روشهای بیوتکنولوژی اصلاح گیاهان دارویی

کشت بافت

با تکنیک کشت بافت می توان از یک سلول به یک گیاه کامل دست یافت. در این تکنیک از روشهای جنین زایی ریزازدیادی و اندام زایی استفاده میگردد.استفاده از این تکنیک به همراه موتاسیون باعث سرعت بخشیدن به تکثیر انبوه تولید گیاهان عاری از بیماری انجام کار در تمام طول سال و کاهش هزینه خواهد شد.

اولین مرحله تکثیر قسمت مورد نظر در گیاه می باشد.پس از تعیین دز مناسب و انجام تیمار پرتوتابی و تکثیر دوباره گزینش درشرایط In-vitro با اعمال تیمار تنش صورت میگیرد .گیاهان گزینش شده بعد از انتقال به گلدان جهت سازگاری و تکثیر دوباره جهت سلکسیون انتهایی در مزرعه کشت شده و سپس مورد بررسی های تغییرات زنتیکی قرار خواهند گرفت.

یکی از بخش‌های مهم بیوتکنولوژی “کشت بافت” است که کاربردهای مختلف آن در زمینة گیاهان دارویی، از جنبه‌های مختلفی قابل بررسی است:

باززایی در شرایط آزمایشگاهی ( In-Vitro Regeneration )

تکثیر گیاهان در شرایط آزمایشگاهی، روشی بسیار مفید جهت تولید داروهای گیاهی باکیفیت است. روش‌های مختلفی برای تکثیر در آزمایشگاه وجود دارد که از جملة‌ آنها، ریزازدیادی است. ریزازدیادی فواید زیادی نسبت به روش‌های سنتی تکثیر دارد. با ریزازدیادی می‌توان نرخ تکثیر را بالا برد و مواد گیاهی عاری از پاتوژن تولید کرد. گزارش‌های زیادی در ارتباط با بکارگیری تکنیک ” کشت بافت ” جهت تکثیر گیاهان دارویی وجود دارد. با این روش برای ایجاد کلون‌های گیاهی از تیرة لاله در مدت 120 روز بیش از 400 گیاه کوچک همگن و یک شکل گرفته شد که 90 درصد آنها به رشد معمولی خود ادامه دادند.

برای اصلاح گل انگشتانه، از نظر صفات ساختاری، مقدار بیوماس، میزان مواد مؤثره و غیره با مشکلات زیادی مواجه خواهیم شد ولی با تکثیر رویشی این گیاه از راه کشت بافت و سلول، می‌توان بر آن مشکلات غلبه نمود. چنان‌که مؤسسة گیاهان دارویی بوداکالاز در مجارستان از راه کشت بافت و سلول گل انگشتانه موسوم به آکسفورد، توانست پایه‌هایی کاملاٌ همگن و یک شکل از گیاه مذکور به‌دست آورد.

باززایی از طریق جنین‌‌زایی سوماتیک (غیرجنسی)

تولید و توسعة مؤثر جنین‌های سوماتیک، پیش‌نیازی برای تولید گیاهان در سطح تجاری است. جنین‌زایی سوماتیک فرآیندی است که طی آن گروهی از سلول‌ها یا بافت‌های سوماتیک، جنین‌های سوماتیک تشکیل می‌دهند.

این جنین‌ها شبیه جنین‌های زیگوتی (جنین‌های حاصل از لقاح جنسی) هستند و در محیط کشت مناسب می‌توانند به نهال تبدیل شوند. باززایی گیاهان با استفاده از جنین‌زایی سوماتیک از یک سلول، در بسیاری از گونه‌های گیاهان دارویی به اثبات رسیده است. بنابراین در این حالت با توجه به پتانسیل متفاوت سلول‌های مختلف در تولید یک ترکیب دارویی، می‌توان گیاهانی با ویژگی برتر نسبت به گیاه اولیه تولید نمود. حفاظت گونه‌های گیاهان دارویی از طریق نگهداری در سرما با تکیه بر کشت بافت و سلول می‌توان برای نگهداری کالتیوارهای مورد نظر در بانک ژن یا برای نگهداری طولانی مدت اندام‌های تکثیر گیاه در محیط نیتروژن مایع، اقدام نمود. نگهداری در سرما، یک تکنیک مفید جهت حفاظت از کشت‌های سلولی در شرایط آزمایشگاهی است.

