برای رسیدن به این منظور یک سیستم اصلاحی تخصصی‌تر شامل جمع‌آوری منابع ژرم پلاسم، روش اصلاحی تلفیقی و سیستم‌های تکاملی صحیح نیاز است. یک سیستم اصلاحی مدرن برپایه بیوتکنولوژی قوی استوار است. در بیوتکنولوژی در قیاس با روش‌های اصلاح سنتی، مزایای بی‌شماری از جمله دوره اصلاحی کوتاه، هدف‌های مشخص اصلاحی که اصلاح‌گر را با روش‌های بیشتر و راحتی کار بیشتر رو به رو می‌کند، وجود دارد. محققان در پژوهشی با عنوان «بیوتکنولوژی در گیاهان زینتی» آورده‌اند، با به کارگیری مهندسی سلولی، مارکرهای مولکولی و تغییرات ژنی می‌توان اصلاح گیاهان زینتی برپایه بیوتکنولوژی مدرن را انجام داد. مهندسی سلولی درگیاهان زینتی بیشتر روی تکثیر سریع و تکنیک‌های ضدعفونی و اصلاح هاپلوئیدی تمرکز دارد.

در این پژوهش که توسط هانیه هادی‌زاده از دانشکده کشاورزی تربیت مدرس تهران و لیلا سمیعی از پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شده، آمده است: نشانگرهای مولکولی می‌توانند به طور مستقیم تنوع ژنتیکی در سطح مولکول DNA را براساس چند شکلیDNA  در گیاهان مختلف منعکس کنند. گیاهان زینتی متعددی از جمله رز، گل جعفری پابلند، اطلسی، داوودی و کالادیوم توسط نشانگرهای مولکولی مختلف به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی یا روابط آن‌ها آنالیز شده‌اند. خصوصیات متعددی در گیاهان زینتی از جمله رنگ گل، عطر، خصوصیات ظاهری گیاه، شکل گل، زمان گلدهی، مقاومت به تنش‌های زیستی و غیر زیستی و عمر پس از برداشت می‌توانند از طریق تغییرات ژنی اصلاح شوند.

معرفی ارقام جدید با خصوصیات زینتی و زراعی اصلاح شده، یک نیاز ضروری است

بنابراین، معرفی ارقام جدید با خصوصیات زینتی و زراعی اصلاح شده، جهت افزایش توان رقابتی یک نیاز ضروری است. برای رسیدن به این منظور یک سیستم اصلاحی تخصصی‌تر شامل جمع‌آوری منابع ژرم پلاسم، روش اصلاحی تلفیقی و سیستم‌های تکاملی صحیح نیاز است. بیوتکنولوژی مدرن از دهه ۱۹۸۰ با تولید میکروارگانیزم‌های تراریخته و دستکاری شده ژنتیکی و با به کارگیری مهندسی سلولی، مارکرهای مولکولی و تغییرات ژنی به وجود آمد. به منظور گسترش تنوع ژنتیکی می‌توان از طریق استراتژی‌های اصلاحی مناسب و در دسترس برای هر گیاه زینتی اقدام کرد.

محققان می‌گویند، با استفاده از بیوتکنولوژی گیاهی و ابزارهایی از جمله کشت بافت، تکنیک نجات جنین، تغییرات ژنتیکی و امتزاج پرتوپلاست می‌توان دامنه تنوع ژنتیکی را افزایش داد و ژرم پلاسم جدید را در اختیار اصلاح‌گران گیاهان زینتی قرار داد. تاکنون هیبریدهای درون‌گونه‌ای در میان گروه‌های مختلف گیاهی از جمله کالانکوئه، پامچال و بگونیا به کمک تکنیک نجات جنین تولید شده است. بعضی از این محصولات هیبریداسیون درون گونه‌ای به منظور تولید ارقام تجاری در دسترس استفاده شده‌اند. هیبریدهای سوماتیکی نیز در میخک و پامچال براساس سیستم‌های باززایی گیاهی تولید شدند. همچنین سیستم‌های ترنسفورماسیون ژنتیکی با موفقیت در بعضی گیاهان زینتی از جمله اطلسی، لیلیوم، کوکب، بگونیا، پامچال، شب بو و ارکیدها پایه‌گذاری شده است.

با استفاده از سیستم‌های تغییر ژنتیکی، گیاهان تراریخت با صفات برتر زینتی از جمله پاکوتاهی در ارکیده فالنوپسیس، مقاومت به حشرات در شب بو، کوکب آبی، فالنوپسیس آبی تولید شده‌اند. براساس این نتایج، می‌توان آینده روشنی را در مورد کاربرد بیوتکنولوژی در اصلاح گیاهان زینتی متصور شد.

مهندسی سلولی درگیاهان زینتی بیشتر روی تکثیر سریع و تکنیک‌های ضدعفونی و اصلاح هاپلوئیدی تمرکز دارد. تکثیر سریع گیاهان و تکنیک‌های عاری از ویروس، می‌تواند باعث تولید مواد گیاهی به مقدار زیاد با کیفیت عالی شود که در صنعت تولید دانهال به طور گسترده به کار می‌رود. دراصلاح هاپلوئیدی، نه تنها می‌توانیم به گونه‌های جدید دسترسی پیدا کنیم، بلکه می‌توانیم هموزایگوسیتی را از طریق دوبل کردن القاء کنیم.

