برای اینكه شن، ماسه، نمك و ارگانیسم های چسبیده به سطح آن حذف شوند و پس از آن تا ۱۰ درصد رطوبت آنها را خشك كرده و برای از بین بردن انگلها و یا حتی رنگبری، چندین مرتبه آن را با آب فرمالین شست شو داده و سپس از آن، بسته به نوع فرآیندی كه قرار است انجام شود، عملیات انجام می شود.از گروه جلبك های سبز گونه ulva با تركیب اصلی، پروتئین ۱/۲۶، چربی ۷/۰، كربوئیدارت (فیبر) ۱/۵ و خاكستر به میزان ۶/۲۲، به لحاظ داشتن اولوالین كه باعث كاهش فشار خون می گردد، مهم بوده واین جلبك در سواحل جنوبی ایران فراوان یافت می شود. جلبك های سبز به كاهوی دریایی نیز شهرت داشته و در انواع غذاها، سوپ ها و سالادها نیز بكار می روند.این جلبك ها بصورت مستقیم و غیر مستقیم مورد تغذیه قرار می گیرند.گروه جلبك های قهوه ای كه بزرگترین گروه جلبك ها را تشكیل می دهند، دارای محصولات استخراجی متفاوتی از قبیل آلژینات و اسیدهای آن، ید و مواد معدنی می باشند كه این مواد در دندانپزشكی در تهیه قالبهای اولیه دندان، در صنعت نساجی بعنوان تثبیت كننده رنگ بر روی پارچه ها، در رنگ سازی بعنوان حالت دهنده خمیری و ژله ای، در كاغذ سازی در قرصها، كاربرد فراونی دارند. همچنین آلژینات در صنایع غذایی در تهیه انواع سس، سوپ، شیرینی، بستنی، نوشابه كاربرد دارد. ارزش دلاری آلژینات تولید شده رقمی حدود ۲۱۳ میلیون دلار آمریكا در سال در جهان بوده كه منبع اصلی تولید آن، جلبک غیر پرورشی بوده است.استفاده عمده جلبك های قهوه ای بعنوان غذا و ماده اصلی استخراج هیدروكلوئید (آلژینات) می باشد. گونه های سردآبی آن نقش اصلی در تهیه آلژینات داشته و گونه های گرمابی آن بندرت بعنوان غذا و در تولید آلژینات استفاده می شود. از این گروه جلبك خوراكی لامیناریا، پس از برداشت، ابتدا خشك شده و در بسته های نایلونی بسته بندی شده و به بازار عرضه می گردند كه در ایران وجود ندارد. با توجه به اهمیت آلژینات ها در صنایع غذایی برای تولید محصول با كیفیت و قدرت ماندگاری مطلوب و همچنین درصد مناسب آلژینات در جلبك قهوه ای سارگاسوم سواحل دریای عمان، به نظر می رسد سرمایه گذاری در استخراج صنعتی امكان پذیر است .استفاده اصلی جلبك های قرمز، بعنوان غذا و منبع تولید دو هیدروكلوئید آگار و كاراگینان است.


گونه پورفایرای جلبك قرمز بعنوان بزرگترین منبع غذایی (خوراكی) می باشد كه در ایران وجود ندارد. دو ماده استخراجی مهم جلبك های قرمز، آگار و كاراگینان نقش بسیار مهمی در صنایع دارویی، تغذیه و ... دارند. آگار و مشتقات آن در تولید انواع شیرینی، ژله، ماست، مارمالاد، كنسرو و همچنین در پرورش گل، در آزمایشگاه بعنوان محیط كشت،در تهیه ژله های الکتروفورزو... کاربرد زیادی دارند. تولید آگار در سال رقمی معادل ۱۳۲ میلیون دلار بوده كه عمدتا از دو جنس Gelidium و Gracilaria می باشد كه فرآورده استخراجی گونه اول دارای كیفیت بالاتری می باشد. تمامی Gelidium برداشت شده طبیعی ،برای تولید تجاری آگار به كار می رود و از آنجائیكه آگار استخراجی از گونه Gracilaria كیفیت پائینی دارد، لذا بسیار كم مورد استفاده قرار می گیرد.آگار كلوئیدی آب دوست بوده كه در آب گرم محلول است. محلول ۵/۱ درصد آن روشن و در دمای ۴۳ ـ ۳۴ درجه تشكیل ژل داده و در كمتر از ۸۵ درجه دوباره به حالت مایع درخواهد آمد. در خصوص روشهای فرآوری و بسته بندی برای مصارف خوراكی و صنعتی ،در ایران یك مركز مجهز تحت عنوان مركز بیوتكنولوژی ایران در جزیره قشم در حال فعالیت می باشد.كاراگینان دومین هیدروكلوئید استخراجی از جلبكهای قرمز است كه در صنایع غذایی برای تهیه بستنی، شكلات، شیر شكلات، انواع سس و همچنین در صنایع بهداشتی برای ساخت شامپو، انواع سوسپانسیون وامولسیون كاربرد دارد.


