صفحة 21 الصفحة في PDF
أولا :تطبيقات التكنولوجيا الحيوية
أهمية التكنولوجيا الحيوية بالنسبة للانتاج النباتى ومواد العلف :
برنامج مشروعات يتم انجازها على المدى القصير :
-١انتاج نباتات مقاومة للظروف البيئية غير الملائمة مثل الملوحة والجفاف.
-٢دعم برامج رسم الخرائط الوراثية.
-٣تحسين القيمة الغذائية للمحاصيل.
-٤انتاج محاصيل مبكرة النضج لزيادة كفاءة الدورة الزراعية.
-٥تطوير الزراعة العضوية بالاشتراك مع مجال البيئة.
-٦الوصول الى تقنيات زراعية جديدة مثل انتاج علف الشعير الاخضر بدون تربة زراعية
)الاستنبات :(Hydroponic
توجد طرق صناعية لانتاج الاعلاف الخضراء لا تحتاج الى ارض زراعية او تربة ولا تشغل مساحة كبيرة يستخدم فيها غرف مكيفة الح اررة والرطوبة والاضاءة تحتوى على احواض موضوعة على مسافات فوق بعضها وتزرع فيها الحبوب )كالشعير والشوفان( وتتغذى بماء مذاب فيه بعض العناصر السمادية مما يسمح بنمو البادرات سريعا حتى يصل طولها الى ٢٥-٢٠سم تقريبا خلال اسبوع واحد مما يجعله ينتج انتاج كمية ضخمة من العلف الاخضر من مساحة قليلة ويمكن تنظيم مواعيد الزراعة للحصول على ناتج يومى من العلف الاخضر وتسمى هذه الزراعة بالهيدروبونيك ) (Hydroponicوهناك وحدات تبلغ قيمتها الانتاجية طنا من العلف الاخضر الطازج فى اليوم على جميع ايام السنة تحت اى ظروف مناخية واستهلاكها المائى والسمادى قليل جدا بالنسبة للاستهلاك اللازم لانتاج هذه الكمية تحت ظروف الحقل العادية ومما يحد من اتباع هذه الطريقة ارتفاع تكلفتها ،ولكنها مناسبة جدا فى بلدان المناطق الجافة والاراضى القاحلة كالمنطقة العربية.
جدول ) (١أهم التحسينات فى بعض النباتات المحورة وراثيا )أهم المحاصيل المستخدمة فى
علائق الحيوان(
Output Traits of Potential Value to Animal Production Identified from Patent
Applications
Type
Use
Lignin
Feed
Alfalfa
Improvement
Improved malting quality
Flavour/Yield
Food
Barley
) Increased s amino acids (meth & lys
Amino acid
Feed
Chickpea
) Increased s amino acids (meth & lys
Amino acid
Feed
Clover
High protein with balanced amino acids
Amino acid
Feed
Corn
Fumosin detoxifying
Mycotoxin
Feed
Improved digestibility / low lignin
High oil content
Oil
High oil with increased digestibility
Oil / amino acids
High oil with increased P availability
Oil / phosphorus
High lauric acid
Feed
Oil
Food/Industrial
High myristate
Oil
Industrial
High stearic acid
Oil
Food
High medium chain fatty acids
Oil
Food
Specialty lubricant (waxes ) jojoba oil
Oil
Industrial
High long chain ploy unsaturated f.a.
