تازه هاي كشاورزي به مناسبت هفته پژوهش 88

پایان توالی یابی ژنوم ذرت توسط سازمان کشاورزی آمریکا

واشنگتن، 19 نوامبر 2009 - دانشمندان سازمان کشاورزی آمریکا پس از دو سال تلاش توانستند توالی یابی ژنوم ذرت را به پایان برسانند. این دستاورد سبب افزایش سرعت گسترش واریته های جدید ذرت خواهد شد. اینگونه تامین غذای انسان آسان تر شده و از سوی دیگر تقاضا برای این گیاه مهم در خوراک دام و سوخت های زیستی برآورده خواهد شد.
نتایج این پروژه بزرگترین و پیچیده ترین توالی یابی ژنوم گیاهی بوده که تاکنون انجام شده و در مجله Science نیز منتشر شده است. به گفته ی یکی از پژوهشگران، توالی یابی ژنوم ذرت به دانشمندان آمریکا و سراسر جهان کمک خواهد کرد تا با گسترش واریته های نوین، توان رویارویی با چالش های جهانی مانند دگرگونی آب و هوا، گرسنگی و فراهم آوردن انرژی های تجدید پذیر را بدست آورند.

دانشمندان در سرویس پژوهش های کشاورزی سازمان کشاورزی آمریکا پس از دو سال تلاش توانستند ژنوم ذرت را توالی یابی کنند

این پیشرفت برای دانشمندان نخستین برنامه در راستای شناسایی مسیرهای ژنتیکی ذرت است که سبب درک بهتر گیاه ذرت شده و آن ها را قادر می سازد تا ذرت را با روش های گوناگون بهبود دهند. این توالی یابی به پژوهشگران کمک خواهد کرد تا رابطه ی میان ژن ها و صفات گیاه ذرت را آشکار کنند؛ ساختار ژنتیکی گیاه را بهتر به تصویر بکشند و دریابند چگونه ساز و کارهای پیچیده ی ژنتیکی به همراه زیستگاه سلامتی و توان زیستن گیاه را مشخص می کنند.
انتظار می رود این پروژه در آینده منجر به پدید آمدن واریته های با بازدهی بیشتر، مقاوم به خشکی، آفات و بیماری ها شود. اینگونه دانشمندان می توانند با بهبود ساقه، فیبر و ساختمان سلولی ذرت آن را برای سوخت های زیستی نیز بهینه کنند.
این گروه از دانشمندان فراگیرترین توالی یابی ژنوم را تا به امروز منتشرکرده اند که شامل همه ی بخش های کاربردی ژنوم ذرت می شود. یک نقشه ی ژنتیکی هاپلوتایپ نیز که نمایانگر بخش هایی از ژنوم که میان
27 لاین گوناگون ذرت یکسان است نیز در این پژوهش بدست آمده است. یک هاپلوتایپ ترکیبی از آلل های گوناگون یک ژن است که بر روی یک کروموزوم در نزدیکی یکدیگر جای گرفته و با هم به ارث می رسند. لاین های ذرت در نقشه ی ژنتیکی هاپلوتایپ از آن جایی برای این آزمایش برگزیده شدند که بیشترین گوناگونی ژنتیکی را نشان می دادند.
با بررسی این لاین ها، پژوهشگران و بهنژادگران می توانند پتانسیل های ژنتیکی ذرت را شناسایی کرده و اینگونه با افزایش سرعت اصلاح گیاهان، توان پاسخ دادن به نیازهای جهانی و رویارویی با چالش هایی مانند دگرگونی آب و هوا را بدست آورند.
ذرت که در میان دانشمندان با نام Maize شناخته می شود یکی از مهمترین گیاهان زراعی جهان است. در سال گذشته ارزش محصول ذرت برداشت شده در آمریکا 47 میلیارد دلار بوده است. به گفته ی دانشمندان، پروژه ی توالی یابی ژنوم ذرت بایستی اساس شناخت و بهبود دیگر گیاهان زراعی قرار بگیرد. دیگر گیاهانی که ژنوم آن ها در گذشته توالی یابی شده است عبارتند از
برنج، سورگوم، سپیدار، انگور و گیاه آرابیدوپسیس.