● استفاده های دیگر جلبك ها
▪ آرد جلبك:
استفاده از آرد جلبك در غذای دام و آبزیان، اولین بار در سال ۱۹۶۰ در كشور نروژ بوده است كه آن هم از جلبكهای قهوه ای، خشك و آسیاب شده تهیه شده كه تقریبا از هر ۵۰ هزار تن جلبك تر برداشت شده، حدود ۱۰ هزار تن آرد جلبك بدست می آید كه ارزش دلاری آن ۵ میلیون دلار آمریكا می باشد.

▪ كود
استفاده از جلبك ها بعنوان كود به قرن نوزده بر می گردد كه برای اولین بار بوسیله ساحل نشینان و جلبكهای قهوه ای مورد استفاده قرار گرفت. جلبكها بخاطر دارا بودن میزان بالای فیبر از یك طرف نقش مهمی در نرم كردن بافت خاك و حفظ رطوبت و از طرف دیگر بخاطر دارا بودن مواد معدنی و عناصر كمیاب اهمیت دو چندانی دارند.از دیگر زمینه های كاربردی كود های جلبكی است. مطالعات مختلف علمی ثابت كرده است كه كارایی این محصولات (فرآورده ها) بطور گسترده ای در علوم و صنعت باغبانی مورد استقبال قرار گرفته است، طوریكه بعد از استفاده ازاین فرآورده ها، افزایش محصول، افزایش جذب مواد غذایی خاك، افزایش مقاومت به آفات خاص، افزایش جوانه زنی بذر و مقاومت در مقابل یخ زدگی را در پی داشته است. به هر حال، از زمان پی بردن به چنین خواص كارآمدی در جلبك ها، به نظر می رسد با توجه به پیشرفت كشاورزی و آبزی پروری ارگانیك ،بازار روبه رشد فزاینده ای داشته باشد.

▪ محصولات آرایشی
گاهی مشاهده می شود كه بر روی محصولات آرایشی نظیر كرمها، لوسیونها، برچسب هایی تحت عناوین «عصاره دریایی»، «عصاره جلبك» و «عصاره علف دریایی» وجود دارد. این بدین معنی است كه هیدروكلوئیدهای استخراجی از جلبك ها به آن اضافه شده است. آلژینات یا كاراگینان می توانند خاصیت نگهداری رطوبت پوست را بهبود ببخشند. در هنگام تالاسوتراپیThalassotherapy چسب های جلبكی را بر روی بدن فرد مریض چسبانده و آن را در معرض تابش اشعه مادون قرمز قرار می دهند. این درمان همراه با هیدروتراپی (آب درمانی) با آب دریا، عامل تسكین دهنده و آرامبخش مهمی در روماتیسم و پوكی استخوان است.
▪ منبع سوخت
در ۲۰ سال گذشته، تعدادی پروژه های تحقیقاتی در خصوص امكان استفاده از جلبكها بعنوان منبع غیر مستقیم سوخت انجام گرفته است. تصور بر این بوده كه میزان زیادی از جلبك ها را در دریا پرورش داده و بعد از فرآیند تخمیر، گاز متان تولید كرده كه برای سوخت مورد استفاده قرار گیرد. نتایج نشان داده كه این فرآیند تا بحال اقتصادی نبوده و نیاز به تحقیق مجدد دارد.