Oil
Food
High medium chain fatty acids
Oil
Food
Low saturates/high mono/low PUFA
Oil
Feed/food
High oil
Oil
Feed
١٢
Crop
Canola
صفحة 22 الصفحة في PDF
Oil
Food
Cotton seed
Increased S amino acids
Amino acids
Feed
Lucerne
High oleic acid
Increased S amino acids/Basta resist:
Amino acids
Feed
Lupin
Oil
Industrial/Food
Plam
Increased S amino acids
Amino acids
Feed
Peas
No browning
Shelf life
Food
Potato
High erucic acid
Oil
Industrial
Rape seed
High oleic lower saturated fat
Oil
Food
Soybean
High stearic acid
Oil
Food
High palmitic acid
Oil
Food
Low saturated fat
Oil
Food
Increased levels of protein
Protein levels
Feed / Food
Low stachyose
Anti-nut factor
Feed
High oleic acid
Oil
Food
Sunflower
High carotene
Carotenoid
Feed
Sorghum
Increased shelf life
Shelf life
Food
Tomato
)*- (Willson, 200
جدول ) (٢المحاصيل الهامة المنتجه بإستخدام التكنولوجيا الحيوية والتي تتغذي عليها الحيوانات
المنتج
كانولا
كانولا
كانولا
ذرة
ذرة
قطن
قطن
شمام
باباز
بطاطس
بطاطس
أرز
فول الصويا
فول الصويا
قرع
بنجر السكر
نبات الدخان
طماطم
طماطم
طماطم
قمح
الصفة
مقاوم لمبيدات الحشائش
محتوى عالى من اللورك
محتوى عالى من حمض الاوليك
مقاوم لمبيدات الحشائش
مقاوم للحشرات
مقاوم لمبيدات الحشائش
مقاوم للحشرات
تاخر عملية النضج
مقاوم للفيروس
مقاوم للحشرات
مقاوم للفيروس
مقاوم لمبيدات الحشائش
مقاوم لمبيدات الحشائش
محتوى عالى من حمض الاوليك
مقاوم للفيروس
مقاوم لمبيدات الحشائش
مقاوم لمبيدات الحشائش
تأخر عملية النضج
مقاوم لمبيدات الحشائش
مقاوم للحشرات
مقاوم لمبيدات الحشائش
١٣
صفحة 23 الصفحة في PDF
التكنولوجيا الحيوية النباتية Plant Biotechnology :
هى اضافة صفات منتجه للنبات من اجل تطوير اصناف جديدة للتكنولوجيا وتسمح التكنولوجيا الحيوية النباتية بنقل اكبر قدر من المعلومات الوراثية باكثر من طريقة دقيقة ومضبوطة وبالمثل فان التربية التقليدية للنباتات غير المرغوبة التى تتضمن تهجين مئات او آلاف من الجينات تجعل التكنولوجيا الحيوية النباتية تسمح بنقل جين واحد فقط أو الجينات المرغوبة.
فروع التكنولوجيا الحيوية Biotechnology Branches :
) (١الهندسة الوراثية Genetic Engineering :
هو تكنيك ازالة او تعديل او اضافة جينات الى الكائن الحى وتسمى gene splicing, ،recombinant DNA (rDNA) technology, or genetic modificationوالمستهلكين فى المملكة المتحدة يفضلون مصطلح Genetically Bioengineeredلوصف الغذاء والمنتجات
الغذائية المنتجة بواسطة هذه التكنولوجيا.
) (٢التهجين الرجعى Back cross :
هو تكنيك تقليدى يستخدم لازالة اى صفة وراثية غير مرغوبه من النبات الحديث التهجين ،ويربى النبات المهجن بالقرب من النبات الذى لا يمتلك الصفة غير المرغوبة بهدف ا ازلة الصفة فى انتاج
النبات الجديد.
وعموما يحتاج التهجين الرجعى لعدد كبير من الاجيال لان الهجن الحديثة ربما تحمل عدد كبير
من الصفات غير المرغوبة.
) (٣التحويل Transformation :
هو ادخال جين حقيقى لصفة جديدة داخل الخلايا النباتية لمحصول المراد تعديله وهذا النقل عادة يستكمل باستخدام ميكروب تربة يسمى Agrobacterium Tumifaciensويتم ادخاله داخل خلايا المحصول الجديد ،وهذا الميكروب بلازميدات تعتبر وحدات تخزين خلوية صغيرة للحامض النووى DNAوالذى يمكن تعديله ليحتوى على الصفة الجديدة ،وقد تستخدم طريقة اخرى حيث يستعمل قاذف او مدفع جسيمات صغيرة والذى يتكون من قذف ١ميكروميتر جسيمات تنجستين مغطى بصفة جديدة DNAفى بلاسميدات فى الخلايا النباتية فى المحصول بسرعة ٤٣٠متر/الثانية وتسمىThe gene gunوالخلية أو النبات الذى ينجح فيه عملية النقل وتحتوى على DNAجديد
يسمى .Transformant
) (٤حدث التحويل Transformations event :
هذا المصطلح يعنى نقل وادخال حامض نووى DNAجديد داخل الخلايا النباتية والنقل الناجح يعنى حدوث تسكين )وضع( الحامض النووى الجديد فى الجينوم ) genomeكل DNAفى الخلية
النباتية( فى موضع جيد.
وفى الغالب لا ينجح هذا الادخال ولكن احيانا لا يكون الادخال ثابت فى حالة التربية واحيانا يتم الادخال فى بعض الجينات الهامة فى النبات مسببا تغير غير مقبول فى النمط الجينى للنبات Plant phenotypeومن جهة اخرى فان اى خلية نباتية ذات ادخال ناجح للحامض النووى الجديد ان تختبر لايجاد الخلية ذات الصفات الصحيحة ،وهذه الأخيرة يمكن اعتمادها وتعتبر eventsلأن كل منها يمثل بعض المواقع الفريدة لادخال DNAجديد.
