هسته‌ای در کشاورزی ــ ۸۲ |تولید ذرت مقاوم به آفات

خبرگزاری تسنیم؛ گروه اقتصادی ــ ذرت یکی از محصولات استراتژیک جهان است که به‌دلیل اهمیت تغذیه‌ای و اقتصادی، همواره مورد توجه کشاورزان و پژوهشگران قرار گرفته است. آفات و بیماری‌ها، سالانه حجم قابل توجهی از محصول را از بین می‌برند و تولید پایدار را تهدید می‌کنند. فناوری هسته‌ای، به‌ویژه استفاده از پرتوهای یونیزان و روش‌های نوترونی، امکان ایجاد و اصلاح ژن‌های ذرت را فراهم می‌کند تا مقاومتی طبیعی در برابر آفات ایجاد شود. این فناوری بهره‌وری را افزایش می‌دهد، مصرف سموم شیمیایی را کاهش داده و به حفظ محیط زیست کمک می‌کند. با استفاده از روش‌های هسته‌ای، پژوهشگران قادرند ژنوتیپ‌هایی با مقاومت بالاتر و عملکرد بهتر تولید کنند که پاسخگوی نیازهای کشاورزی پایدار باشد.

بیشتر بخوانید

هسته‌ای در کشاورزی ــ ۷۸ |جلوگیری از فساد سویا در انبار

هسته‌ای در کشاورزی ــ ۷۹ |اصلاح پنبه برای عملکرد بیشتر

ضرورت و اهمیت توسعه ذرت مقاوم به آفات

ذرت، به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین منابع غذایی و علوفه‌ای، همواره در معرض تهدیدات ناشی از آفات مانند کرم ساقه‌خوار و کرم برگ‌خوار است. این آفات باعث کاهش عملکرد تا ۳۰٪ در برخی مناطق می‌شوند. علاوه‌بر این، افزایش جمعیت جهانی و تغییرات اقلیمی فشار بر تولید غذا را تشدید می‌کند. تولید ذرت مقاوم به آفات با استفاده از فناوری هسته‌ای، راهکاری پایدار و مقرون‌به‌صرفه برای کاهش تلفات و افزایش امنیت غذایی ارائه می‌دهد. این فناوری به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه که دسترسی محدود به سموم شیمیایی دارند، اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند.

معرفی و اصول کلی فناوری هسته‌ای در کشاورزی

فناوری هسته‌ای در کشاورزی، شامل استفاده کنترل‌شده از پرتوهای یونیزان (مانند اشعه گاما و X) و نوترون‌ها برای تغییر DNA گیاهان است. این روش که به “تکامل هدایت‌شده” یا mutation breeding معروف است، بدون ایجاد موجودات دستکاری‌شده ژنتیکی، می‌تواند صفات مطلوب مانند مقاومت به آفات، خشکی یا شوری را در گیاهان ایجاد کند. اصول کلی شامل تابش سلول‌های گیاهی یا بذرها با دوز مشخص پرتو، ارزیابی تغییرات ژنتیکی و انتخاب بهترین ژنوتیپ‌ها است. این روش مزیت‌های زیادی نسبت به اصلاح سنتی دارد، زیرا فرایند ایجاد تنوع ژنتیکی و انتخاب صفات دلخواه را سریع‌تر و هدفمندتر می‌کند.

اجزای اصلی سیستم تولید ذرت مقاوم به آفات

سیستم تولید ذرت مقاوم به آفات مبتنی بر فناوری هسته‌ای شامل چند جزء کلیدی است: اول، مرکز تشعشعات هسته‌ای برای ایجاد تغییرات ژنتیکی؛ دوم، آزمایشگاه‌های مولکولی برای تحلیل DNA و شناسایی ژن‌های مقاوم؛ سوم، مزارع پایلوت برای آزمایش عملکرد و مقاومت ژنوتیپ‌ها در شرایط واقعی؛ و چهارم، مراکز ارزیابی و تولید بذور تجاری. هماهنگی بین این اجزا، موجب اطمینان از ایجاد گونه‌های مقاوم با بازده بالا و کیفیت مناسب می‌شود. این ساختار تضمین می‌کند که هر مرحله از فرایند از ایمنی و دقت علمی بالایی برخوردار باشد.

