بانک ژن

تاریخچه بانک ژن گیاهی گروه زراعت و اصلاح نباتات پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

مقدمه:

فرسایش ژنتیکی- از بین رفتن ذخایر ژنتیکی- یکی از چالش­های مهم جوامع بشری است که امنیت غذایی انسان را تهدید می­کند. فرسایش ژنتیکی در گیاهان بر اثر عوامل غیر قابل اجتنابی از جمله توسعه شهرها و جاده­ها، تبدیل مراتع به مزارع، بهره برداری بی رویه از منابع طبیعی و جایگزین شدن ارقام گیاهی اصلاح شده به جای ارقام بومی حادث شده است. برای جلوگیری از فرسایش ذخایر ژنتیکی گیاهی که منبع بسیار مهمی برای رویارویی با چالش­های زیست محیطی آینده می­باشد. فعالیت­های چشمگیری در کشورهای مختلف و در سطح بین المللی صورت گرفته است. یکی از این فعالیت­ها که منجر به حفظ منابع ژنتیکی گشته است، ایجاد بانک ژن گیاهی در کشورهای مختلف به خصوص در کشورهایی است که به خاطر موقعیت جغرافیایی، محل پیدایش و رویش انواع گیاهان بوده اند.

بانک ژن گروه زراعت و اصلاح نباتات یکی از بانک ژن­های قدیمی موجود در کشور می­باشد. قدیمی ترین سوابق فعالیتی با عنوان زراعت و اصلاح بذر مربوط به مرحوم احمد حسین عدل در زمینه جمع آوری انواع گندم های بومی ایران از اقصی نقاط کشور در دهه اول 1300 هجری شمسی می باشد. پلانش هایی مربوط به سال 1307 و سال‌های بعد از آن تا سال 1371 شمسی در بانک ژن موجود است.

روز دوشنبه 12 عقرب (آبان) 1297 خورشیدی مصادف با محرم 1337 قمری به مناسبت دومین سال گشایش و تکمیل دبستان برزگران، جشن باشکوهی در محل کاخ سلیمانیه و باغ های آن با حضور وزیر فلاحت، تجارت و فواید عامه،کفیل وزارت جنگ، معاون کل و دیگر مسئولان وزارتخانه در کرج برپا شد. در این هنگام یکی از شاگردان با آهنگی که  شعف و شادی از آن برمی خواست کلماتی را در خوشامد مدعوین ایراد کرد و پس از پایان سخنان این دانش آموز، وزیر فلاحت، تجارت و فواید عامه رشته سخن را به دست گرفت. سپس مدعوین به راهنمایی هانس شریکر مدیر فنی دبستان برزگران، از ساختمان های شبانه روزی، اطاق های خواب، سالن ناهار خوری، نمازخانه، آشپزخانه، کارگاه آهنگری، نجاری و غیره بازدید به عمل آوردند. چیزی که در این بازدید توجه حاضران را به طور ویژه به خود جلب کرد، تماشای موزه دبستان بود که در آن نمونه هایی از گیاهان و جانوران مختلف به شیوه زیبایی به نمایش گذاشته شده بودند. در گوشه  دیگر این موزه، انواع غلات و ادوات کشاورزی، نمونه های کوچک ساختمان های روستایی و شیوه زندگی در روستاها نشان داده می شدند که در نوع خود بسیار جالب توجه بودند، به ویژه که همه آن ها آن روز در آموزش های علوم فلاحتی دانش آموزان می توانستند بسیار سودمند واقع شوند. (ساسانی،1389)

تاریخچه کلکسیون حبوبات و غلات گروه زراعت و اصلاح و نباتات با تاریخچه مدرسه فلاحت (1296 شمسی) تقریبا همگام است، مرحوم احمد حسین خان عدل (متولد 1277 و فوت 1341 ش) شش سال پس از بازگشت به ایران، و کمی بعد از آغاز تدریس درس گیاه شناسی  در سال 1308 عهده دار مسئولیت مزارع نمونه مدرسه عالی فلاحت و ریاست مدرسه و اداره امور فلاحتی در اداره کل فلاحت گردید. وی در این سال ها اقدام به جمع آوری ارقام و واریته های بومی گندم در سراسر کشور کرد. در آن سال ها مدرسه دارای سه نوع مزرعه شامل مزارع امتحانی (جنوب دانشکده- گروه مهندسی ماشین ها - و باغ فردوس فعلی)، مزارع نمونه و مزارع اصلاح نباتات بوده است که همگی آنها در محوطه فعلی دانشکدگان قرار داشته است. جمع آوری ارقام بومی گندم از سالهای 1302 به بعد آغاز شده و تا سالهای بعد از آن(1307) ادامه یافته است. هم اکنون تعداد قابل توجهی از پلانش های موجود در بانک ژن مربوط به سال های 1307 تا 1341 است و موید این مطلب است. البته تعدادی پلانش مربوط به سال های دهه 70 شمسی است. با ورود مهندس منصور عطائی و از سال 1315 به همت منصورعطایی (متولد 1283 و فوت 1363ش) کار بخش غلات سرعت بیشتری گرفته و ادامه یافته است. منصور عطائی از سال 1315 به عنوان دستیار زاهدی در مدرسه فلاحت برای تدریس دروس زراعتی مشغول می شود.