١٤
صفحة 24 الصفحة في PDF
) (٥النقل الجينى Transgetic :
هو كائن حى دقيق يحتوى على حامض نووى DNAغريب وقد استخدم هذا المصطلح للاشارة إلي المحاصيل التى تمر بتعديل جينى ،ويعتقد ان هذا المصطلح لا يجب استخدامه اذا لم يتحرك
الجين من كائن الى كائن آخر.
) (٦الصفات الزراعية )أثر الصفات الزراعية او ميزة علم الزراعة او الهندسة الزراعية(:
Agronomictrait
تستخدم هذه الصفة أوليا بواسطة المزارع الذى يخطط من اجل زيادة انتاج المحصول كميا ونوعيا مع اقل استخدام لمبيدات الحشائش والمبيدات الحشرية والوقود ،وهذه الصفات تسمى ايضا ب ) (Input traitsوهذه الصفات قد تم تطويرها وتوافقها ومن امثلتها التحمل لاستخدام المبيدات
ومقاومة الآفات.
ممتاز للمحاصيل المعاملة
ا
وفى سنة ١٩٩٩قدم الباحثان Hartwell & Fuchsمرجعا بالتكنولوجيا الحيوية التى تفيد المزارع ،ولقد ذكر هذان الباحثان ان القيمة للمزارع يمكن رؤيتها فى الزيادة السريعة والضخمة للأفدنة المزروعة لهذه المحاصيل حول العالم .وفى سنة ١٩٩٩ازدادت المساحة العالمية لمحاصيل البيوتكنولوجيا بنسبة %٤٤من ٢٩.١مليون فدان الى ٩٨.٦مليون
فدان.
مقاومة الحشرات (Insect Resistant) :
مقاومة الآفات الحشرية تتكلف حوالى ١٠بليون دولار سنويا ومازال حتى الآن يفقد حوالى -٢٠ %٣٠من ناتج المحصول الكلى بسبب الآفات الحشرية ،ويجب مقاومة الحشرات لان نشاط المبيد الحشرى فى الميكروبات يكون ذو فاعلية ٠ولقد لوحظ ان ادخال البروتينات التى تنتجها ميكروب Bacillus Thuringiensisداخل الحامض النووى DNAبالذرة الشامية جعل حبة الذرة مقاومة للحشرات الثاقبة والموجودة بالذرة الاوروبية ،وهذا الميكروب يعتبر من البكتريا الطبيعية فى التربة والذى ينتج بروتين يقاوم الحشرات بتأثيره المزعج للجهاز الهضمى للحشرات ،ولقد وجد ان بروتين هذا الميكروب ذو تأثير ضار للإنسان والاسماك والحشرات النافعة كما ان الوقاية الحشرية تحافظ على نتائج المحصول بأقل اعتماد على المبيدات الحشرية الكيماوية وبأقل ماء ارضى
بالاضافة الى انسحابها من برامج صيانة التربة.
) (٧مقياس الصفات المضافة Rule – Added Trait :
أى صفة فى المحاصيل تفيد المستهلك عن طريق امداده بمنتج غذائى ثابت وصحيا ،ويطلق على هذه الصفة ) (Out put traitوهذه الصفة تزيد من القيمة المالية للمحصول والتى تعتمد علي تكلفة الصفة وكمية هذه الصفة المضافة ،وهذه الصفة قد تكون مركب غذائى ضرورى فى غذاء الانسان أوعلف للحيوان وخاصة من حيث انواع الاحماض الدهنية المطلوبة لزيادة ثبات الزيت ونسب الدهون غير المشبعة الصحية/المشبعة ،او من اجل تصنيع الغذاء ،وانواع معينة من النشا والكربوهيدرات المعقدة التى يحتاج اليها فى صناعة المطاحن الرطبة والجافة وصناعة الاعلاف المكعبة ذات الجودة العالية او فى الصيدليات او الفاكسينات التى قد ينتج نباتيا وفى تحسين هضم
المركبات الغذائية.
) (٨حزمة الجينات )وحدة قياس انجليزية( Gene Stacking :
هذا المصطلح يعنى ادخال اكثر من صفة جينية جيدة للكائن الحى ،ولقد بدأت شركات البذور لاضافة صفات عديدة للحصول على قيمة اضافية جيدة للمحاصيل ،وتحتاج قيمة Out put للمحصول من اجل زيادة معنوية لضبط تكلفة نقل المحصول من خلال سلسلة غذائية داخلية كاملة
١٥
صفحة 25 الصفحة في PDF
والمحافظة على قيمة Inputللمحصول بينما يحتاج Inputالمحصول المعدل GMمع الصفة
الزراعية للانفصال حتى يصل للمزارع.