انواع کاربردهای فناوری هسته‌ای در ذرت

فناوری هسته‌ای در ذرت به چندین شکل کاربرد دارد: افزایش مقاومت به آفات و بیماری‌ها، افزایش تحمل به خشکی و شوری، ارتقای کیفیت دانه و بهبود عملکرد. علاوه‌بر این، پرتوهای هسته‌ای می‌توانند صفات فیزیکی مانند اندازه و شکل دانه را تغییر دهند تا سازگاری با بازار و صنایع غذایی افزایش یابد. این روش به‌ویژه برای تولید ذرت مقاوم به کرم ساقه‌خوار، کرم برگ‌خوار و سایر آفات کلیدی مفید است، زیرا امکان ایجاد مقاومت طبیعی بدون استفاده از سموم شیمیایی را فراهم می‌کند.

استانداردها و دستورالعمل‌های ملی و بین‌المللی

تولید ذرت مقاوم به آفات با فناوری هسته‌ای تحت چارچوب‌های قانونی و دستورالعمل‌های متعدد قرار دارد. سازمان بین‌المللی انرژی اتمی (IAEA) و سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (FAO) دستورالعمل‌هایی برای ایمنی تابش، ارزیابی ریسک و تایید بذور صادر می‌کنند. همچنین، بسیاری از کشورها مقررات ملی برای تایید ژنوتیپ‌های جدید دارند که شامل ارزیابی محیط‌زیستی، سلامت انسان و کارایی محصول است. رعایت این استانداردها، اطمینان از ایمنی و کیفیت محصول و پذیرش بین‌المللی آن را تضمین می‌کند.

 تأثیرات اقتصادی تولید ذرت مقاوم به آفات

تولید ذرت مقاوم به آفات می‌تواند اثرات اقتصادی گسترده‌ای داشته باشد. کاهش خسارت آفات موجب افزایش عملکرد و درآمد کشاورزان می‌شود. مصرف کمتر سموم شیمیایی هزینه‌های تولید را کاهش داده و تاثیرات منفی محیط زیستی را کم می‌کند. در کشورهای در حال توسعه، افزایش بهره‌وری می‌تواند امنیت غذایی را تقویت کند و وابستگی به واردات را کاهش دهد. مطالعات نشان می‌دهد که هر درصد افزایش مقاومت به آفات، به‌طور متوسط ۵–۷٪ افزایش درآمد کشاورزان را به‌دنبال دارد.

فرایند و روش انجام راهکار

فرایند تولید ذرت مقاوم به آفات شامل مراحل زیر است: انتخاب ژنوتیپ اولیه، تابش بذرها یا بافت‌های گیاهی با دوز مشخص اشعه، رشد و ارزیابی تغییرات ژنتیکی، انتخاب صفات مطلوب و آزمایش عملکرد در مزارع پایلوت. پس از تایید ژنوتیپ‌های مقاوم، تولید بذور تجاری آغاز می‌شود. این فرایند چندمرحله‌ای به‌گونه‌ای طراحی شده است که از دقت و ایمنی بالایی برخوردار باشد و بتواند صفات مقاومتی را به‌صورت پایدار در نسل‌های بعد حفظ کند

مزایای این روش نسبت به روش‌های سنتی

فناوری هسته‌ای نسبت به روش‌های سنتی اصلاح گیاه، چند مزیت کلیدی دارد: سرعت بالاتر در ایجاد تنوع ژنتیکی، امکان هدفمند کردن صفات مقاومتی، کاهش نیاز به سموم شیمیایی، و کاهش وابستگی به شرایط محیطی برای موفقیت اصلاح. علاوه‌بر این، این روش می‌تواند صفات ترکیبی، مانند مقاومت به چندین آفت و تحمل به شرایط نامساعد، را در یک ژنوتیپ ایجاد کند، چیزی که در اصلاح سنتی زمان‌بر و پیچیده است.