▪ تصفیه فاضلاب
بعضی از جلبك ها قادرند یونهای فلزات سنگین نظیر روی و كادمیم را از آبهای آلوده جذب كنند و بدین طریق خاصیت سمی آنها را كاهش و یا خنثی كنند. پساب خروجی از مزارع پرورش ماهی معمولا حاوی میزان بالایی از ضایعات بوده كه می تواند برای دیگر آبزیان و مزارع همجوار مشكل ساز باشد. از آنجائیكه جلبك ها اغلب از این ضایعات بعنوان منبع غذا مورد استفاده قرار می دهند سعی بر این است كه در محل های خروجی پساب مزارع پرورش ماهی این جلبك ها را پرورش دهند.

▪ عوامل ضد ویروس
گزارشهایی در خصوص اثرات ضد ویروسی عصاره جلبك های مختلف وجود دارد. عصاره استخراجی حاصل از جلبكهای قهوه ای اثر ضد ویروسی از خود نشان داده است. مطا لعات نشان داد که در مصرف کنندگان جلبک ، میزان مبتلایان به (HIV) human immunodeficiency virus بطور چشمگیری كمتر از جاهای دیگر بوده است

[Sinderella]

کشت هیدروپونیک گیاهان



در اواخر قرن نوزدهم با شناخت مواد غذایی پرمصرف و بعدها نیاز به مواد کم‌مصرف و فراهم نمودن شرایط تهویه مناسب در محلولهای غذایی بطور مصنوعی سیکل کامل تولید از مرحله سبز شدن تا مرحله باردهی و مرگ از نظر علمی در حوالی سالهای ۱۹۳۰ ـ ۱۹۲۰ امکان‌پذیر اعلام گردید. اصطلاح هیدروپونیک (Hydroponicum) اولین بار بوسیله Gericke پیشنهاد شد که او موفق گردیده بود در کالیفرنیا تولید نباتات را در معیار تجارتی بدون استفاده از خاک از رشد اولیه تا مرحله باردهی نشان دهد. این اصطلاح مجموعه‌ای است از یک لغت یونانی Hydro یعنی آب و کلمه لاتین Ponero یعنی جای دادن که بطور خلاصه مفهوم قرار گرفتن چیزی در آب از آن استنباط می‌گردد.
هنگامی که استفاده از روش آب کشت و تولید محصولات کشاورزی بدون استفاده از خاک مطرح می‌شود این سوال ظاهرا بسیار ساده پیش می‌آید که وقتی میلیونها هکتار زمین مزروعی وجود دارد که قسمتی هم بدون استفاده مانده، وقتی خاک به عنوان منبع مواد غذایی گیاهان و محیط طبیعی رشد آنها به بشر ارزانی شده چرا به جای استفاده از آن به دنبال روش تولید بدون استفاده از خاک برویم؟ پاسخ این سوال در مواردی که جامعه مصرف کننده مثلا سبزیجات تازه به دلایل صنعتی ، تجارتی ، نظامی و غیره در منطقه بدون خاک مزروعی مستقر شده و یا دسترسی با آب ارزان قیمت نداشته و مسائل حمل و غیره مطرح باشد نسبتا آسان است.