صفات الجودة Quality Traits :
مواد العلف ذات القيمة المضافة : Added – Value Feed Stuffs تعتبر صفة الجودة من الصفات التى تزيد من القيمة المستخدمة لمادةالعلف منسوبة الى نسختها النموذجية Bajjalish) Typical versionسنة ،(١٩٩٦ليس هناك حبوب نجيلية محسنة جينيا على النطاق التجارى او البذور البقولية ذات صفات جودة اضافية لاستخدامها كعلف للحيوانات بينما توجد حاليا مواد علف ذات قيمة اضافية مثل اصناف الذرة العالية فى محتواها من الزيت علي النطاق التجارى وهى متاحة فى الوقت الحاضر ولكن تم تطوير هذه الاعلاف بواسطة التربية التقليدية المحسنة او بواسطة طرق التهجين الرجعى ،وهناك ايضا اصناف اخرى لها نقل جينى " بذور زيتية " تحتوى على تركيزات مختلفة من احماض دهنية معينة لها فائدة كبيرة فى مصانع
تصنيع الاعلاف.
كثير من الحبوب النجيلية المحسنة جينيا والبذور البقولية ذات صفات الجودة المضافة قد طورت على النطاق التجارى من اجل اطلاقها الفترة القادمة ،وفى سنة ١٩٩٧ذكر الباحث Arabaان الجيل التالى لمواد العلف ذات القيمة المضافة سوف يكون له تأثير على التصينع الغذائى ومن امثلة هذه الأعلاف الذرة العالية الزيت ،والذرة العالية الليسين ،الذرة عالية المثيونين ،كسب الصويا المنخفضة فى سكرات الاوليجو ،الحبوب النجيلية المنخفضة فى محتواها من حمض الفيتيك ،كسب الصويا العالى فى الليسين او الميثيونين ،كسب الصويا العالى فى حامض اللينوليك او الستياريك.
أولا :انتاج الذرة باستخدام التكنولوجيا الحيوية :
تعتبر الذرة احدى أهم ثلاث محاصيل حبوب فى العالم وقد تم انتاج الاصناف التالية باستخدام
التكنولوجيا الحديثة:
) (١الذرة عالية الزيت High Oil Corn :
بدأت تربية الذرة من اجل المحتوى العالى او المنخفض من الزيت فى جامعة Illinoisفى سنة ١٨٩٦وفى سنة ١٩٩٧ذكر الباحث Arabaان اصناف الذرة العالية الزيت قد انتجت باستخادم التربية الجينية التقليدية واحتوت هذه الاصناف على %٨-٦زيت ولكن ناتج محصولها كان اقل من الاصناف التجارية ،ومن امثلة هذه الاصناف .Galilee 777 ،Optimum والانتاج الرئيسى فى الولايات المتحدة يرتبط بعملية التهجين القمى Topcrossلصنف الذرة Optimumاما صنف الذرة Galilee 777فقد انتج بواسطة طريقة التهجين الخلطى وفى سنة ١٩٩٧ذكر الباحث Arabaان النجاح التجارى لهجن الذرة العالية الزيت مثل صنف الذرة Optimumالعالى الزيت يرجع الى طريقه الانتاج بالهجين القمى والتى ينتج عنها محصول عالى الكمية من حبوب ذرة عالية الزيت ،ولقد تم زراعة حوالى ١.٣-١.٢مليون فدان من الصنف
Optimumالعالى الزيت فى سنة .١٩٩٩
يوضح الجدول ) (٣المحتوى الغذائى لصنف الذرة Optimumالعالى الزيت ،ويحتوى صنف الذرة Optimumالعالى الزيت على %٨٧دهن خام اعلى %٣.٣ ،بروتين خام اعلى بالمقارنة مع الذرة النمطية ،ومن جهة اخرى فان نوعية بروتين الذرة العالية فى الزيت يتحسن لان حجم جنين الذرة يزداد على حساب الاندوسبرم ويحتوى جنين الذرة عل كميات صغيرة جدا من البروتين المنخفض النوعية )زين( وهو بروتين فقير فى الليسين والتربتوفان وتحتوى بروتينات الانوسبرم على
١٦
صفحة 26 الصفحة في PDF
بروفيل الاحماض الدهنية للذرة عالية الزيت الذى يحتوى على حامض اوليك بنسبة. زين%٥٢ العالى فىOptimum يحتوي صنف الذرة. يحسن من ثبات الاكسدة فى لحوم الدواجن%٨ زيادة . بالمقارنة مع الذرة التقليدية%٦٥-٦٠ الزيت علي تركيزات من التوكوفيرول اعلى بنسبة ( مقارنة فى التركيب الكيمائي بين صنفي الذرة٣) جدول Average nutrient comparison of high quality typical dent corn and optimum 80 high oil corn (HOC), proximate composition.