در این روش با استفاده از نیتروژن مایع (196- درجه سانتی‌گراد) فرآیند تقسیم سلولی و سایر فرآیندهای متابولیکی و بیوشیمیایی متوقف شده و در نتیجه می‌توان بافت یا سلول گیاهی را مدت زمان بیشتری نگهداری و حفظ نمود. با توجه به اینکه می‌توان از کشت‌های نگهداری شده در سرما، گیاه کامل باززایی کرد، لذا این تکنیک می‌تواند روشی مفید جهت حفاظت از گیاهان دارویی در معرض انقراض باشد. مثلاً بر اساس گزارشات منتشر شده، روش نگهداری در سرما، روشی مؤثر جهت نگهداری کشت‌های سلولی گیاهان دارویی تولیدکنندة آلکالوئید همچون Rauvollfia serpentine , D. lanalta , A. belladonna , Hyoscyamus spp . است.

این تکنیک، می‌تواند جهت نگهداری طیفی از بافت‌های گیاهی چون مریستم‌ها، بساک و دانة گرده، جنین، کالوس و پروتوپلاست به‌کار رود. تنها محدودیت این روش، مشکل دسترسی به نیتروژن مایع است.

تولید متابولیت‌های ثانویه از گیاهان دارویی

از لحاظ تاریخی، اگرچه تکنیک ” کشت بافت ” برای اولین بار، در سال‌های 1940-1939 در مورد گیاهان به‌کار گرفته‌شد، ولی در سال 1956 بود که یک شرکت دارویی در کشور آمریکا ( Pfizer Inc ) اولین پتنت را در مورد تولید متابولیت‌ها با استفاده از کشت توده‌ای سلول‌ها منتشر کرد. کول و استابو (1967) و هبل و همکاران (1968) توانستند مقادیر بیشتری از ترکیبات ویسناجین ( Visnagin ) و دیوسجنین ( Diosgenin ) را با استفاده از کشت بافت نسبت به حالت طبیعی (استخراج از گیاه کامل) به‌‌دست آورند. گیاهان، منبع بسیاری از مواد شیمیایی هستند که به‌عنوان ترکیب دارویی مصرف می‌شوند.

فرآورده‌های حاصل از متابولیسم ثانویه گیاهی ( Secondary Metabolite ) جزو گرانبهاترین ترکیب شیمیایی گیاهی ( Phytochemical ) هستند. با استفاد از کشت بافت می‌توان متابولیت‌های ثانویه را در شرایط آزمایشگاهی تولید نمود. لازم به‌ذکر است که متابولیت‌های ثانویه، دسته‌ای از مواد شامل اسیدهای پیچیده، لاکتون‌ها، فلاونوئیدها و آنتوسیانین‌ها هستند که به‌صورت عصاره یا پودرهای گیاهی در درمان بسیاری از بیماری‌های شایع به‌کار برده می‌شوند.

راهکارهای افزایش متابولیت‌های ثانویه گیاهی از طریق کشت بافت

1- استفاده از محرک‌های (Elicitors) زنده و غیر زنده‌ای که می‌توانند مسیرهای متابولیکی سنتز متابولیت‌های ثانویه را تحت تأثیر قرار داده و میزان تولید آنها را افزایش دهند. لازم به‌ذکر است که این محرک‌ها در شرایط طبیعی نیز بر گیاه تأثیر گذاشته و باعث تولید یک متابولیت خاص می‌شوند.

2- افزودن ترکیب اولیة (Precursor) مناسب به محیط‌کشت، با این دیدگاه که تولید محصول نهایی در نتیجه وجود این ترکیبات در محیط‌کشت، القاء شود.

3- افزایش تولید یک متابولیت ثانویه در اثر ایجاد ژنوتیپ‌های جدیدی که از طریق امتزاج پروتوپلاست یا مهندسی ژنتیک، به‌دست می‌آیند.

4- استفاده از مواد موتاژن جهت ایجاد واریته‌های پربازده.

5- کشت بافت ریشة گیاهان دارویی (ریشه، نسبت به بافت‌های گیاهی دیگر، پتانسیل بیشتری جهت تولید متابولیت‌های ثانویه دارد).

