صفحة 1 الصفحة في PDF
التكنولوجيا الحيوية
والتغذية الجزيئية
Biotechnology and
Molecular Nutrition
أ.د .أسامة محمد الحسينى
أستاذ بكلية الزراعة – جامعة القاهرة
صفحة 3 الصفحة في PDF
إلى
رسول الله سيدنا ومولانا وحبيبنا سيدنا محمد صل الله عليه وسلم جزاك
الله عز وجل عنا خير الجزاء
بلغت الرسالة وأديت الأمانة ونصحت الأمة وجاهدت في سبيل الله حق
الغمة
جهاده حتى أتاك اليقين وكشف الله سبحانه وتعالى بك وتركتها على المحجة البيضاء ليلها كنهارها لا يزيغ عنها إلا هالك
بسم
الرحمن الرحيم
وذرياتنا
أزواجنا
من
يقولون
أعين
هب لنا
والذين
ربنا
قرة
يجزون
إماما ) (٧٤
صبروا
أولئك
واجعلنا
بما
الغرفة
للمتقين
فيها
فيها
مستقرا
وسالما ) (٧٥
حسنت
خالدين
تحية
ويلقون
ومقاما )(٧٦
)الفرقان (٧٦-٧٤
إلى
ولدى محمد
حفيدي يوسف ،يحيى
زوجتي نيفين
المستقيم(
)حفظكم الله وهداكم للصراط
صفحة 4 الصفحة في PDF
مقدمة
آياتنا في
لهم أ نه ال
ولم
نفسهم
سنريهم
حق ◌ أ
ين
الآفاق وفي أ
يقول الله سبحانه وتعالي "
حتى يتب
كل
شهيد )) "(٥٣سورة فصلت آية .(٥٣
شيء
يكف
بربك أ نه
على
من حكمة الخالق جل وعلا أن خلق الإنسان فى أحسن تقويم وسخر له كل السبل لتحقيق غايته
عالى
وحياته فى أحسن وأفضل السبل .وفتح المجال للعلم والبحث وكرم العلماء وقال عز وجل" فت
رب
ولا ت عجل بال
قرآن من ق
ملك ال
علما"
وحيه ◌
وقل
قضى
الله ال
بل أن ي
إليك
حق ◌
زدني
)سورة طه آية .(١١٤
وقد ظهرت التكنولوجيا فى منتصف القرن العشرين وتقدمت الى درجة ان دخلت فى جميع مناحي الحياه ،وقد سخرها الله عز وجل لخدمة الإنسان ،وبدأت جامعات العالم المتقدم في تطوير التكنولوجيا وتطبيقاتها حتى ظهرت علوم جديدة تحتاج منا شعوب العالم النامي دراستها ومواكبة
العالم فى تقدمة.
وفى علوم التغذية ،تطورت فروعه المختلفة ،وبدأ دراسة العناصر الغذائية ومدي إتاحتها وربطها مع العوامل الوراثية ،الجينات وتعبيراتها ودراسة تأثير هذا الإرتباط مع ظروف البيئة ليتكامل الأثر
الغذائي والوراثي والبيئي.
وظهرت علوم جديدة للتغذية وهى علوم الأومكس التى كشفت أسرار أمراض غامضه مثل السرطان ودرست تأثيراتها وتطبيقاتها على الإنسان والحيوان والدواجن والأسماك.
من ذلك ،كان لابد من عمل هذا المؤلف محاولة لملاحقة التقدم العلمي فى مجال التغذية ،وقد
شمل هذا المؤلف النقاط التالية:
* -التكنولوجيا الحيوية )تعريفاتها وتطبيقاتها فى مجال الأعلاف والحيوان والداوجن والأسماك(.
* -علوم الأومكس )تعريفاتها وتطبيقاتها فى الحيوان والدواجن والأسماك(.
صفحة 5 الصفحة في PDF
* -العلامات البيولوجية/المرقمات الحيوية )تعريفاتها وتطبيقاتها فى الحيوان والدواجن والأسماك(.