● سیر تکاملی
از زمانی که Gericke در سال ۱۹۲۹ امکان کشت تعدادی از نباتات را بدون استفاده از خاک تا مرحله تکامل و باردهی آنان به ثبوت رساند تا امروز که در نقاط مختلف جهان تولید با روش آب‌کشت به صورت تجارتی معمول گردیده، فکر دانشمندان و متخصصین به تکامل این روش و رفع نواقص آن مشغول بوده است. دستگاه یا ظرفی که Gericke از آن استفاده کرد در حقیقت جعبه‌ای یود که به جای درب آن یک ورق توری قرار داشت. روی توری بستر بذور و زیر آن مقداری فضای خالی و بعد از فضای خالی محلول غذایی در کف محفظه واقع می‌شد.
نبات پس از سبز شدن در بستر بذر که از جنس سنگریزه یا ماده دیگری غیر از خاک بود ریشه خود را از سوراخهای توری عبور داده و ریشه پس از طی فضای خالی زیر توری خود را به محلول غذایی می‌رساند. با پاشیدن آب یا محلول غذایی روی بستر بذر ، رطوبت برای رشد بذر و جلوگیری از خشک شدن آن قسمت ریشه که داخل محلول غذایی قرار نداشت، تامین می‌گردد. به علاوه با تبخیر مختصری که از سطح محلول غذایی و یا در اثر محلول‌پاشی از بالای توری حاصل می‌شد درصد رطوبت فضای زیر توری تا سطح محلول غذایی را بالا نگه داشته و از خشک شدن ریشه‌های واقع در این قسمت جلوگیری می‌گردید. ضمنا این ریشه‌ها حداکثر دسترسی به هوا را داشتند.
با این روش Gericke تضاد مکانیسم آب و هوا را در محیط رشد ریشه به شکلی از بین برد اما این روش برای تولید تجارتی راه حل مناسبی ارائه نمی‌داد و چند نقص کلی و عمده داشت. یکی اینکه طبیعت این نباتات اقتضا نمی‌کرد که ریشه آنها در هوا آویزان باشد بلکه برعکس نیاز به اتکا داشتند. و دیگر مشکل اینکه در طوقه ریشه گیاهان حساس پوسیدگی ایجاد شد. ولی در هر حال با تلاش شبانه روزی دانشمتدان و محققان ، امروز مطالعه و تحقیق و کسب تجربه در این زمینه به حدی توسعه یافته و مورد توجه قرار گرفته است که آینده کار برد روش آب‌کشت را خیلی روشن جلوه می‌دهد. در حال حاضر تولید تجارتی محصولات با روش آبکشت در آمریکا ، ژاپن ، اروپا و هندوستان رو به افزایش بوده و در سایر نقاط دنیا در حال پیشرفت است. بدون تردید کشور ما نیز دور از این تکنولوژی قرار نخواهد گرفت.

● انواع روشها
۱) کشت مستقیم در محلول غیر متحرک
این روش شباهت زیادی به اولین روش تولید آبکشی دارد که در آن قسمتی از ریشه‌ها به منظور جذب اکسیژن در هوا قرار داشته و قسمتی در محلول غذایی جایی می‌گیرند. به دلایلی عمده امروزه در سیستمهای تجارتی از آن استفاده نمی‌شود.

۲) کشت در مه
این روش شباهت زیادی به روش کشت در محلول دارد با تفاوت که غذا به صورت مه یا باران پودر شده به نباتات پاشیده می‌شود ولی به همان دلایل ذکر شده از قبیل اشکالاتی که نگه داشتن نباتات دارد و همان مشکلات بیولوژیکی روش بالا ، روش کشت در مه هنوز تجارتی نگردیده و در حال حاضر تحقیقاتی در این مورد در کشور ایتالیا جریان دارد.

۳) کشت در ماده جامد با مدار باز از نظر محلول غذایی
در عمل مثل روش کشت در خاک است با این تفاوت که به جای خاک ماده بی‌اثری مثل شن یا سنگریزه مورد استفاده قرار گرفته و ریشه‌ها در این ماده رشد می‌کنند. از نظر وسایل و ساختمان و تاسیسات ، روی هم رفته خیلی ساده می‌باشد. مشهورترین نوع این روش ، کشت در ماسه یا شن با استفاده از محلول غذایی از سطح ماسه مصرف شده و پس از آنکه مقداری بوسیله ریشه‌ها جذب گردید، بقیه به صورت فاضلاب از سیستم خارج می‌شود. خروج فاضلاب از مدار محلول دهی باعث می‌شود که این روش از نظر صرفه جویی در مصرف آب در مواردی که هزینه تامین آب زیاد است مقرون به صرفه و قابل توصیه نباشد.