مثال‌های قابل ذکر آنقدر زیاد است که تصور می‌شود هر ماده‌ای با منشاء گیاهی، از جمله، متابولیت‌های ثانویه را می‌توان به‌وسیلة کشت‌های سلولی تولید کرد:

از جمله ترکیباتی که از طریق کشت سلولی و کشت بافت به تولید انبوه رسیده است،‌ داروی ضد سرطان تاکسول است. این دارو که در درمان سرطان‌های سینه و تخمدان به‌کار می‌رود از پوست تنه درخت سرخدار ( Taxus brevilifolia L. ) استخراج می‌گردد. از آنجایی‌که تولید تاکسول به‌دلیل وجود 10 هستة استروئیدی در ساختار شیمیایی آن بسیار مشکل است و جمعیت طبیعی درختان سرخدار نیز برای استخراج این ماده بسیار اندک است، لذا راهکار دیگری را برای تولید تاکسول باید به‌کار گرفت. در حال حاضر، برای تولید تاکسول از تکنیک کشت بافت و کشت قارچ‌هایی که بر روی درخت رشد کرده و تاکسول تولید می‌کنند،‌ استفاده می‌گردد.

سولاسودین ( Solasodine ) نیز از ترکیبات دیگری است که از طریق کشت سوسپانسیون سلولی گیاه Solanum eleganifoliu به‌دست می‌آید. از جمله متابولیت‌های دیگری که از طریق تکنیک کشت بافت و در مقیاس تجاری تولید می‌شود، شیکونین ( Shikonin ) (رنگی با خاصیت ضد حساسیت و ضد باکتری) است. مثال‌های زیر گویای کارایی تکنیک کشت بافت در تولید متابولیت‌های ثانویه است.

تولید آلکالوئید پیرولیزیدین ( Pyrolizidine ) از کشت بافت ریشة Senecio sp ، سفالین ( Cephaelin ) و امتین ( Emetine ) از کشت کالوس Cephaelis ipecacuanha ، آلکالوئید کوئینولین ( Quinoline ) از کشت سوسپانسیون سلولی Cinchona ledgerione و افزایش بیوسنتز آلکالوئیدهای ایندولی با استفاده از کشت سوسپانسیون سلولی گیاه Catharanthus roseus .

استفاده از بیورآکتورها در تولید صنعتی متابولیت‌های ثانویه

تولید متابولیت ثانویة گیاهی با خصوصیات دارویی در شرایط آزمایشگاهی، فواید زیادی در مقایسه با استخراج این ترکیبات از گیاهان، تحت شرایط طبیعی دارد. کنترل دقیق پارامترهای مختلف، سبب می‌شود که کیفیت مواد حاصل در طول زمان تغییر نکند. درحالی که در شرایط طبیعی مرتباٌ تحت تأثیر شرایط آب و هوایی و آفات است.

تحقیقات زیادی در زمینة استفاده از کشت‌های سوسپانسیون و سلول گیاهی برای تولید متابولیت‌های ثانویه صورت گرفته است. از جمله ابزارهایی که برای کشت وسیع سلول‌های گیاهی به‌کار رفته‌اند، بیورآکتورها هستند. بیورآکتورها، مهمترین ابزار در تولید تجاری متابولیت‌های ثانویه از طریق روش‌های بیوتکنولوژیک، محسوب می‌شوند.
مزایای استفاده از بیورآکتورها در کشت انبوه سلول‌های گیاهی عبارتند از:

1- کنترل بهتر و دقیق‌تر شرایط خاص مورد نیاز برای تولید صنعتی ترکیبات فعال زیستی از طریق کشت سوسپانسیون سلولی

2-امکان تثبیت شرایط در طول مراحل مختلف کشت سلولی در بیورآکتور

3-جابجایی و حمل‌ونقل آسان‌تر کشت (مثلاً، برداشتن مایه‌کوبه در این حالت راحت است)

4-با توجه به اینکه در شرایط کشت سوسپانسیون، جذب مواد غذایی به‌وسیلة سلول‌ها افزایش می‌یابد، لذا نرخ تکثیر سلول‌ها زیاد شده و به‌تبع آن میزان محصول (ترکیب فعال زیستی) بیشتر می‌شود.