   متاسفانه طی سال های 1320 تا 1350 بخش عمده کار ها زیر نظر مستشاران خارجی و به ویژه آمریکایی‌ها انجام می شده و منابع ژنتیکی کشور عزیز ایران به خارج ارسال می شده است! در کنار برخی پلانش ها عبارت " به خارج ارسال شود" وجود دارد! همچنین برخی تحصیل کرده های و دانشجویانی که به به یکی از دانشگاه های ایالت کالیفرنیا جهت فرصت مطالعاتی اعزام شده‌اند گزارش نمودند که عیناً بسته های گندم بومی ایرانی دانشگاه، در سردخانه‌ی گروه زراعت آن دانشگاه وجود دارد! همچنین کلیه‌ی بسته های گندم بومی که از موسسه بین المللی سیمیت (CIMMYT) طی سال 1390 برای ما ارسال شده است، دارای شماره‌ی وزارت کشاورزی آمریکا هستند که نشان از طبقه بندی بذور ایرانی در آمریکای جهانخوار است!

   مهندس عطائی درجمع آوری نژادهای بومی گندم و اصلاح آنها بسیارکوشید، دراثرتحقیقات آزمایشگاهی وصحرایی طولانی وی و همکارانش، سرانجام دو ورایته گندم مناسب با آب و هوای ایران و باکیفیت مطلوب برای کشور به نام گندم عطائی وگندم شاه­پسند به دست آمد. مهندس عطائی درطول دوره خدمت دانشگاهی با عنوان، "مرد صحرا" و "استاد خستگی ناپذیر" شناخته شد. وی که استاد و نیز مدیر گروه آگرونومی (زراعت و اصلاح نباتات) بود به کمک همکاران خود و به صورت سازمان یافته و با برنامه ریزی دقیق اقدام به جمع آوری ارقام بومی و ثبت مشخصات ژنوتیپ گندم های ایران نمود. آنان کل اطلاعات ارقام بومی گندم کشور را در ده استان طبقه بندی و تمام ارقام تحت کشت هر استان را در روی برگه های به نام پلانش با ذکر مشخصات بتانیکی و فراوانی درصد تقریبی سطح زیر کشت معرفی نموده و بر اساس شماره پلانش، نمونه بذر هر رقم را در کلکسیون ذخیره کرده است. مهندس عطایی و همکاران طی 32 (از سال 1315 تا 1347سال موفق به جمع آوری بیش از ده هزار نمونه گندم در کشور شد و اولین رقم اصلاحی خود بنام شاه پسند را در سال 1321 شمسی معرفی نمود.

در سال 1343 شمسی و در نتیجه قراردادی که بین دانشکده کشاورزی کرج و هیأت عمران بین المللی آمریکا با همکاری وزارت کشاورزی ایران منعقد گردید، طرح اصلاح و توسعه کشت حبوبات مصوب و منجر به جمع­آوری انواع حبوبات شامل انواع نخود سیاه و سفید، لوبیا معمولی، لوبیا چشم بلبلی، ماش، عدس و ماشک گل خوشه­ای و غنی شدن بانک ژن و البته ارسال ارقام به آمریکا گردید. (مجله گزارش سالانه طرح حبوبات، 1347).جمع آوری توده های گندم و حبوب بومی در سطح کشور در سال های 1300 تا 1345 انجام شده است. لطفا به بخش گزارش اقدامات انجام شده طی سال های اخیر در همین سایت مراجعه شود.

بانک ژن گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، با در اختیار داشتن بخشی مهمی از ذخایر ژنتیکی گندم و حبوبات می­تواند نقش مهمی در امنیت غذایی کشور، داشته باشد. اهمیت این بخش متأسفانه، در سال­های اخیر به دلیل مشکلات بودجه ای مورد توجه کافی قرار نگرفته و لذا نه تنها همگام با سایر موسسات همسان ملی و بین المللی پیشرفت ننموده بلکه در انجام وظایف اصلی مانند حفظ ذخایر ژنتیکی نیز در حد مطلوب ایفای نقش نکرده است. این امر باعث گردیده که بخشی از ذخایر ژنتیکی گندم و حبوبات طی 70 سال اخیر از بین رفته است! مسلماً ادامه روند کنونی می توانست در آینده نزدیک باعث از بین رفتن دیگر ذخایر ژنتیکی ­گردد. تجدیدناپذیری ذخایر ژنتیکی امنیت غذایی کشور ومتعاقباً استقلال کشور عزیز ایران را از لحاظ غذایی به مخاطره خواهد انداخت.