* -علوم النانو )تعريفاتها وتطبيقاتها فى الحيوان والدواجن والأسماك(.
* -مضادات التغذية /المواد المضادة للتغذية.
* -الوقود الحيوي ،وتدوير المخلفات.
رجاء أن يتقبل الله عز وجل هذا العمل المتواضع ويجعله فى ميزان حسناتنا ،والله الموفق،
أسامة محمد الحسيني
صفحة 6 الصفحة في PDF
محتويات الكتاب
رقم
الصفحة
المحتوي
الفصل الأول التكنولوجيا الحيوية Biotechnology -١تكنولوجيا الرعاية الصحية او )التكنولوجيا الحمراء( -٢التكنولوجيا الحيوية الزراعية أو )التكنولوجيا الخضراء( -٣التكنولوجيا الحيوية الصناعية أو )التكنولوجيا البيضاء(
حقيقة الكائنات المحورة وراثيا
استخدام التكنولوجيا الحيوية لتحسين صحة المستهلكين
الوضع العالمي للموارد الغذائية
وضع المحاصيل المعدلة وراثيا في مصر
أوال :تطبيقات التكنولوجيا الحيوية
أوال :انتاج الذرة باستخدام التكنولوجيا الحيوية ثانيا :إنتاج فول الصويا بإستخدام التكنولوجيا الحيوية ثالثا :انتاج الكانوال باستخدام التكنولوجيا الحيوية
رابعا :التبن المعدل وراثيا
خامسا :المحاصيل التكنوحيوية )التكنولوجيا الخضراء( مساهمة أصناف المحاصيل التكنوحيوية لتحقيق االستدامه القطن التكنوحيوي االحتياجات غير المستوفاه والتوقعات المستقبلية البطاطس التكنوحيوية المقاومة لمرض اللفحة المتأخرة أوجه الشبه بين الأزمة االقتصادية العالمية وأزمة الغذاء العالمية
المحاصيل المعدلة وراثيا فى مكونات االعالف
تقييم أمان المحاصيل المعدلة وراثيا من أجل استخدامها كغذاء وعلف استراتيجية تقييم الأمان Safety assessment strategy
المحاصيل المعدلة وراثيا لتغذية الإنسان
إستخدام المحاصيل المعدلة وراثيا فى أعالف الحيوانات
-١البطاطس Potatoes
-٢الذرة الشامية Maize/corn
-٣فول الصويا Soybeans
-٤الأرز Rice
-٥الخيار Cucumber
-٦الطماطم والفلفل الحلو Tomatoes and Sweet pepper
-٧نباتات اللفت Canola Plants
الحامض النووي DNAالمعدل وراثيا في الغذاء
بعض النتائج عن تأثير الأعالف المعدلة وراثيا على آداء الحيوانات دراسات عن التقييم الغذائي لألعالف من النباتات المعدلة وراثيا للجيل الأول -١دراسات علي الذرة الشامية )Bt(Bacillus thringiensis maize
-٢البطاطس Bt-potatoes
-٣بنجر السكر المتحمل للمبيد Pat glufosinate
-٤ساللة فول الصويا roundup ready
I
١
١
١
١
٢
٤
٦
١٢
١٦
٢٢
٢٦
٢٦
٢٧
٣٧
٤٢
٤٤
٥٠
٥٣
٦٠
٦٠
٧٠
٧٠
٧٠
٧١
٧١
٧٢
٧٣
٧٣
٧٣
٧٣
٧٤
٧٦
٧٦
٧٧
٧٧
٧٧
صفحة 7 الصفحة في PDF
دراسات عن التقييم الغذائي لألعالف من النباتات المعدلة وراثيا للجيل الثاني -١بذور اللفت ذات المحتوي الزائد من حامض البالمتيك والميريستيك
-٢البطاطس المخلق بها االنيولين
-٣مصير الحامض النووي DNA
إستخدام المحاصيل المعدلة وراثيا فى تحسين الصفات الغذائية فى تغذية الدواجن
الصعوبات التى تواجه الأعالف المعدلة وراثيا
الوضع فى جمهورية مصر العربية