5-در این حال، گیاهچه‌ها به آسانی تولید و ازدیاد می‌شوند.

سیستم بیورآکتور برای کشت‌های جنین‌زا و ارگانزای چندین گونة گیاهی به‌کار رفته است که از آن‌جمله می‌توان به تولید مقادیر زیادی سانگئینارین ( sanguinarine ) از کشت سوسپانسیون سلولی Papaver somniferum با استفاده از بیورآکتور، اشاره کرد. با توجه به اینکه بیورآکتورها، شرایط بهینه را برای تولید متابولیت‌های ثانویه از سلول‌های گیاهی فراهم می‌آورند، لذا تغییرات زیادی در جهت بهینه‌سازی این سیستم‌ها، برای تولید مواد با ارزش دارویی (با منشأ گیاهی) همچون جینسنوساید (ginsenoside) و شیکونین صورت گرفته است.

نشانگرهای مولکولی

بخش مهم بعدی دارای کاربرد فراوان در حوزة گیاهان دارویی، “نشانگرهای مولکولی” است. قبل از اینکه به موارد کاربرد نشانگرهای مولکولی پرداخته شود، لازم است دلایل لزوم استفاده از نشانگرهای مولکولی در زمینة گیاهان دارویی ذکر شود:

دلایل استفاده از نشانگرهای مولکولی در زمینة گیاهان دارویی فاکتورهایی همچون خاک و‌ شرایط آب و هوایی، بقای یک گونة خاص و همچنین محتوای ترکیب دارویی این گیاه را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در چنین حالاتی علاوه بر اینکه بین ژنوتیپ‌های مختلف یک گونه تفاوت دیده می‌شود از لحاظ ترکیب دارویی فعال نیز با هم فرق می‌کنند. در هنگام استفادة تجاری، از این گیاه دو فاکتور، کیفیت نهایی داروی استحصالی از این گیاه را تحت تأثیر قرار می‌دهند:

1-تغییر محتوای یک ترکیب دارویی خاص در گیاه مورد نظر

2-اشتباه گرفتن یک ترکیب دارویی خاص با اثر کمتر که از گیاهان دیگر به‌دست آمده است. به‌جای ترکیب دارویی اصلی که از گیاه اصلی به‌دست می‌آید.

چنین تفاوت‌هایی، مشکلات زیادی را در تعیین و تشخیص گیاهان دارویی خاص، با استفاده از روش‌های سنتی (مرفولوژیکی و میکروسکوپی)، به‌دنبال خواهد داشت. برای روشن‌شدن موضوع به مثال زیر توجه کنید:

کوئینون یک ترکیب دارویی است که از پوست درخت سینکونا ( cinchona ) به‌دست می‌آید. پوست درختان سینکونا که در جلگه‌ها کشت شده‌اند، حاوی کوئیونی است که از لحاظ دارویی فعال است. گونه‌های مشابهی از این درخت وجود دارند که به‌روی تپه‌ها و زمین‌های شیبدار رشد می‌کنند و از لحاظ مرفولوژیکی (شکل ظاهری) مشابه گونه‌هایی هستند که در جلگه‌ها رشد می‌کنند، اما در این گونه‌ها کوئیون فعال وجود ندارد.

در طول دهه‌های گذشته، ابزارهایی که برای استانداردسازی داروهای گیاهی به‌وجود آمده‌اند، شامل ارزیابی ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک و همچنین تعیین نیمرخ شیمیایی ( Chemoprofiling ) مواد گیاهی بوده‌اند. قابل ذکر است که نیمرخ شیمیایی، الگوی شیمیایی ویژه‌ای برای یک گیاه است که از تجزیة عصارة‌ آن گیاه به‌وسیلة تکنیک‌هایی چون TLC و HPTLC و HPLC به‌دست آمده است.