Typical corn
Crude fat, %
Crude protein, %
Crude fiber, %
Ash, %
1
Mean
3.60
8.17
2.08
1.21
Optimum HOC
STD
0.40
0.93
0.38
0.10
Mean
6.73
8.44
2.08
1.30
STD
0.54
0.90
0.50
0.12
Avalues expressed at 87% Dry Matter.
Values are means of samples from 1993 through 1995 productions.
3
AOAC analytical methods.
Araba, 1997
2
( مقارنة فى الأحماض الأمينية بين صنفي الذرة٤) جدول
Comparison of high quality typical dent corn
and Optimum® 80 high oil corn (HOC); Amino Acids
Crude fat, %
Crude protein, %
Lysine, %
Methionine, %
Cystine, %
Tryptophane, %
Threonine, %
Valine, %
Isoleusine, %
Leucine, %
Tyrosine, %
Phenylalanine, %
Alanine, %
Glycine, %
Histidine, %
Arginine, %
Aspartate, %
Glutamate, %
1Avalues expressed at 87% Dry Matter.
Typical corn
Optimum HOC
3.51
7.65
Mean STD
0.248 0.020
0.183 0.018
0.183 0.016
0.059 0.006
0.289 0.024
0.379 0.035
0.276 0.044
0.921 0.133
0.370 0.055
0.814 0.071
0.565 0.065
0.311 0.021
0.240 0.029
0.388 0.035
0.544 0.042
1.416 0.159
6.34
8.02
%P
3.20
2.36
2.37
0.76
3.73
4.90
3.57
11.9
4.79
5.40
7.31
4.02
3.10
5.03
7.03
18.3
2Values are means of samples from 1993 through 1995 productions.
3 AOAC analytical methods.
4% P = Amino acids as a % of crude protein.
Araba, 1997
١٧
Mean
0.274
0.201
0.196
0.065
0.307
0.420
0.305
1.046
0.386
0.416
0.642
0.345
0.264
0.439
0.577
1.572
STD
0.024
0.018
0.016
0.006
0.027
0.035
0.032
0.123
0.043
0.053
0.068
0.024
0.022
0.040
0.046
0.175
%P
3.54
2.60
2.54
0.83
3.98
5.43
3.95
13.5
4.99
5.37
8.30
4.46
3.42
5.68
7.45
20.3
صفحة 27 الصفحة في PDF
( مقارنة فى الأحماض الدهنية بين صنفي الذرة٥) جدول
Comparison of high quality typical dent corn
and optimum 80 high oil corn (HOC); Fatty Acids
Crude fat, %
Crude protein, %
Palmitic, C16:0
Stearic, C18:0
Oleic, C18:1
Linoleic, C18:2
Linolenic, C18:3
Total saturated fatty acids
Total unsaturated fatty acids
Calculated Iodine Value5
10.48
56.35
Typical corn
Optimum® HOC
3.35
7.34
Mean
STD
0.85
2.13
0.33
28.00
2.91
2.80
1.50
0.28
12.61
85.85
131
6.32
7.80
11.22
48.93
Mean
0.32
2.65
34.80
1.46
1.01
13.87
84.74
123
STD
0.32
1.21
0.15
OPTIUMUM® 80 HOC has a different fatty acid profile than conventional high-quality feed corn. The profile of increased oleic acids (8%) and decreased linoleic acids (8%) has been linked to improved oxidative stability of
poultry meat ( Araba, 1997).
( مقارنة فى العناصر المعدنية بين صنفي الذرة٦) جدول Average mineral nutrient composition: comparison of high quality dent corn and optimuma 80 high oil corn (HOC)
N
Ca, %
P, %
Mg, %
S, %
Mn, ppm
Fe, ppm
Cu, ppm
Zn, ppm
Se, ppm
Co, ppm
Typical corn
39
Mean
STD
0.01
0.01
0.24
0.02
0.08
0.01
0.08
0.01
4.60
0.52
20.1
3.5
3.13
0.76
17.4
2.63
0.08
0.05
0.98
0.00
Optimum HOC
65
Mean
STD
0.01
0.01
0.26
0.03
0.09
0.01
0.08
0.01
6.60
3.77
27.6
10.7
5.12
3.92
20.9
3.73
0.09
0.08
1.00
0.01
Mineral content is similar between OPTUMUM® 80 HOC and conventional corn ( Araba, 1997).