رأي الدين الإسالمي فى علم الهندسة الوراثية
مشروع المواصفات القياسية لألغذية واالعالف المحورة وراثيا )(GMOs مشروع المواصفة القياسية لتتبع بيانات منتجات االغذية واالعالف المنتجة من الكائنات
المحورة وراثيا )(GMOs
ثانيا :أهمية التكنولوجيا الحيوية بالنسبة لالنتاج الحيوانى وصحة الحيوان الدافعات الحيوية )البروبيوتيك( كبدائل للمضادات الحيوية في عالئق الدواجن -١التأثير علي اداء الدواجن The effect on poultry performance
-٢التأثير علي نوعية منتجات الدواجن:
-٣التأثير علي االستفادة من العناصر الغذائية The effect on nutrients utilization -٤التأثير علي مكونات الدم The effect on blood constituents -٥التأثير علي الجهاز المناعي The effect on immune system -٦التأثير علي التلوث البكتيري للمعدة والأمعاء والأمراض
الفصل الثاني علوم الأوميكس Omics Science
مقدمة -تعريفات
مفهوم علم "النيوتريجينوميكس" Nutrigenomics concept
مدخل الأنظمة البيولوجية في علوم التغذية
الطرق البيولوجية كأداة اكتشاف systems biology as discovery tool الطرق البيولوجية وأدوات االوميكس من اجل اكتشاف المرقم البيولوجي
التغذية الجينومية Nutrigenomics
التغذية الجينومية :دور المركبات الغذائية في التعبير الجيني
جينوم/جينات العناصر الغذائية الصغري
تطبيقات التكنولوجيا الحيوية
اعادة البرمجة المتطورة بواسطة االستيروجينات اليئية :كيف تؤثر تعرضات الحياة
المبكرةعلي خطورة السرطان في سن البلوغ
الجينات الخارجية لسرطان )الأورام( الإنسان Human Cancer Epigenetics
ميكروبات القناه الهضميه واالستفاده من الغذاء
ثانيا :دراسة تأثير الغذاء ومكوناته علي التعبير الجيني وتطبيقاتها في علوم الحيوان ثالثا :دراسة تأثير الغذاء ومكوناته على التعبير الجيني وتطبيقاتها فى علوم الدواجن ميكروبات القناة الهضمية بالدواجن وتأثيراتها المتداخله مع العائل والعليقة االتجاهات الحديثة في بحوث نظم الإنتخاب فى الدواجن
استراتيجيات تربية وانتاج الدواجن البياض
تمثيل الليبوبروتين في الدواجن Lipoprotein metabolism in poultry رابعا :علم النيتروجينومكس فى مجال علوم الأسماك
II
٧٨
٧٨
٧٨
٧٩
٨٠
٨٣
٨٧
٨٩
٩١
٩٨
١٠٢
١٠٧
١١٠
١١٢
١١٢
١١٣
١١٤
١١٤
١١٥
١١٥
١٢١
١٢١
١٢٢
١٣١
١٤٥
١٥١
١٥٦
١٦٣
١٩٣
١٩٨
٢٠٣
٢١٥
٢٤٧
٢٥٣
٢٦٤
٢٧٣
٣٠٥
٣٣١
صفحة 8 الصفحة في PDF
الفصل الثالث العالمة البيولوجية )المرقمات الحيويه( Biomarker
تصنيف العالمات البيولوجية
المؤشرات الحيوية في الدم من فيتامين )د(
أوال :المرقمات الحيوية العامة لإلنسان والحيوان ثانيا :المرقمات الحيوية الصماء للهرمونات الداخلية للنمو وتطبيقاتها في االستزراع
المائي