ارزیابی ماکروسکوپیک مواد گیاهی نیز بر اساس پارامترهایی چون شکل، اندازه، رنگ، بافت،‌ خصوصیات سطح گیاه، مزه و غیره صورت می‌گیرد. علاوه بر این، بسیاری از تکنیک‌های آنالیز، همچون آنالیز حجمی ( Volumetric Analysis )، کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography )، کروماتوگرافی ستونی ( Column Chromatography ) و روش‌های اسپکتروفتومتریک نیز برای کنترل کیفی و استانداردسازی مواد دارویی گیاهی، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

گرچه در روش‌های فوق، اطلاعات زیادی در مورد یک گیاه دارویی و ترکیبات دارویی موجود در آن فراهم آید، ولی مشکلات زیادی نیز به‌همراه دارد. مثلاً برای اینکه یک ترکیب شیمیایی به‌عنوان یک نشانگر ( Marker ) جهت شناسایی یک گیاه دارویی خاص، مورد استفاده قرار گیرد، باید مختص همان‌گونة گیاهی خاص باشد، در حالی‌که همة گیاهان دارویی، دارای یک ترکیب شیمیایی منحصربه‌فرد نیستند. همچنین بین بسیاری از مولکول‌های شیمیایی که به‌عنوان نشانگر و یا ترکیب دارویی خاص مدنظر هستند، هم‌پوشانی معنی‌داری وجود دارد؛ این موضوع در مورد ترکیبات فنولی و استرولی حادتر است.

یکی از عوامل مهم دیگری که استفاده از نیمرخ شیمیایی را محدود می‌سازد، ابهام در داده‌های حاصل از انگشت‌نگاری شیمیایی (Chemical Fingerprinting) است. این ابهام، در اثر تجمع مواد مصنوعی در پروفیل شیمیایی حادث می‌شود. علاوه بر این، فاکتورهای دیگری، پروفیل شیمیایی یک گیاه را تغییر می‌دهند.

که از جمله این فاکتورها می‌توان فاکتورهای درونی چون عوامل ژنتیکی و فاکتورهای برونی چون کشت، برداشت، خشک‌کردن و شرایط انبارداری گیاهان دارویی را ذکر نمود. مطالعات شیموتاکسونومیکی (طبقه‌بندی گیاهان بر اساس ترکیبات شیمیایی موجود در گیاه) که به‌طور معمول در آزمایشگاه‌های مختلف استفاده می‌شوند، تنها می‌توانند به‌عنوان معیار کیفی در مورد متابولیت‌های ثانویه، مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای تعیین کمی این ترکیبات، استفاده از نشانگرهای ویژه (شیمیایی) که به‌کمک آن به آسانی بتوان گونه‌های گیاهان دارویی را از یکدیگر تشخیص داد، یک الزام است. در این رابطه، همان‌طور که در فوق ذکر شد، در هرگیاه یک نشانگر منحصر به فرد را نمی‌توان یافت.

مشکلی که در شناسایی گونه‌های گیاهان دارویی با استفاده از صفات مرفولوژیک وجود دارد، وجود نام‌های گیاهشناسی متفاوت در مورد یک گیاه در نواحی مختلف جهان است. در این حالت ممکن است گونه‌های گیاهان دارویی نادر و مفید، با گونه‌های دیگری که از لحاظ مرفولوژیکی به گیاه اصلی شبیه‌اند، اشتباه فرض شوند.

بنابراین، با توجه به مشکلات موجود در زمینة شناسایی گیاهان دارویی با استفاده از روش‌های سنتی و با توجه به پیشرفت محققین در زمینة ایجاد نشانگرهای DNA ‌،‌ استفاده از این تکنیک‌های نوین می‌تواند ابزاری قدرتمند در استفاده کارا از گونه‌های مؤثر دارویی محسوب شود. از جمله مزایای این نشانگرها، عدم وابستگی به سن و شرایط فیزیولوژیکی و محیطی گیاه دارویی است. پروفیلی که از انگشت نگاری DNA یک گیاه دارویی به‌دست می‌آید، کاملاً به همان گونه اختصاص دارد. همچنین برای استخراج DNA به‌عنوان مادة آزمایشی در آزمایشات نشانگرهای مولکولی، علاوه بر بافت تازه، می‌توان از بافت خشک نیز استفاده نمود و از این رو، شکل فیزیکی نمونه برای ارزیابی آن گونه، اهمیت ندارد.

نشانگرهای مختلفی بدین منظور ایجاد شده‌اند که از آن جمله می‌توان به روش‌های مبتنی بر هیبریداسیون (مانند RFLP )، روش‌های مبتنی بر RCR (مانند AFLP ) و روش‌های مبتنی بر توالی‌یابی (مانند ITS ) اشاره کرد.