گیاهان زینتی هاپلوئید می‌توانند واریته‌هایی با خصوصیت پاکوتاهی مثل شمعدانی هاپلوئید واریته Klein Liebling   را در اختیار اصلاحگر قرار دهند. یک هاپلوئید کامل از Rosa Hybrida واریته Sonia به وسیله کشت دانه گرده تولید شد. از طرف دیگر گیاهان هموزایگوت می‌توانند به وسیله دوبل کردن هاپلوئیدها در طی یک بازه زمانی کوتاه به دست آیند و این می‌تواند پروسه اصلاح گیاه را تسریع کند، به عنوان مثال لیلیوم هموزایگوت از طریق کشت بافت گرده و دوبل کردن هاپلوئید از بذرگیاه، تغییر پروتئین هیستون خاص ساترومرCENH  است. در باغبانی، گیاهان پلی پلوئید به شکل گسترده‌ای به دلیل دارا بودن خصوصیات زینتی اصلاح شده‌شان از جمله گل‌های بزرگتر، افزایش ضخامت گلبرگ‌ها و افزایش مقاومت به سرما به کار می‌روند.

ساخت نقشه ژنتیکی گیاهان زینتی، خصوصیات مهم روی نقشه ژنتیکی واقع شده باشد را سرعت می‌بخشد

 پژوهشگران می‌گویند، نشانگرهای مولکولی می‌توانند به طور مستقیم تنوع ژنتیکی در سطح مولکول DNA را براساس چندشکلیDNA در گیاهان مختلف منعکس کنند. کاربرد نشانگرهای مولکولی برای شناسایی ارقام در گیاهان زینتی به طور گسترده‌ای گزارش شده است، به عنوان مثال در میخک، گونه‌های رز، بنت قنسول، آنتوریوم و داوودی. گیاهان زینتی متعددی توسط نشانگرهای مولکولی مختلف به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی یا روابط آن‌ها آنالیز شدند. ساخت نقشه ژنتیکی گیاهان زینتی، پروسه اصلاح خصوصا زمانی که بعضی خصوصیات مهم روی نقشه ژنتیکی واقع شده باشد را سرعت می‌بخشد.

تغییرات ژنی، ژن‌های خارجی را که موجب بروز یک صفت خاص در گونه میزبان می‌شود را معرفی می‌کند و در حال حاضر بیش از ۲۰ گونه از گیاهان زینتی تراریخت وجود دارند، به عنوان مثال اطلسی تراریخت با رنگ گل تغییر یافته که در سال ۱۹۸۷ تجاری شد و توانست موفقیت زیادی در بازار فروش به دست آورد. خصوصیات متعددی در گیاهان زینتی از جمله رنگ گل (اطلسی، رز، میخک، میمون، ژربرا و لیسیانتوس)، عطر (میخک، رز)، خصوصیات ظاهری گیاه (اطلسی، داوودی)، شکل گل (ارکیده، لیلیوم)، زمان گلدهی (داوودی، ارکیده)، مقاومت به تنش‌های زیستی (داوودی، میخک) و غیر زیستی (لیلیوم،داوودی) و عمر پس از برداشت (داوودی، رز، اطلسی) از طریق تغییرات ژنی اصلاح شده‌اند.

براساس این پژوهش، بیوتکنولوژی هر روز به یافته‌های جدیدی دست پیدا می‌کند و متخصصان باغبانی به خصوص گیاهان زینتی باید از این تکنولوژی‌های جدید و تخصص خود در این زمینه بهره ببرند و موجبات توسعه علم در زمینه زینتی و صنعت تولید گیاهان زینتی شوند. نخست، کاربرد بیوانفورماتیک در گیاهان زینتی می‌تواند بسیار ارزشمند باشد. توالی یابی و آنالیز ژنوم، ترنسکریپتوم و پروتئوم در گیاهان، اطلاعات ژنتیکی زیادی از رشد و نمو آن‌ها را آشکار می‌کند. پایگاه داده‌ای EST  به تدریج در حال افزایش است و توالی‌یابی گسترده ترنسکریپتوم که بیان ژن‌ها را در محل‌های خاص و زمان‌های معین آشکار می‌کند، مزایای بیشتری نسبت به میکرواری دارد. ثانیا باید روش‌های جدید برای شناسایی عملکرد ژن ابداع شوند.

روش ژنتیک معکوس approach genetic  reverse  برای شناسایی عملکرد ژن‌های گیاهان زینتی با پیشینه مبهم می‌تواند به کار رود. به علاوه، تنظیم اپی ژنتیک در بسیاری از فرآیندها از جمله انتقال از مرحله رویشی به زایشی، خواب بذر، نمومریستم انتهایی، عکس العمل به تنش از طریق متیلاسیون DNA، remodeling chromatin و RNA غیر کد شونده دخالت دارد. مکانیزم تنظیم کننده‌ای اپی ژنتیک درگیر در نمو گیاهان زینتی تدریجا آشکار خواهد شد. در نتیجه، اصلاحگران می‌توانند ارقام بیشتری از گیاهان زینتی با خصوصیات اصلاح شده معرفی کنند و در نهایت توسعه باغبانی زینتی صورت خواهد گرفت.

این پژوهش در کنفرانس پژوهش و فناوری گیاهان دارویی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی ارائه شد.

انتهای پیام