۴) روش کشت در ماده جامد با مدار بسته از نظر محلول غذایی
در این سیستم کشت در حوضچه‌های متصل به مخزنهایی صورت می‌گیرد که بوسیله بتن یا استفاده از مواد دیگر ساخته شده است. محلول غذایی از مخزن مربوط بوسیله پمپ وارد حوضچه شده و سطح ارتفاع آن در حوضچه بالا آمده و مجددا بوسیله پمپ تخلیه گردیده و به مخزن مربوطه برمی‌گردد. این عمل بر حسب نیاز نبات به آب و غذا چند بار در روز تکرار می‌گردد.

مزیت عمده این روش در مقایسه با روش مدار باز امکان صرفه جویی در مصرف آب به مقدار زیاد بوده و با مقدار قابل ملاحظه‌ای نیز در مصرف مواد غذایی صرفه‌جویی می‌شود. بدیهی است از نظر کنترل کیفیت و کمیت محلول غذایی مراقبت و دقت بیشتری لازم خواهد بود. به علاوه هزینه تاسیسات اولیه به مراتب بیشتر می‌باشد . در این گلخانه‌ها مورد توجه باشد ، استفاده از سیستم تغذیه و آبیاری با مدار بسته توصیه و تاکید می‌گردد.

● موارد استفاده
▪ محدودیت اراضی
▪ تولید برخی محصولات خاص
▪ تولید محصول در غیر فصل طبیعی

● مزایا
▪ کنترل محیط از نظر عناصر غذایی
▪ یکی از مزیت‌هایی که در ارتباط با تغذیه گیاه در کشت بدون خاک مطرح بوده کنترل محیط از نظر عناصر غذایی است. فرمول محلول غذایی تهیه شده قابل دسترسی است. به عبارت دیگر می‌توان هر ماده‌ای با هر نوع غلظتی تهیه و در محلول قرار داد. نسبت بین یون‌ها را به خوبی می‌توان حفظ کرد. مثلا می‌توان در محلولی نسبت یون آمونیوم به نیترژون را تنظیم کرد. ولی در محیط خاک این مسأله قابل کنترل نیست.

● معایب
▪ مشکل تهویه
▪ عدم وجود خاصیت تامپونی
▪ سرمایه‌گذاری زیاد اولیه
در سیستم‌های بدون کشت می‌توان از طریق تعویض محلول غذایی و تهویه مصنوعی تهویه را تأمین کرد. در خاک خاصیت بافری یا تامپونی برای عناصر غذایی وجود دارد ولی در محلول‌های غذایی این مشکل وجود ندارد. مسأله دیگر در کشت بدون خاک سرمایه‌گذاری اولیه برای گیاه می‌باشد. معمولا هیدروپون‌ها نیاز به سرمایه‌گذاری دارند که ممکن است برای هر نوع محصولی این مساله اقتصادی نباشد.

● مواد غذایی مورد نیاز در کشت هیدروپونیک
خاک دارای خاصیت تامپونی و بافری است. بدین مفهوم که اگر عنصری توسط گیاه جذب شد و غلظتش در محلول خاک کاهش پیدا کرد خاک این توانایی را دارد که از فاز جامد یا فاز تبادلی آن عنصر را آزاد و وارد محلول خاک کند و غلظت را به همان سطح اولیه خودش برگرداند. خاصیت تامپونی یا همان حفظ غلظت و آزاد کردن عناصر از فاز جامد یا تبادلی است. ولی در محلول‌های غذایی یا کشت هیدروپونیک تجدید غلظت وجود ندارد. در بعضی از سیستم‌ها ، محلول غذایی حالت چرخشی داشته و در یک محدوده (یا مخزنی) کمبود غلظت خود را جبران کرده و دوباره وارد سیستم خواهد شد که این خود یکی از مزیت‌های خاک در رابطه با کشت بدون خاک است.
در سیستم‌های بدون خاک در تغذیه گیاه از محلول‌های غذایی استفاده می‌کنند لذا برای تهیه محلول‌های غذایی از نمک‌های عناصری مانند نیترات پتاسیم و سولفات پتاسیم استفاده می‌کنند. معمولا برای تهیه این محلول‌ها ، فرمول‌های غذایی متعددی پیشنهاد شده است. برای هر گیاه خاص با توجه به نیاز غذایی آن گیاه ، فرمول غذایی خاصی تنظیم می‌شود. یعنی غلظت لازم در محلول غذایی کنترل می‌شود. بطوری که تمامی عناصر غذایی مورد نیاز در آن به مقدار کافی وجود داشته باشند.