 چالش‌ها و محدودیت‌ها

با وجود مزایا، فناوری هسته‌ای در کشاورزی با چالش‌هایی همراه است. نیاز به تجهیزات پیشرفته، تخصص فنی، سرمایه‌گذاری بالا و زمان طولانی برای ارزیابی و انتخاب ژنوتیپ‌ها از محدودیت‌هاست. همچنین، پذیرش اجتماعی و نگرانی‌های زیست‌محیطی می‌تواند سرعت توسعه را کاهش دهد. علاوه‌بر این، تغییرات ژنتیکی ممکن است آثار جانبی غیرمنتظره‌ای ایجاد کنند که نیازمند بررسی‌های دقیق مولکولی و محیطی است.

اثر فناوری هسته‌ای در رفع چالش‌های کشاورزی

فناوری هسته‌ای می‌تواند بسیاری از چالش‌های سنتی کشاورزی را حل کند. با تولید ذرت مقاوم به آفات، کشاورزان نیاز کمتری به سموم شیمیایی دارند، که هم هزینه‌ها کاهش می‌یابد و هم آسیب زیست‌محیطی محدود می‌شود. همچنین، این فناوری می‌تواند مقاومت به شرایط اقلیمی نامساعد مانند خشکی و شوری را در ذرت افزایش دهد، که در مناطق حساس از نظر آب و خاک اهمیت بالایی دارد. در مجموع، فناوری هسته‌ای ابزاری مؤثر برای افزایش بهره‌وری و پایداری کشاورزی فراهم می‌کند.

پیشرفت‌های نوین در توسعه ذرت مقاوم به آفات

در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های مولکولی و بیوتکنولوژی با فناوری هسته‌ای ترکیب شده است. استفاده از روش‌های توالی‌یابی ژنوم، CRISPR و نشان‌گذاری مولکولی به پژوهشگران اجازه می‌دهد تا جهش‌های ایجادشده توسط تابش را سریع‌تر شناسایی کنند و ژنوتیپ‌های مقاوم را با دقت بیشتری انتخاب کنند. این ترکیب باعث کاهش زمان توسعه و افزایش کارایی می‌شود.

آینده‌شناسی و توصیه‌ها برای توسعه پایدار

آینده فناوری هسته‌ای در کشاورزی روشن به نظر می‌رسد، اما نیازمند سرمایه‌گذاری، آموزش و پذیرش اجتماعی است. توصیه می‌شود دولت‌ها و مؤسسات پژوهشی روی توسعه زیرساخت‌ها، آموزش کشاورزان و ایجاد شبکه‌های بین‌المللی همکاری تمرکز کنند. همچنین، ترکیب فناوری هسته‌ای با کشاورزی دقیق و پایدار می‌تواند بازدهی بیشتری ایجاد کند.

همچنین تحقیق و توسعه (R&D) نقش کلیدی در بهبود کیفیت و کارایی ذرت مقاوم به آفات دارد. مطالعات مولکولی و آزمایشگاهی کمک می‌کند تا ژن‌های مقاوم شناسایی شوند و گونه‌های با عملکرد بالا تولید شوند. همکاری بین مراکز تحقیقاتی، دانشگاه‌ها و صنعت برای توسعه سریع‌تر و کارآمدتر ضروری است.

تأثیر محیط زیست و تغییرات اقلیمی

با تغییرات اقلیمی و افزایش دمای جهانی، فشار بر تولید ذرت افزایش یافته است. فناوری هسته‌ای با ایجاد ژنوتیپ‌های مقاوم به خشکی و آفات، امکان تولید پایدار را فراهم می‌کند. این روش می‌تواند اثرات منفی تغییرات اقلیمی را کاهش دهد و امنیت غذایی را در مناطق آسیب‌پذیر تضمین کند.