ثالثا :المرقمات )العالمات( الجزيئية في دراسة تغذية الأسماك رابعا :اتجاهات التغذية الجينية للدهن في الأسماك المرقمات الحيوية للتعرض الغذائي والحالة الغذائية الواسمات الغذائية :التطورات ،المحددات والتوجهات المستقبلية الفصل الرابع تكنولوجيا النانو في مجال االنتاج الحيواني تاريخ تكنولوجيا النانو History of nanotechnology
العوامل المؤثرة على خصائص المواد النانويه
طرق الحصول على المواد النانوية )التصنيع(
االختالفات بين المواد النانو والمواد الأكبر حجما
تطبيقات تكنولوجيا النانو في التغذية
) (١تطبيقات النانو تكنولوجي في تغذية الحيوان
) (٢تكنولوجيا النانو وتغذية الدواجن Nanotechnology and Poultry Nutrition الفصل الخامس عوامل مضادات التغذية )مضادات التغذية(
معامالت تقليل فعل العوامل المضادات للتغذية
أوال :مواد تثبط هضم البروتينات
ثانيا :مواد تثبط استخدام العناصر المعدنية
ثالثا :مواد تثبط استخدام الفيتامينات والهرمونات
رابعا :االسيانوجين Cyanogens
خامسا :النترات والنتريت
سادسا :االعفان والميكوتوكسينات
سابعا العامل Lathyrogenic neurotoxins :
Anti-Nutritional Factors
الفصل السادس الوقود الحيوي Bio Fuelاالستراتيجية النتاج الوقود الحيوى
-١قش الأرز Rice straw
-٢نبات الهوهوبا )Jojoba (Simmondsia chinensis Link
-٣نبات الجاتروفا )حب الملوك( Jatropha Curcas
-٤نبات الخروع )Castor oil plant or Caster bean (Ricinus communis
-٥مخلفات البلح Date residues
-٦المخلفات اللجنوسليلوزية Ligno cellulose residues
-٧سيقان نبات الذرة Corn stem
-٨الغاب ) Giant weed ( Arundo donax L.
-٩المخلفات الزراعية Agricultural disposals
-١٠ورد النيل سماد وعلف
-١١معالجة مخلفات صناعة القطن
III
٣٤٢
٣٤٣
٣٤٤
٣٥٣
٣٨١
٣٨٨
٤٠٢
٤١٨
٤١٩
٤٢٤
٤٢٤
٤٢٩
٤٣٠
٤٣١
٤٣٦
٤٤١
٤٤٦
٤٥٨
٤٥٨
٤٥٨
٤٦٠
٤٦١
٤٦٢
٤٦٢
٤٦٢
٤٦٣
٤٦٤
٤٨٩
٤٨٩
٥٠١
٥٢٠
٥٢٢
٥٢٢
٥٢٢
٥٢٣
٥٢٤
٥٢٤
٥٢٧
٥٢٧
صفحة 9 الصفحة في PDF
-١٢الياف شجر الموز
-١٣الطحالب Algae
-١٤العشب والنجيلة Grass
-١٥البطاطا والبطاطس
-١٦نبات اللفت وبذوره Rape seed
-١٧قشر البرتقال Citrus peel
-١٨عظام االبقار والدجاج Cow and Poultry bone
-١٩دهون الدجاج Poultry fat
-٢٠الدهون الحيوانية والبحرية Animal and marine fat -٢١مخلفات زيوت القلى فى المطاعم والفنادق Grilled oil residues
-٢٢المخلفات :النفايات )القمامة( Garbage
المراجع
IV
٥٢٨
٥٢٨
٥٢٨
٥٢٩
٥٢٩
٥٢٩
٥٢٩
٥٣٠
٥٣٠
٥٣٠
٥٣٠
٥٧٠
صفحة 10 الصفحة في PDF
الفصل الأول
التكنولوجيا الحيوية Biotechnology
تعتبر التكنولوجيا الحيوية او البيوتكنولوجى Biotechnologyمن التقنيات التى تستخدم فيها الكائنات الحية للحصول على منتجات مفيدة للبشر والكائنات الحية والبيئة .والتكنولوجيا الحيوية جزء من حياتنا اليومية .بدءا من الملابس التى نرتديها وكيفية غسلها وتناول الطعام والمصدر الذى اتى منة والدواء الذى نستخدمة لنبقى أصحاء وحتى الوقود الذى نستخدمه لاغراض مختلفة .لذا
دور لا يقدر بثمن فى تلبية احتياجاتنا )*(.