[Sinderella]

كوتاه از جغرافياي گياهي (Phytogeography)

جغرافياي گياهي (Phytogeography) شاخه اي از جغرافياي زيستي (Biogeography) است كه به پراكنش جغرافيايي گونه هاي گياهي مي پردازد. اين علم با همه جنبه هاي پراكنش گياهان از عوامل كنترل كننده پراكنش يك گونه منفرد تا فاكتورهايي كه تركيب جوامع و فلور مناطق مختلف را تحت تاثيرقرار مي دهند سر و كار دارد و در يك جمله دانش مطالعه عوامل طبيعي پراكنش جغرافيايي گياهان است. گياهشناسان مختلف تقسيم بنديهايي را از نظر جغرافياي گياهي براي رويشهاي جهان ارئه كرده اند.. در اين تقسيم بنديها، به واحدهايي به نامهاي Kingdom، Subkingdom، Region ، Subregion ، Province ، Territory و ... بر مي خوريم. يكي از تقسيم بنديهاي مهم را آرمن تاختاجان ، گياهشناس بزرگ ارائه كرده است. طبق ديدگاه تاختاجان، رويشهاي جهان به ششKingdom ، هشت Subkingdom، سي و پنج Region و صد و پنجاه و دو Province تقسيم مي شود.

Holarctic Kingdom,Palaeotropic Kingdom,Neotropic kingdom,Cape kingdom,Australian Kingdom,Antarctic Kingdom

برخي اصطلاحات جغرافياي گياهي Kingdom : توسط سطوح بالاي خانواده ها، زير خانواده ها و طايفه هاي بومي (اندميك) و هم چنينسطوح بالاي اندميسم گونه اي مشخص مي شود. Region : توسط سطوح بالاي جنسهاي بومي و اندميسم گونه اي مشخص مي شود.Province : توسط سطوح بالاي گونه هاي بومي مشخص مي شود .

[Sinderella]

لوبیای آمریکایی




این گیاه از خانواده بقولات است و گل و برگ آن کاملا شبیه به گل و برگ لوبیا می‌باشد. میوه لوبیای آمریکایی نیز شبیه به میوه لوبیا می‌باشد با این تفاوت که غلاف لوبیای آمریکایی پهن‌تر و کوتاه‌تر از غلاف لوبیای معمولی می‌باشد و قابل خوردن هم نیست. ساقه لوبیای آمریکایی نازک بوده و دو نوع پا کوتاه و پا بلند در آن مشاهده می‌شود.

● آب و هوای مطلوب لوبیای آمریکایی
اهلی است حساس به سرما و خاک باید اقلا ۱۵ درجه سانتیگراد حرارت داشته باشد تا بذر سبز شود. مدتی که این محصول زمین را اشغال می‌کند طولانی‌تر از مدتی است که لوبیای سبز اشغال می‌کند زیرا حرارت زیاد تابستان مانع تلقیح گل و تشکیل غلاف و دانه می‌شود. در نقاط گرمسیر که پاییز نیز گرم است می‌توان با پاشیدن بعضی خواه شیمیایی با غلظت ۱.۵ تا ۳ در میلیون نمو گیاه را برای مدت ۲۰ تا ۳۰ روز راکد کرد.

● خاک مطلوب
لوبیای آمریکایی را در هر نوع خاک می‌توان کاشت و در نواحی که دارای تابستان کوتاه می‌باشند. باید حتما خاکهای شنی را که زود گرم می‌شوند انتخاب کرد و زمینهای نسبتا سفت و رسی که مدت زیادی رطوبت را در خود نگاه می‌دارند برای نقاطی که دارای تابستان طولانی هستند یعنی فصل گرم اقلا چهار ماه به طول می‌انجامد شایسته است.