برای نگه­داری از ذخایر ژنتیکی گیاهی که در بانک ژن دانشگاه تهران به شکل بذر می­باشد، از سردخانه های کوتاه مدت و بلند مدت و با بسته بندی های کم حجم و وکیوم شده استفاده می گردد. بذور گیاهان در محیط­های نامناسب به سرعت، کیفیت و قدرت جوانه­زنی خود را از دست داده و قادر به رشد و نمو نخواهند بود. بنابراین لازم است که محیط­های مناسب نگه­داری برای ذخایر ژنتیکی جمع­آوری شده تهیه و به شکل مناسبی این ذخایر مورد نگه­داری قرار داده شوند. در حال حاضر چهار دستگاه سردخانه با دمای صفر و صفر تا پنج درجه، محل نگهداری ژنوتیپ های موجود هستند.

با توجه به اینکه ذخایر ژنتیکی حتی در محیط­های مناسب نگه­داری قادر به حفظ کیفیت خود تا مدت طولانی نیستند لازم است که عمل احیا بعد از یک دوره زمان معین که معمولاً بین 5 تا 10 سال می­باشد صورت گیرد. این وظیفه ایست که در بانک ژن به صورت معمول انجام می­گیرد. لزوم انجام این کار دارا بودن زمین­های زراعی، آزمایشگاه­های مجهز با پرسنل و بودجه مناسب می­باشد. عمل احیا و تکثیر ذخایر ژنتیکی معمولاً با ارزشیابی ذخایر ژنتیکی همراه می­گردد. بدینوسیله خصوصیات مهم ذخایر ژنتیکی مورد شناسایی و سپس جهت استفاده محققان ودانش پژوهان موسسات همسان در بانک­های اطلاعاتی ثبت می­گردد. این امر امکان تبادل ذخایر ژنتیکی را در سطح ملی و بین المللی نیز فراهم می­کند. تبادل ذخایر ژنتیکی، از دیگر وظایف بانک ژن­ها، تاثیر به سزایی در افزایش تولید مواد غذایی انسان داشته است.

منابع ژنتیکی به عنوان مهمترین ثروت ملی:

 منابع ژنتیکی به عنوان مهمترین ثروت ملی هر کشور به همراه آب و خاک به عنوان منابع پایه ای سه گانه بخش کشاورزی محسوب می گردند. بطوری که میزان و پایداری تولیدات کشاورزی در حال حاضر و توسط نسل های آینده نیز در گرو حفاظت و بهره برداری پایدار از این سه منبع ارزشمند می باشد. منابع ژنتیکی در بهره برداری بهینه از منابع آب و خاک نیز نقش محوری دارند. در ایران که با محدویت آب و خاک زراعی و تنش های شدید محیطی روبرو هستیم، ذخایر ارزشمند ژرم پلاسم علاوه بر ایفای نقش کلیدی در افزایش و پایداری تولید، در حفاظت منابع آب، خاک و محیط زیست نیز نقش اساسی دارد. خوشبختانه ایران یکی از غنی ترین کشورهای دنیا از نظر منابع ژنتیکی گیاهی به شمار می رود که از مهم ترین ثروت های ملی هر کشوری است.

آزاد سازی توانایی این ذخایر ارزشمند که دستمایه اصلی ایجاد ارقام گیاهی و تولیدات بیوتکنولوژیک برتر می باشد تحول بزرگی را در تولیدات غذا، کشاورزی، داروئی، شیمیائی و صنعتی در کشور ایجاد خواهد کرد. بنابراین حفاظت و صیانت از این منابع پایه ای و ظرفیت سازی در بهره برداری بهینه از آن در جهت شکوفائی اقتصاد ملی، امنیت غذائی و امنیت منابع طبیعی و افزایش سطح درآمد از اهمیت فوق العاده ای برخورداراست.

