تُعتبر الهندسة الوراثية أحد الأدوات الرئيسية التي تلعب دوراً بارزاً في تحسين النباتات، رغم أن هذا العلم يُعد حديثاً نسبياً مقارنة بالعلوم الزراعية الأخرى.
لقد انتشر هذا العلم بسرعة كبيرة على مستوى العالم، وأصبح أساسياً لا غنى عنه في مجال الزراعة، كما يتضح لنا في السطور التالية.
الهندسة الوراثية وأهميتها في تحسين النباتات
تمثل الهندسة الوراثية أحد الأسباب الجوهرية في تحسين العديد من المجالات، حيث تمتد فوائدها إلى الزراعة والهندسة والطب وغيرها.
فيما يتعلق بدورها في تحسين النباتات، فإنها تسهم في تحقيق الصفات الوراثية الممتازة للمحاصيل الزراعية.
تعمل هذه الصفات على تعزيز إنتاجية النباتات ورفع جودتها، حيث تتم العملية عبر نقل جينات من نبات معين وإدخالها إلى نبات آخر.
تجدر الإشارة إلى أن هذه الطريقة تم تطويرها لمساعدة المزارعين على مواجهة التغيرات المناخية والظروف البيئية الصعبة التي تؤثر على الزراعة، حيث تعمل الهندسة الوراثية على ملائمة النباتات لتلك الظروف.
تُطلق مسمى “الأصناف المعدلة وراثياً” (Genetically Modified Plants) على النباتات التي تم تعديل جيناتها.
تعريف الهندسة الوراثية
بعد التعرف على دور الهندسة الوراثية في تحسين النباتات، من الضروري أن نلقي نظرة على بعض المعلومات الأساسية حول هذا العلم المتقدم.
الهندسة الوراثية هي عملية تهدف إلى تعديل النباتات لتتكيف مع الظروف المحيطية، مثل نقص المياه أو ارتفاعها، بالإضافة إلى الظروف المناخية المحيطة.
يُعرف هذا العلم أحياناً باسم “انتقاء صناعي مزود بتقنيات حيوية”، حيث يتضمن تقنيات التهجين والنقل التي تُمارس تحت عنوان الهندسة الوراثية.
تُنفذ العملية عبر استخدام أدوات معينة تؤثر في جدار الخلية للنبات، مما يتيح الدخول إلى نواته وتعديلها وراثياً، ومن بين هذه الأدوات تأتي خطوة الصعق الكهربائي في مقدمة القائمة.
آليات ممارسة الهندسة الوراثية في النباتات
عند تطبيق الهندسة الوراثية على النباتات، يجب اعتماد بعض الآليات لتحقيق النجاح، ومنها:
- استخدام أنواع خاصة من البكتيريا، حيث تُدخل المادة الوراثية في بلازميد مُعد ومزروع داخل البكتيريا، لتقوم هذه الأخيرة بإدخال البلازميد إلى سيتوبلازم الخلية النباتية.
- تقنية الصعق الكهربائي، والتي تتمثل في إجراء صدمات كهربائية للنبات لإحداث ثقوب في غشاء الخلية، مما يسهل إدخال المادة الوراثية إلى النواة.
- استخدام الفيروسات المعدلة وراثياً كعوامل ناقلة، حيث أن تكوينها الكيميائي يمكّنها من نقل الجينات إلى الخلايا المستضيفة.
- استخدام بندقية الجينات، والتي تعمل على تغليف المادة الوراثية بمواد كذهب خاص، وضغطها لإدخالها إلى الخلية.
فوائد الهندسة الوراثية وتطبيقاتها في النباتات
كما تم ذكره سابقاً، تم تطوير هذا العلم لتحقيق تكيف النباتات مع الظروف المحيطة بها أثناء الزراعة، مما أدى إلى تحقيق العديد من الفوائد التالية:
- زيادة سرعة تكاثر النباتات.
- زيادة إنتاج المحاصيل، خصوصاً المحاصيل الغذائية.
- تحسين طعم النباتات.
- تقليل الحاجة لاستخدام المبيدات الحشرية.
- إنتاج بذور معدلة وراثياً تحمل صفات محسنة.
- إنتاج كميات كبيرة من الأخشاب عالية الجودة.
- زراعة نباتات تتحمل الأمراض.
- تطوير المحاصيل الزراعية ذات القدرة العالية على التحمل.
- إنتاج نباتات تحتاج لأسمدة أقل.
- الحصول على نباتات غنية بالعناصر الغذائية الضرورية للجسم البشري.
سلبيات الهندسة الوراثية
كما هو الحال مع أي علم، تحمل الهندسة الوراثية بعض المخاطر والسلبيات، ومن الممكن أن تؤثر على النباتات كما يلي:
- قد تؤدي إلى ظهور سلالات جديدة من النباتات تؤثر سلباً على النظام البيئي لكوكب الأرض.
- يمكن للنباتات المعدلة وراثياً أن تؤثر على صحة الإنسان بشكل سلبي.
- احتمال اختلاط الجينات بين البشر والنباتات، بما قد يؤدي إلى وجود أنماط جديدة غير مرغوب فيها.
أمثلة على نباتات معدلة وراثياً
في ختام حديثنا حول دور الهندسة الوراثية في تحسين النباتات، هنا بعض الأنواع التي خضعت للتعديل الوراثي:
- الذرة، تم تعديلها وراثياً لتصبح مقاومة للحشرات ومبيدات معينة.
- البطاطا، تم تعديلها لتكون قادرة على مقاومة الكدمات التي تغير لونها أثناء النقل والتخزين.
- بعض الخضراوات، تم تعديلها للحفاظ على لونها الطبيعي كما هو الحال في البطاطا، من خلال زيادة عوامل الأكسدة.
- محاصيل القطن، تم تعديلها لجعلها مقاومة للديدان، بما في ذلك ديدان لوز القطن المعروفة.
- البابايا، خضعت لتعديل وراثي لمقاومة الفيروسات السلبية.