بی خاک ورزی و گازهای گلخانه ای
به گزارش دانشمندان در سرویس پژوهش های کشاورزی سازمان کشاورزی آمریکا، نوع و چگونگی کاربر کودها می تواند بر توانایی کم خاکورزی در کنترل گازهای گلخانه ای موثر باشد. به کمک روش های بی خاکورزی و کم خاکورزی کشاورزان می توانند با اندوختن کربن بیشتر در خاک، از افزایش گازهای گلخانه ای در هوا جلوگیری کنند.
هم اکنون درباره ی اینکه روش های خاکورزی و دیگر عملیات انجام شده در مزرعه چگونه سبب افزایش گازهای گلخانه ای می شوند اطلاعات کمی در دست است. بررسی های انجام شده درباره ی تاثیر بلند مدت روش های خاکورزی و کاربرد کودها توسط خاکشناسان در سرویس پژوهش های کشاورزی نشان می دهد که اگر روش های کم خاکورزی به درستی انجام نشوند، می توانند سبب افزایش برخی گازهای گلخانه ای خطرناک مانند اکسید نیتروژن شوند. اکسید نیتروژن 300 بار از کربن دی اکسید نیرومند تر بوده و می تواند به آسانی اثر روش های کاهش این گاز را در هوا خنثی کند.

خاکورزی حفاظتی-کاشت گیاهان در زمینی که دارای ساقه و یا دیگر پسماندهای
گیاه پیشین است- سبب کاهش آزاد سازی کربن دی اکسید از زمین های کشاورزی
می شود. اما با کاربرد نادرست کودها، این گونه خاکورزی سبب افزایش گاز اکسید نیتروژن در
هوا خواهد شد که اثر گلخانه ای آن 300 بار بیش از کربن دی اکسید است.

زمین های کشاورزی آمریکا بزرگترین منبع پخش اکسید نیتروژن در هوای این کشور هستند و بیش از یک سوم این فرایند در زمین های شمال آمریکا انجام می شود. پژوهشگران نشان داده اند که برای جلوگیری از رها شدن این گاز به هوا، کشاورزانی که روش بی خاکورزی را به کار می برند بایستی کودهای نیتروژنه را در عمق بیش از 4 اینچی خاک و در زیر لایه ای که بیشترین مقدار اکسید نیتروژن را تولید می کند به کار برند.
در پژوهش های انجام شده دانشمندان میزان تولید این گاز را در سه روش خاکورزی که کودهای آمونیاک، اوره و آمونیم نیترات را به کار می بردند با هم مقایسه کردند.
میزان اکسید نیتروژن آزاد شده با کاربرد آمونیاک دو برابر بیش از دیگر کودها بود اما هنگامی که آمونیاک در روش بی خاکورزی به عمق 6 تا 8اینچی خاک تزریق می شد؛ کمترین میزان آزاد سازی این گاز نسبت به دیگر روش های خاک ورزی که از آمونیاک استفاده کرده بودند مشاهده شد. از سوی دیگر پخش کود اوره بر روی زمین هایی که به روش بی خاک ورزی کشت شده بودند؛ در مقایسه با روش های خاکورزی سنگین سبب رهاسازی اکسید نیتروژن بیشتری می شد.