١٨
صفحة 28 الصفحة في PDF
جدول ) (٧مقارنة فى الصفات بين صنفي الذرة
Comparison of high quality typical dent corn and Optimuma 80 high oil corn (HOC); Tocopherols and Xanthophylls
Optimum® HOC
25
Mean
STD
Typical corn
5
Mean
STD
34.1
2.87
79.5
2.70
22.6
0.57
46.3
2.11
8.0
0.21
19.5
3.5
0.18
8.5
18.36
N
17.40
)Tocopherol (mg/kg
Alpha
Delta
Gamma
Xanthophyll, (mg/kg)4
( OPTIUMUM® 80 HOC contains 60-65% higher tocopherol concentration compared to conventional corn, probably because of the higher oil content
Araba, 1997).
) (٢الذرة المنخفضة فى املاح الفيتات Low phytate phosphorus corn :
فى سنة ١٩٩٧ذكر الباحث Sitbornان اصناف الذرة الجديدة تحتوى على اقل فوسفور فى صورة املاح الفيتات وتحتوى على المزيد من الفوسفور المتاح وهذه الاصناف تحتوى تقريبا على %٣٥فوسفور فى صورة فيتات و %٦٥فوسفور متاح .والتغذية على هذه الاصناف من الذرة يفيد فى تقليل الفاقد من اخراج الفوسفور فى زرق الدواجن ،وان القيمة المالية الاضافية لفوسفور الذرة المتاح والتى تعتمد على الإحلال محل ملح ثنائى فوسفات الكالسيوم ) ٠.١٣دولار /رطل( اعلى
من الذرة الطبيعية.
وفى سنة ١٩٩٧ذكر الباحث Ertlان تغذية كتاكيت التسمين على مستوى منخفض من الفوسفور فى صورة فيتات يجعل الاستفادة البيولوجية للفوسفور عالية ويزيد من رماد العظام مقارنة بالذرة التقليدية ،كما ان كمية الفوسفور التى تخرج فى زرق الكتاكيت التى تتغذى على نسبة منخفضة من الفوسفور فى صورة فيتات بالذرة كان تقريبا اقل نسبة %٥٠من الطيور التى تتغذى على الذرة
الطبيعية.
) (٣الذرة المنخفضة الفيتات والعالية فى محتوي البروتين:
Low Phytate And High Protein Corn
درس الباحث Douglasسنة ١٩٩٩هضم الفوسفور والاحماض الامينية لاربع اصناف ذرة معدلة جينيا ،وفى هذه الدراسة تم تقيم الذرة المنخفضة فى الفيتات من الصنف Cargillوثلاثة اصناف اخرى معدلة جينيا وهى Illinois Geneticsو Decatureو .Exseedوكانت هذه الاصناف معروفة باسم .Nutri-Denseولقد اظهرت التقديرات الحيوية ان المتاح بيولوجيا من الفوسفور كان أعلى جدا فى أصناف الذرة المنخفضة الفيتات بالمقارنة بالذرة التقليدية ،ومن جهة اخرى لم يختلف معامل هضم الاحماض الامينية بالذرة العالية البروتين معنويا عن الذرة التقليدية وكان هناك تركيز اعلى للأحماض الامينية بسبب محتوى البروتين العالى.
ولقد وجد ان صفتى الفيتات المنخفضة والبروتين العالى فى اصناف الذرة المعدلة لم تتداخل فى التأثير مع هضم الفوسفور او الاحماض الامينية ،وكانت الاستفادة من الاحماض الامينية اكثر
بسبب قلة الفوسفور فى صورة فيتات .
) (٤الذرة المقاومة لمبيدات الحشائش :
هذا الصنف من الذرة يعمل بطريقة مشابهة لصنف فول الصويا المقاوم للحشائش ،كما انه يسمح للمزارع باستخدام مبيدات حشائش معينة وذلك لمكافحة الحشائش التى تسبب اضرار جسيمة،
١٩
صفحة 29 الصفحة في PDF
ويتواجد هذا الصنف حاليا فى الاسواق فى كل من استراليا ،الارجنتين ،كندا ،الاتحاد الاوروبى
واليابان.