● کود مورد استفاده
کودهای شیمیایی زیاد برای محصول لوبیای آمریکایی مفید نیست و اگر مقدار کم کود شیمیایی هم با بذر تماس کند موجب از بین رفتن بذر می‌شود بنابراین این مواد را باید در صورت لزوم به شکل نوار به محصول داد. معمولا برای تقویت مزرعه لوبیای آمریکایی فقط از کود دارای دامی استفاده می‌کنند. و مقدار آن با حاصلخیزی و نوع زمین از ۱۰ تا ۳۰ تن در هکتار تفاوت می‌کند.

● کاشت لوبیای آمریکایی
طرز تهیه و طریقه کاشت برای لوبیای آمریکایی کاملا شبیه این عملیات برای لوبیای معمولی می‌باشد ولی باید این نکته را باید در نر داشت که دانه لوبیای آمریکایی در زمین سرد می‌پوسد و سبز نمی‌شود بنابراین قبل از آنکه درجه حرارت خاک به ۱۵ درجه برسد نباید بذر این گیاه را به خاک سپرد. فاصله کاشت بین بوته‌های این گیاه باید زیادتر فاصله کاشت بین بوته‌های لوبیا باشد.

● برداشت محصول
برداشت دانه تازه به این صورت است که غلافهای سبزی که دانه داخل آن کاملا رشد کرده و درشت شده است برای برداشت محصول می‌گذارند تا غلافها تغییر رنگ داده یعنی زرد و خشک شود در این موقع با دست یا وسایل مکانیکی محصول را درو کرده و بعد با کوبیدن آن دانه را از گیاه جدا می‌کنند.

● اصل و قدمت گیاه
بنابر عقیده لینه موطن اصلی لوبیای آمریکایی آفریقا می‌باشد ولی بنابر تحقیقات اخیر ثابت شده که اصل گیاه از آمریکای مرکزی است که بعدا در جزایر دریای کاربی و برزیل و پرو منتشر شده است.

● آفات و بیماریهای لوبیای آمریکایی
چون کاشت این محصول هنوز در ایران به اندازه کافی رواج نگرفته مطالعه دقیق نیز درباره آفات و بیماریهای آن به عمل نیامده است. مولف کتاب باغبانی مهندس حسن شیبانی در مزرعه مشخص خود لارو سبز رنگ پروانه‌ای را مشاهده کرد که به علت بدست نیامدن حشره کامل تشخیص آن مقدور نگردید.

[Sinderella]