تلعب التكنولوجيا الحيوية ا
وتوظف التكنولوجيا الحيوية النظام البيولوجي لتصنيع نواتج مفيدة وتقديم الخدمات.ويوجد ثلاثة
أنواع من التكنولوجيا الحيوية:
-١تكنولوجيا الرعاية الصحية او )التكنولوجيا الحمراء( :
وتشير الى المنتجات الطبية او التشخيصية او اللقاحات التى تتكون من أو يتم انتاجها فى كائنات حية ويمكن تصنيعها من خلال تحوير للمادة الوراثية)ال .(DNAهذه التقنية لها تأثير هائل على تلبية احتياجات المرضى وأسرهم ,كما انها لاتشمل فقط الأدوية ووسائل التشخيص التى يتم تصنيعها باستخدام عملية التكنولوجيا الحيوية ,ولكن أيضا علاج الجينات والخلايا الجزعية.
-٢التكنولوجيا الحيوية الزراعية أو )التكنولوجيا الخضراء( :
وتشمل مجموعة من التقنيات الحديثة فى تربية النباتات .منذ عدة قرون حاول المزارعون تحسين محاصيلهم من خلال التلقيح والاعتماد على اعادة التوزيع العشوائى من الجينات الموجودة بين الاباء المرتبطين ارتباطا وثيقا .تعمل التكنولوجيا الحيوية الز ارعية الحديثة على تحسين المحاصيل بطرق أكثر استهدافا وأفضل تقنية تعرف باسم "التحوير الوراثى" ,ويعطى مصطلح التكنولوجيا الحيوية الزراعية أيضا تقنيات أخرى مثل نبات تربية وتحسين بمساعدة الواسمات الجزيئية,مما يزيد من فاعلية التربية التقليدية .وتوجة التكنولوجيا الحيوية المستخدمة لتحسين المحاصيل لاستخدامها فى انتاج الغذاء أو المواد الحيوية أو انتاج الطاقة.
-٣التكنولوجيا الحيوية الصناعية أو )التكنولوجيا البيضاء(:
تستخدم فيها الأنزيمات والكائنات الحية الدقيقة لعمل منتجات ذات أصل حيوى فى قطاعات مختلفة مثل الصناعات الغذائية و الكيماوية والأعلاف والمنظفات والورق والمنسوجات والطاقة الحيوية)مثل الوقود الحيوى أو الغاز الحيوى( .وتعد واحدة من أكثر الطرق الواعدة لخفض انبعاثات غازات
الاحتباس الحرارى.
حقيقة الكائنات المحورة وراثيا :
التكنولوجيا الحيوية ليست بعلم جديد كما يعتقد البعض ,وانما نشأت مع استخدام الانسان للكائنات الحية الدقيقة .وقد استخدم الانسان التكنولوجيا الحيوية منذ الاف السنين ,فمنذ أكثر من ثلاثة ألاف سنة استخدم المصريون القدماء سلالات منتقاة من الخميرة لعمل الخبز وبعض المشروبات الكحولية ,وكذلك سلالات منتقاة من البكتريا لاستخلاص المعادن .انتخب الانسان المحاصيل ذات انتاجية عالية منذ اكثر من ٥٠٠سنة ،وتم تطبيق برامج التربية المناسبة لانتخاب وللحصول على اصناف عالية الانتاجية ,مقاومة للأمراض وتحتوى على صفات هامة للمستهلك )*(المصدر :كلايف جيمس مؤسس ورئيس مجلس ادارة الهيئة الدولية لتطبيقات التكنولوجيا الحيوية الزراعية ISAAA بالتعاون مع مركز معلومات التكنولوجيا الحيوية مصر EBIC
١