وظایف بانک ژن گیاهی

بطور کلی وظایف بانک ژن گیاهی عبارتند از:

• مدیریت، حفاظت و بهره برداری و شناسایی خایر ژنتیکی موجود
• طبقه بندی  و جمع آوری منابع ژنتیکی گیاهان زراعی
• احیاء، سالم سازی و ازدیاد منابع ژنتیکی جمع آوری شده
• مبادله ژرم پلاسم سالم در داخل و خارج از کشور مطابق مقررات
• جمع آوری، طبقه بندی و حفظ و استفاده از دانش بومی مربوط به منابع ژنتیکی گیاهی موجود

با توجه به اهمیت ذخایر ژنتیکی موجود در بانک ژن اهداف زیر مطرح است:

الف) حفظ ذخایر ژنتیکی گندم و حبوبات از خطر فرسایش

1. تکثیر و احیاء ژرم پلاسم های موجود
2. ارزیابی و خالص­سازی ژرم پلاسم های موجود
3. ایجاد پایگاه اطلاعات و ثبت اطلاعات بدست آمده

ب) توانمند سازی بانک ژن برای انجام وظایف

1.  افزایش و ارتقاء محیط مناسب نگه داری (سردخانه)
2. افزایش تجهیزات لازم برای گردآوری، تکثیر، ارزشیابی و تبادل ذخایر ژنتیکی

 

حفاظت خارج از محل بانک ژن

هر ساله به نحو مقتضی حدود 1000 ژنوتیپ از ارقام گندم بومی و حدود 800 ژنوتیپ از حبوبات در مزرعه کشت و کار شده و مجددا جهت خالص سازی به بانک عودت می شوند. البته این به معنای احیاء و کشت مجدد ارقام است تا قوه نامیه خود را از دست ندهند.

تشکیلات بانک ژن

در حال حاضر بانک ژن گیاهی گروه زراعت و اصلاح نباتات دارای یک نفر مدیر با درجه دکتری اصلاح نباتات است. همچنین یک نفر به عنوان مدیر اجرایی بانک بر امور، نظارت مستقیم دارد و دو بخش غلات و حبوبات هر کدام دارای کارشناس و تکنسین مربوط به خود هستند. همچنین یک قطعه 15هکتاری از مزرعه آموزشی و پژوهشی دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در جاده محمد شهر هر ساله در اختیار این مرکز جهت کشت و کار ژنوتیپ های احیایی قرار می گیرد. (لطفا به بخش کارکنان مراجعه فرمایید).

وضعیت تجهیزات و تاسیسات

از نظر تجهیزات و تاسیسات بانک ژن دارای یک ساختمان در سه طبقه با اتاق های کار مربوطه به غلات و حبوبات و چهار سردخانه و یک کلاس درس است. در زیرزمین ساختمان یک اتاق با قفسه های مربوطه محل نگهداری ژنوتیپ های مربوط به حبوبات (بخش تکثیری ها و ازدیادی ها) و یک اتاق نیز محل نگهداری پلانش های گندم است. در این اتاق پلانش های مربوط به سال های 1307 به بعد هنوز وجود دارد و اطلاعات ثبت کامپیوتری است. همچنین دفاتری از مشخصات گیاه شناسی گندم وجود دارد که اطلاعات آنها نیز در حال ثبت کامپیوتری در محیط صفحات گسترده (Excel ) است. همچنین در بانک ژن دو گلخانه، یک کارگاه ویژه ی انجام امور مربوط به تجزیه و تفکیک صفات گیاهان زراعی، انبار، اتاق خشک کن بوته، دو آزمایشگاه، و اتاقک های رشد و دو باغچه ی تقریبا 500 متری جهت انجام برخی عملیات صحرایی کوچک وجود دارد.

هر ساله از نقاط مختلف کشور و دانشگاه های مختلف و همچنین هیات های علمی بین المللی از اقصی نقاط جهان جهت بازدید از مرکز حاضر می شوند. بانک ژن گیاهی دارای ارتباطات مناسبی با مراکز مرتبط به ویژه مرکز ذخایر ژنتیکی کرج و بخش غلات موسسه تحقیقات و اصلاح نباتات کشور در کرج است. و تاکنون طرح های مشترک با این مراکز و برخی دانشگاه های کشور داشته است.

تعداد گونه های گیاهی ذخیره شده در بانک ژن عبارتند از:

غلات:

• حدود ده هزار ژنوتیپ گندم ایرانی و 250 گندم تجاری و 150 رقم جو تجاری که اخیرا به مجموعه اضافه شده است. طی سال های اخیر گندم های بومی علاوه بر نمونه بذر، به شکل خوشه نیز نگهداری می شوند.

حبوبات:

• حدود 1000 ژنوتیپ نخود سیاه و سفید
• حدود 1500 ژنوتیپ لوبیا معمولی
• حدود 200 ژنوتیپ لوبیا چشم بلبلی
• حدود 1300 ژنوتیپ ماش
• حدود 700 ژنوتیپ عدس
• حدود 100 ژنوتیپ ماشک گل خوشه ای
• حدود 100 ژنوتیپ گلرنگ

 حدود 140 ژنوتیپ یونجه.

 

 

/ (تهیه و تنظیم مطالب: مهندس یوسف ساسانی/ مهرماه 1403 شمسی)