) (٥الذرة المقاومة للحشرات :
هذا الصنف المعدل وراثيا يحتوى بداخل خلاياه على بروتين قاتل للآفات ينتج بواسطة احدى انواع البكتريا الموجودة طبيعيا فى التربة ،ويعطى هذا البروتين مقاومة لنبات الذرة طوال الموسم ضد الاصابة بثاقبات الساق ،ويعد استخدام هذا البروتين المعروف باسم Btاحد الوسائل الامنة لمكافحة الآفات على مدى الاربعين سنة الماضية ،ويعنى هذا ان المزارع لن يضطر الى استخدام المبيدات لحماية الذرة من الآفات والتى تسبب اضرار وخسائر فى المحصول فى مناطق عديدة، بالاضافة الى ذلك فأن بروتين Btيعمل على تقليل تراكم المواد السامة الناتجة عن الاصابة ببعض الامراض الفطرية للحبوب المصابة بالآفات ،هذا الصنف متوفر فى الاسواق فى كل من الارجنتين، استراليا ،كندا ،الاتحاد الاوروبى ،اليابان ،هولندا ،حنوب افريقيا ،سويس ار ،المملكة المتحدة ،الولايات
المتحدة الامريكية.
) (٦انخفاض مستوى السموم الفطرية )ميكوتوكسين (Mycotoxinفى الذرة :
تشير الدلائل الى ان منتجات الاغذية والاعلاف المشتقة من الذرة المعدلة وراثيا Bt maizeاكثر امانا من نظيراتها غير المعدلة وراثيا وذلك نتيجة انخفاض مستويات السموم الفطرية )الميكوتوكسين( التى تنتجها بعض الفطريات التى تصيب محاصيل الحبوب والفول السودانى وغيرها فى كل من الحقل والمخزن ،مما يسبب اض ار ار وخسائر فادحة فى المحصول.
واذا كانت الحبوب تفحص بعناية فى الدول الصناعية للتأكد من خلوها من السموم الفطرية الا ان هذا ليس هو الحال فى الدول النامية حيث تنقص الموارد المتاحة وضعف البنية التحتية ،فضلا عن تميزها بالمناخ الدافئ والرطب الذى يعتبر ملائما لتراكم السموم الفطرية ،وتمثل الظروف السيئة فى التخزين خطورة شديدة خاصة اذا تم استهلاك الذرة مباشرة كما فى بعض المناطق مثل جنوب الصحراء الافريقية واجزاء من آسيا وامريكا الوسطى.
وقد نشر مجلس العلوم الزراعية والتكنولوجيا ) (CASTفى الولايات المتحدة الامريكية تقري ار عن الخسائر الناتجة من اصابة الحبوب بالسموم الفطرية والتى تقدر بحوالى بليون دولار سنويا، بالاضافة الى ان تلوث الحبوب بتلك السموم يجعلها غير مطابقة لمعايير الغذاء والعلف ،يقابل ذلك انخفاضا فى سعر الحبوب عند استخدامها كعلف للحيوانات ،اما اذا تم رفضها كعلف فان ذلك
يؤدى الى خسائر افتصادية فادحة.
وتتفاقم المشكلة فى الدول النامية بسبب عدم توفر البرامج اللازمة لدعم ومساعدة المزارعين للأخذ بالمعايير الوقائية لمكافحة السموم الفطرية مما يؤدى الى خفض التصدير والتصنيع وزيادة الفقر، اما فى الدول الصناعية فان الاصابة او الوفاة الناتجة عن السموم الفطرية يعد ناد ار نظ ار لعمليات الفحص والرقابة الدقيقة وفرض القوانين الملزمة المتعلقة بسلامة الغذاء ،وفى دراسة اجريت فى ثلاثة دول اسيوية عن تأثير الافلاتوكسين )احد اهم انواع السموم الفطرية( اوضحت ان السبب الرئيسى للخسائر الاقتصادية نتجت عن التأثير الضار للافلاتوكسين على صحة الانسان ،وعلى النقيض نجد ان انتشار زراعة الذرة المعدلة وراثيا فى كل من الولايات المتحدة الامريكية ،كندا، الارجنتين ،جنوب افريقيا واسبانيا ادت الى انخفاض تركيز تلك السموم الفطرية مقارنة بالذرة غير المعدلة وراثيا وبعض الهجن التجارية ،وقد اوضحت منظمة الأغذية والزراعة ان حوالى ربع كمية الحبوب المنتجة على مستوى العالم اى ما يعادل ١٥٠مليون طن مترى مصابة بالسموم الفطرية.
وقد لاحظ " كاربنتر " وآخرون ) (٢٠٠٢ان هذه السموم الفطرية لو كانت مبيدات للآفات لصنفها
٢٠
صفحة 30 الصفحة في PDF
العلماء على انها اخطرهم جميعا وذلك لسميتها الشديدة ،فهى تسبب التسمم الكبدى فى الارانب والخيول كما تسبب تسمم الاعصاب والقلب والكبد والكلى.