گیاه تیتان(Amorphophallus titanum) با پیکر غول پیکر خود با اینکه بزرگترین گل دنیا را ندارد ؛ اما بزرگترین گل آذین نامحدود در قلمرو گیاهی را دارد . اما این به چه معنی است ؟ در ظاهر، گل آذین گیاه طرحی از یک گل بزرگ را در ذهن تداعی میکند اما در واقع این به ظاهر گل , نوعی گل آذین سنبله به نام اسپادیکس (spadix) است.
در گل آذین اسپادیکس ، تعداد زیادی گل نر و ماده بروی محوری گوشتی و ضخیم مجتمع شده اند و تمام این محور گوشتی را برگکی رنگین که با آن اسپات (Spathe) می گویند احاطه می کند . اصولا تمام گونه های خانواده شیپوری (Araceae) واجد این نوع گل آذین هستند برای مثال گل آنتریوم و یا اسپاتیفیلوم واجد محور گوشتی ضخیم زرد رنگی هستند که تعداد بسیاری گل کوچک نر و ماده بر روی این محور قرار گرفته اند و اسپاتی قرمز رنگ ( در آنتریوم ) و یا سفید ( در اسپاتیفیلوم ) آن را احاطه کرده است به همین جهت تیتان, با اینکه بزرگترین گل آذین نامحدود از نوع اسپادیکس را دارد اما بزرگترین گل دنیا را ندارد ! .
در گیاه تیتان ، اسپادیکس حدود 3 متر رشد می کند و بروی این گل آذین 3 متری هزاران گل قرار می گیرند . معمولاً 3 تا 4 هفته پس از رویش جوانه ، اسپات باز می شود ، اسپات تیتان در خارج سبز رنگ است ولی در قسمت داخلی قرمز تا بنفش تیره است . اسپات چند روز بیشتر باز نمی ماند وپس از آن محور اسپادیکس در مدت 3 تا 5 روز تخریب می گردد .
گرده افشانی این گیاه نیز در نوع خود بی نظیر است . گیاه بویی مشمئز کننده مانند لاشه پوسیده حیوانات تولید می کند که باعث جلب حشرات بویژه مگسها می شود . به علت همین بو است که گیاه تیتان را گل مردگان نیز می نامند . در واقع علت ایجاد این بو ، سنتز ترکیبات گوگرد دار در محور گل اذین است . نکته مهم اینجاست که ترکیبات گوگردی به راحتی در فضا پخش نمی شوند به همین جهت گیاه تیتان حجم زیادی از کربوهیدراتها ذخیره ای خود را می سوزاند و گرما تولید می کند ؛ بر اثر این گرما که در بخشهای راسی محور به 36 تا 38 درجه نیز می رسد ترکیبات گوگرد دار تبخیر شده و در هوا پخش می شوند و می توانند تا فواصل دورتری منتقل شده و حشرات بشتری را جلب کند ، این عمل میزان گرده افشانی موفقیت آمیز را افزایش می دهد .
گلهای ماده در گیاه تیتان ابتدا باز می شوند و یک تا دو روز پس از آن گلهای نر باز می شوند ؛ این عمل باعث می شود خود لقاحی در گیاه به حداقل ممکن برسد وخزانه ژنتیکی گیاه غنی تر گردد .
اگر گرده افشانی با موفقیت صورت گیرد بروی محور , میوه ها ایجاد می گردند که با افتادن اسپات نمایان می شوند . میوه های رسیده ، قرمز ، نارنجی تا زرد هستند . رنگ میوه ها باعث جذب پرندگان می شود . پس از اینکه پرندگان میوه های تیتان را به مصرف رساندن ، بذر گیاه از طریق فضله پرنده دفع شده و به این ترتیب در محیط پراکنده می گردند .
غده زیر زمینی گیاه که گل آذین را ایجاد کرده بود ، پس از تولید بذر حجم زیادی از ذخیره غذایی و انرژی خود را از دست داده است و برای بازیافتن مجدد انرژی خود لازم است مجددا ترکیبات پر انرژی سنتز کند . اما در گیاهان که انرژی خود را از طریق خورشید و به واسطه فتوسنتز توسط برگها بدست می اورند لازم است پس از گلدهی , برگ ایجاد گردد . گیاه تیتان تنها یک برگ غول پیکر با طول حدود 6 متر ایجاد می کند که بی شباهت به یک درختچه نیست ! . برگ از غده زیر زمینی ایجاد می گردد و واجد دمبرگی قطور است , برگ به صورت منشعب با برگچه های سه قسمتی در انتهای دمبرگ تشکیل می گردند . پس از تشکیل برگ فتوسنتز اغاز شده و مواد پرانرژی سنتز شده به غده زیر زمینی رفته و در آنجا ذخیره می گردند پس از اینکه مواد به حد کافی در غده ذخیره شدند ؛ غده به مدت چهار ماه به حالت خفته درامده و پس از آن چرخه جدیدی آغاز شده و اسپادیکس جدیدی شکل می گیرد . توجه داشته باشید که ذخیره سازی مواد در غده زیرزمینی چندین سال به طول می انجامد , به همین جهت است که گل آذین گیاه را نمی توان همیشه در طبیعت مشاهده کرد ( به عقیده برخی گیاهشناسان تیتان هر 30 سال یکبار گل می دهد ! ) .
دمبرگ سبز رنگ برای جلوگیری از آسیب دیده گی خود شیوه ی جالبی را برگزیده است . گونه ای گلسنگ قهوه ای رنگ بروی دمبرگ این گیاه رشد کرده و باعث می شود رنگ سبز دمبرگ به قهوه ای تغییر یابد و دمبرگ به صورت تنه قطور درختی درآید که این باعث می شود تا حد زیادی از آسیب جانوران و تصادم آنها با دمبرگ گیاه جلوگیری کند .
تیتان بومی جنگلهای بارانی سوماترای اندونزی است و تکثیر آن در خارج از این منطقه بسیار مشکل و اکثرا ناموفق است .