چکیده :
دورگ گیری سوماتیکی(somatic hybridization ) و امتزاج پروتوپلاست( Protoplast Fusion )درجنس ها وگونه هایی انجام می شود که تلاقی پذیری ندارند. اينكار به منظور دست كاري گونههاي گياهي و در جهت افزايش تنوع ژنتيكی و ايجاد صفات و يا گياهان جديد و توليد سيبريدها استفاده ميشود. این فنون با رفع محدويت تلاقيهاي بينگونهاي و بينجنسي از طريق كشت تخمك نارس يا بالغ(Invitro pollination )و با به کارگیری فنون نجات (یاکشت) جنین (embrio rescue) به عنوان مكمل روشهاي اصلاح سنتي عمل نمايند. دورگ گیری سلولهای سوماتیکی یک فرآیند چند مرحله ای است که شامل جداسازی پروتوپلاستهای گونه های متفاوت، آمیختن پروتوپلاستهای حاصل از دو گونه متفاوت، و کلون کردن پروتوپلاستهای هیبرید مخلوط شده و تجدید نسل گیاهان هیبرید بارور حاصل از پروتوپلاستهای آمیخته است. از جمله صفاتی که در این روش برای انتقال مورد توجه هستند می توان تحمل به تنش های محیطی از قبیل سرما، شوری، خشکی، و مقاومت به آفات و بیماریها را نام برد. ایجاد دورگ گیری سوماتیکی به روش امتزاج پروتوپلاست در بیش از 30 گونه و12 جنس انجام شده است. پومیتو (Pomato) تنها گياه جديدي است كه از طريق امتزاج پروتوپلاست گوجهفرنگي و سيبزميني تولید شده است ولی هنوز بهره برداری كشاورزي ندارد.
تنش خشکی مانع از تظاهر کامل پتانسیل ژنتیکی گیاهان زراعی می شود و از اینرو موجب کاهش تولیدات کشاورزی می گردد. در مقاومت به خشکی سه مکانیزم دخالت دارند که عبارتند از فرار از خشکی، اجتناب از خشکی و تحمل به خشکی. صفات مختلف مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی باعث ایجاد مقاومت به خشکی می شوند. نحوه توارث (تک ژنی و چند ژنی بودن) و نوع عمل ژن (افزایشی و غیرافزایشی بودن) در صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی متفاوت است. با این حال، ژنهای مسؤل بیوسنتز انواع مواد محلول سازگار (compatible solutes) شناسایی و از موجودات مختلفی همچون گیاهان، مخمر، موش و انسان همسانه سازی (کلون) شده اند. روشهای اصلاحی مختلفی برای مقاومت به خشکی وجود دارند که هر یک دارای مزایا و معایبی هستند. در هر برنامه اصلاحی وجود روشهای کارآمد برای شناسایی و انتخاب ژنوتیپ های مناسب ضروری می باشد. شناسایی و انتقال ژنهای مسئول بیوسنتز متابولیت های متعددی همچون پرولین، ترهالوز، و پلی آمینها از موجودات مختلف به گیاهان زراعی از طریق مهندسی ژنتیک بطورموفقیت آمیزی صورت گرفته است. به عنوان مثال، ژن hva1 جو که مسئول سنتز پروتئین های فراوان در اواخر دوره جنین زایی (Late embryogenesis abundant proteins) می باشد از طریق روش انتقال تصادفی (shotgun) به برنج منتقل شده و منجر به تولید برنج تراریخت گردیده است.
ژنهاي بيگانه براي بيان و ترجمه مناسب و پايدار در داخل سلولهاي گياهي ، به پيش بر و خاتمه دهنده مناسبي نياز دارند. به استثناي اجزاي تنظيم كننده ژنهاي معيني از آگروباكتريوم ، اغلب توالي هاي تنظيم كننده نسخه برداري بدست آمده از باكتري به خاطر تفاوت فاحش در ساختارشان با تنظيم كننده هاي يوكاريوتي ، در سلولهاي گياهي قابل بيان نيستند . در اين ميان پيشبرهاي ژنهاي نوپالين سنتتاز اكتوپين سنتتاز و مانوپپين سنتتاز پلاسميد Ti اگروباكتريوم به طور موفقيت آميز براي بيان ژنهاي خارجي در سلولهاي گياهي استفاده مي شوند. ويروسهاي گياهي وابسته به فاكتورهاي نسخه برداري و ترجمه سلولهاي گياهي ، به عنوان منبعي براي تامين اجزاي تنظيم كننده ژنهاي انتقال يافته به سلولهاي گياهي مورد استفاده قرار مي گيرند. متداولترين اين پيش برها ، پيش بر ژن CaMV 35S ويروس موزاييك گل كلم مي باشد. اين پيشبر در تمام بافتهاي گياهي فعال بوده ولي بيان آن در تيپ هاي سلولي متفاوت يكسان نيست . در حال حاضر اين پيشبر پر استفاده ترين پيش بر دايمي است كه در تراريزش گياهان تك لپه اي و دولپه اي استفاده مي شود . و بيان آن 40ـ10 برابر بيشتر از بيان پيش بر نوپالين سنتتاز مي باشد . (گوديزوب و همكاران 1994)
بمباران ژني
كارايي اين روش در انتقال ژن براي اولين بار با بيان موقتي ژن در اپيدرم پياز توسط كلين و همكاران (1987) و بعداً با بيان موقت ژن هاي gus و cat در ذرت و برنج ، سويا و گندم گزارش گرديد . اين روش امروزه براي ترا ريزش اكثر گونه هاي گياهي و برخي حيوانات و قارچها و باكتري ها مورد استفاده قرار مي گيرد. اساس اين روش بر اين استوار است كه DNA مورد نظر كه بر روي ذرات ريز طلا و يا تنگستن رسوب داده شده، با فشار بالاي هواي فشرده و يا با استفاده از يك تفنگ ژني بيوليستيك به طرف بافت هدف پرتاب مي گردند .اين روش علاوه بر اين كه براي تراريزش اكثر گونه هاي گياهي مورد استفاده قرار مي گيرد ، براي مطالعات پايه اي تراريزش ، تغييرات بيان ژن ها ، در مطالعات مربوط به درك نقش اجزاي ضروري ژنها ، آناليز سريع نواحي پيش بر از لحاظ اجزاي افزاينده و خاموش كننده نسخه برداري ، اثرات اينترون و نقش نواحي خاتمه دهنده در بيان ژنها پايداري mrna و در مطالعات مربوط به بيان اختصاصي ژنها در بافتها كاربرد دارد.
- انتقال ژن با وساطت اگروباكتروم