اما المجترات ) الاغنام والماشية ( فقد اصيبت بتسمم فى الكبد والكلى ،كما عانت الخنازير من مشاكل رئوية وتسمم فى القلب والكبد ،وقد تم تصنيف بعض السموم الفطرية فى الذرة كمواد مسببة
للسرطان.
وتعتبر الذرة المعدلة وراثيا Bt maizeمقاومة لثاقبات الذرة الاوروبية ،وتلك الثاقبات تساعد على انتشار جراثيم الفطر " فيو ازريوم " Fusariumمن اوراق الذرة التى تتغذى عليها الى الكيزان حيث تحدث بها ثقوب مما يساعد الفطر على الدخول الى تلك الثقوب والتواجد فى الانسجة المصابة وانتاج السموم الفطرية ،لذا فان مقاومة ثاقبات الذرة الاوروبية تتم بزراعة الذرة المعدلة وراثيا Bt maizeمما يؤدى الى خفض معدل الاصابة بفطر Fusariumوبالتالى لخفض مستويات السموم
الفطرية فى حبوب الذرة.
وفى السنوات السبع الماضية نتج عن زراعة الذرة المعدلة وراثيا فى سبعة دول مقاومة فعالة لثاقبات الذرة الاوروبية ،وثاقبات الذرة الجنوبية الغربية فى الولايات المتحدة الامريكية ،وثاقبات الذرة الاوروبية والبحر متوسطية فى اسبانيا وثاقبات الساق الافريقية وثاقبات الساق المبقعة فى جنوب افريقيا ،وثاقبات الذرة وقصب السكر فى الارجنتين وثاقبات الذرة الاسيوية فى الفلبين ،ان بروتين ) (Cryl Abالذى تنتجه نباتات الذرة المعدلة وراثيا يعطيها قدرة على مقاومة تلك الآفات طوال الموسم مما يؤدى الى خفض مستوى السموم الفطرية فى حبوب الذرة.
أفضلية الذرة المعدلة وراثيا للإستهلاك العالمي :
حازت زراعة الذرة المعاملة وراثيا علي افضل التوقعات العالمية عن غيرها من المنتجات الاخرى
المعدلة وراثيا وذلك لعدة اسباب منها :
• ان الجين Cryl Abالمنقول الى الذرة المعدلة وراثيا يتميز بتأثيره الفعال لمقاومة عدة آفات تصيب الذرة اهمها ثاقبات الساق ،بالاضافة الى مقاومة بعض الآفات الاخرى مثل دودة الورق armywormودودة كيزان الذرة ،earwormوقد ادى نجاح الذرة المعدلة وراثيا الى امكانية زراعتها على مساحة ٤٣مليون هكتار فى سبع دول منذ انتاجها فى عام .١٩٩٦ • ان المنتجات المعدلة وراثيا المحتوية على بكتريا ) (Btاصبحت متواجدة وتحتوى على جين cry3Bblالذى يقاوم دودة جذور الذرة ،Corn rootwormكما تحتوى ايضا على جين crylFa2الذى يزيد من مقاومة الذرة لكل من دودة الورق والدودة القارضة السوداء ،هذا بالاضافة الى وجود خمسة اصناف جديدة معدلة وراثيا وايضا منتجات لجين جديد من المحتمل ظهورها خلال الثلاثة اعوام القادمة ،وتلك الاصناف سوف تؤدى الى وجود التنوع اللازم لاحداث مقاومة اكثر فاعلية على مدى واسع يشمل الآفات الحشرية الرئيسية لنبات الذرة.
• بالاضافة الى المميزات الملموسة للذرة المعدلة وراثيا كوسيلة لمكافحة الآفات ،نجد انه يعتبر غذاء وعلف اكثر امانا من الذرة التقليدية نظ ار لانخفاض مستويات الميكوتوكسين Mycotoxinsحيث ان نسبته توضع فى المقام الأول عند تحديد سلامة الغذاء والعلف.
• عند مقارنة المحاصيل الرئيسية الثلاثة الذرة والقمح والارز ،نجد ان الذرة تتميز بوضوح وتعدد فوائده فى مجال التكنولوجيا الحيوية حيث يتيح نبات الذرة مدى متزايد من الاختيارات ليفى
بالاحتياجات المتعددة الخاصة بالبيئة.
• وتقدر المساحة المنزرعة بالذرة عالميا بحوالى ١٤٠مليون هكتار ،وتنتج ٦٠٠مليون طن مترى كل عام ،ويقدر هذا بحوالى ٦٥بليون دولار سنويا ،كما تقدر الخسائر فى محصول الذرة عالميا
٢١