ایمنی و ارزیابی مخاطرات

ایمنی و ارزیابی ریسک، بخش مهمی از تولید ذرت مقاوم به آفات است. قبل از تجاری‌سازی، آزمایش‌های محیطی، آزمایشگاه‌های مولکولی و ارزیابی سلامت انسان انجام می‌شود. این فرایند تضمین می‌کند که گونه‌های جدید نه‌تنها مقاوم و پربازده هستند، بلکه هیچ اثر منفی زیست‌محیطی یا انسانی ندارند.

همکاری‌های بین‌المللی و شبکه‌های علمی

سازمان‌های بین‌المللی مانند IAEA و FAO، شبکه‌های علمی و آموزشی برای انتقال دانش و فناوری فراهم کرده‌اند. این همکاری‌ها شامل تبادل ژنوتیپ‌ها، آموزش کارشناسان و توسعه پروژه‌های مشترک است. همکاری‌های بین‌المللی باعث افزایش سرعت توسعه فناوری و کاهش هزینه‌ها می‌شود.

آموزش و ترویج فناوری در میان کشاورزان

آموزش کشاورزان برای استفاده از فناوری هسته‌ای حیاتی است. این آموزش شامل نحوه کاشت، مدیریت مزرعه، ارزیابی عملکرد و ایمنی زیست‌محیطی است. ترویج فناوری به‌صورت دوره‌های آموزشی، کارگاه‌ها و ارائه اطلاعات علمی به کشاورزان کمک می‌کند تا به‌طرز مؤثر و ایمن از گونه‌های مقاوم استفاده کنند.

جمع‌بندی

فناوری هسته‌ای ابزار مؤثری برای تولید ذرت مقاوم به آفات و افزایش بهره‌وری کشاورزی است. این روش مزایای اقتصادی، محیط‌زیستی و اجتماعی قابل توجهی دارد و می‌تواند امنیت غذایی را تقویت کند. با سرمایه‌گذاری مناسب، توسعه تحقیق و آموزش کشاورزان، می‌توان آینده‌ای پایدار و مقاوم برای کشاورزی ایجاد کرد.

——

منابعی برای مطالعه بیشتر

1. FAO. (2022). Nuclear Techniques in Crop Improvement. Food and Agriculture Organization of the United Nations.
2. IAEA. (2021). Mutation Breeding for Crop Resistance. International Atomic Energy Agency.
3. Prakash, C. S., & Suresh, C. (2020). Advances in Crop Protection through Mutation Breeding. Springer.
4. Bhat, B., et al. (2019). Importance of Pest-Resistant Maize Varieties. Journal of Agricultural Science, 11(3), 112–۱۲۵.
5. IAEA. (2020). Radiation-Induced Mutation Breeding in Crops. International Atomic Energy Agency.
6. Ahloowalia, B. S., et al. (2004). Global Impact of Mutation Breeding in Food and Agriculture. Euphytica, 135, 187–۲۰۴.
7. FAO. (2019). Radiation and Biotechnology in Crop Improvement.
8. IAEA. (2018). Infrastructure for Mutation Breeding in Developing Countries.
9. Mutawila, C., et al. (2018). Mutation Breeding of Maize for Pest Resistance. Crop Science, 58(4), 1523–۱۵۳۴.
10. IAEA. (2021). Nuclear Techniques in Maize Improvement.
11. FAO & IAEA. (2020). Guidelines for Mutation Breeding and Seed Release.
12. OECD. (2018). Safety Assessment Frameworks for New Crop Varieties.
13. Pray, C. E., et al. (2015). Economic Impacts of Pest-Resistant Crops in Developing Countries. Agricultural Economics, 46(5), 593–۶۰۷.
14. FAO. (2018). The Economics of Crop Improvement.
15. IAEA. (2020). Mutation Breeding: Methods and Protocols.
16. Ahloowalia, B. S., et al. (2004). Global Impact of Mutation Breeding.
17. Bhat, B., et al. (2019). Advantages of Mutation Breeding over Conventional Methods.
18. FAO. (2021). Nuclear Techniques in Agriculture.
19. IAEA. (2019). Challenges in Mutation Breeding for Crop Improvement.
20. FAO. (2020). Constraints in Adopting Nuclear Techniques in Agriculture.

انتهای پیام/