ملخ ها می توانند سبب آلودگی دام به ویروس شوند
بر اساس تحقیقات دانشمندان در سرویس پژوهش های کشاورزی، گیاهان چراگاه ها می توانند آلوده به ویروسی باشند که ملخ ها سبب انتقال آن به گاو، اسب و دیگر پستانداران سم دار می شوند. به تازگی طغیان ویروس تورم تاولی دهان) vsv ( در جنوب غرب آمریکا سبب متوقف شدن مسابقات اسب دوانی و اجرای قرنطینه در این بخش شده است.
vsv یک بیماری ویروسی است که هرزچندگاهی در آمریکا شیوع می یابد و آخرین بار در سال 2006 گسترش پیدا کرده است. پژوهشگران سرویس پژوهش های کشاورزی نشان داده اند که در شرایط آزمایشگاهی، گیاهان مرتعی می توانند ناقل ویروس vsv شوند و این گونه، ملخ هایی که از گیاه تغذیه می کنند به ویروس آلوده خواهند شد. این پژوهش که به تازگی در در مجله «میکروبیولژی کاربردی و زیست محیطی » منتشر شده است برای نخستین بار ثابت کرد که ویروس vsv می تواند بر روی گیاهان مرتعی پایدار بماند.
با اینکه ویروس یاد شده به ندرت کشنده است، سبب بروز تاول های دردناکی در گاو، اسب و دیگر چارپایان می شود. در هنگام طغیان بیماری، دام های آلوده بزاق فراوانی تراوش می کنند که این خود سبب گسترش بیماری از دام به دام
می گردد. با اینکه گمان می رفت خاک و گیاهان منبع این ویروس باشند، در توصیه های جدید برای پیشگیری از بیماری شامل گندزدایی استبل ها و چراگاه ها نمی شوند.
برای بررسی احتمال خورده شدن ویروس های زنده ی درون گیاه آلوده توسط ملخ ها، پژوهشگران 14 گونه گیاه مرتعی را که ملخ ها از آنها تغذیه می کردند، در شرایط آزمایشگاهی در تماس با ویروس vsv قرار دادند. چندین گونه از این گیاهان تا بیش از یک روز ویروس را در آزمایشگاه میزبانی کردند. سپس پژوهشگران دو گونه ی گیاهی را در تماس با ویروس قرار داده و یک روز بعد ملخ ها از گیاهان آلود تغذیه کردند. ملخ ها با ویروس آلوده شده و نتایج این آزمایش نشان داد که انتقال ملخ-دام-ملخ این ویروس امکان پذیر است. سپس دانشمندان یک آفت کش پرکاربرد ویژه ملخ را به کار برده و دریافتند که این آفت کش نتنها شمار ملخ ها را کاهش می دهد بلکه سبب کاهش تماس ویروس با گیاه می گردد و اینگونه از تماس ملخ ها و دام با این منبع ویروس جلوگیری می کند. هرچند کاربرد این آفت کش نیاز به مجوز سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا دارد، آفت کش یا هرگونه ترکیب مشابهی
که ویروس را غیرفعال می کند می تواند در جلوگیری از طغیان بیماری موثر باشد.
نتایج این بررسی می تواند با ارائه یک روش کنترل نیرومند و ارزیابی درست خطردر هنگام طغیان بیماری، در مدیریت آن به ما کمک کند.


لاین جدید سویا با مقاومت در برابر نماتدها
لاین جدید سویا که با همکاری سازمان کشاورزی آمریکا و دانشگاه میسوری پدید آمده است در برابر دو نماتد مهم این گیاه از خود مقاومت نشان می دهد. این لاین که با نام 3181-S99 شناخته می شود در آغاز با هدف ایجاد مقاومت در برابر نماتد کیست سویا ) SCN ( و نماتد گرهی ریشه سویا بهنژادگری شد. در میان لاین های سویا تنها چندین نمونه
مقاومت بسیاری در برابر آلودگی نماتد ها نشان می دهند و بازده بالایی هم دارند. در آزمایش های انجام شده بازدهی لاین یاد شده با بازدهی رقم های پربازدهی مانند Hutcheson برابری می کرد و گاهی از آن نیز بیشتر بود. این لاین جدید سویا در برابر ریزش دانه ها هنگام رسیدگی و برداشت نیز مقاومت دارد. لاین جدید سویا در برابر نماتد کیست سویا ) SCN ( که یکی از خطرناک ترین آفات سویا در آمریکاست و هر ساله 438 میلیون دلار خسارت به بار می آورد مقاومت بالایی از خود نشان می دهد.

نماتد کیست سویا در کنار تخم این نماتد

نماتدهای کیست به ریشه ی گیاهان جوان آسیب می رسانند و نماتدهای گره ریشه نیز دومین آفت بزرگ سویا در آمریکا هستند. انتظار می رود که این لاین در آینده به عنوان لاین مادری برای تولید واریته های با بازدهی بیشتر و با نیاز کمتر به آفت کش به کار رود.

برگرفته از: سرویس پژوهش های کشاورزی سازمان کشاورزی آمریکا

http://www.ars.usda.gov/

دريافت نسخه PDF اين نشريه و ديگر پوسترهاي چاپ شده در هفته پژوهش:

برخي پژوهش هاي انجام شده در گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه رامين

پوستر خوش آمد گويي به غرفه

سر در غرفه