برخی موارد کاربرد نشانگرهای DNA در زمینة گیاهان دارویی

ارزیابی تنوع ژنتیکی و تعیین ژنوتیپ (Genotyping)

تحقیقات نشان داده است که شرایط جغرافیایی،‌ مواد دارویی فعال گیاهان دارویی را از لحاظ کمی و کیفی، تحت تأثیر قرار می‌دهد. بر پایة تحقیقات انجام شده، عوامل محیطی محل رویش گیاهان دارویی در سه محور زیر بر آنها تاثیر می‌گذارد:

1-تاثیر بر مقدار کل مادة مؤثرة گیاهان دارویی

2-تاثیر بر عناصر تشکیل دهندة مواد مؤثره

3-تاثیر بر مقدار تولید وزن خشک گیاه

عوامل محیطی که تاثیر بسیار عمده‌ای بر کمیت و کیفیت مواد مؤثرة آنها می‌گذارد عبارتنداز نور، درجه حرارت، آبیاری و ارتفاع محل. بنابراین نیاز است که به‌دقت این موضوع مورد بررسی قرار گیرد. به این خاطر، بسیاری از محققین، تأثیر تنوع جغرافیایی بر گیاهان دارویی را از لحاظ تغییرات در سطوح مولکول DNA (ژنتیک) مطالعه نموده‌اند. این برآوردها از تنوع ژنتیکی می‌تواند در طراحی برنامه‌های اصلاحی گیاهان دارویی و همچنین مدیریت و حفاظت از ژرم‌پلاسم آنها به‌کار رود.

شناسایی دقیق گیاهان دارویی

از نشانگرهای DNA می‌توان برای شناسایی دقیق گونه‌های گیاهان دارویی مهم، استفاده کرد. اهمیت استفاده از این نشانگرها، به‌ویژه در مورد گونه‌ها و یا واریته‌هایی که از لحاظ مرفولوژیکی و فیتوشیمیایی به هم شبیهند، دوچندان می‌شود. گاهی ممکن است بر اثر اصلاح گیاهان دارویی کالتیوارهایی به‌وجود آید که هر چند از نظر ظاهر با سایر افراد آن‌گونه تفاوتی ندارد ولی از نظر کمیت و کیفیت مواد مؤثره اختلاف‌های زیادی با آنها داشته باشد.

در این حالت اصلاح‌کنندگان چنین گیاهانی باید تمام مشخصات آن کالتیوار را از نظر خصوصیات مواد مؤثره ارایه دهند که شناسایی و معرفی خصوصیات مذکور مستلزم صرف هزینه و زمان زیاد از نظر کسب اطلاعات گسترده دربارة فرآیندهای متابولیسمی گیاه مربوطه است. به‌علاوه امکان تغییرپذیری وضعیت تولید و تراوش مواد مؤثره در مراحل مختلف رویش گیاه همواره باید مورد نظر اصلاح‌کننده قرار داشته‌باشد.

به‌عنوان مثال، از نشانگرهای RAPD و PBR برای شناسایی دقیق گونة P.ginseng در بین جمعیت‌های جینسنگ ( ginseng ) استفاده شده است. همچنین برخی از محققین از یک راهکار جدید به‌نام DALP ( Direct Amplification of Length Polymorphism ) برای شناسایی دقیق Panax ginseng و Panax quinquefolius استفاده کرده‌اند.

انتخاب کیموتایپ‌های (Chemotypes) مناسب به‌کمک نشانگر

علاوه بر شناسایی دقیق گونه‌ها، پیش‌بینی غلظت مادة شیمیایی فعال گیاهی (Active Phytochemical) نیز برای کنترل کیفی یک گیاه دارویی مهم است . شناسایی نشانگرهای (DNA QTL) که با مقدار آن ترکیب دارویی خاص همبستگی دارند، می‌تواند جهت کنترل کیفی و کمی مواد خام گیاهی، مؤثر واقع شود. لازم به‌ذکر است که تنها تفاوت بین کیموتایپ‌های مختلف، مقدار مادة شیمیایی فعال آنها است.

همچنین، پروفیل‌های حاصل از نشانگرهای DNA می‌توانند جهت تعیین روابط فیلوژنتیکی (خویشاوندی) بین کیموتایپ‌های مختلف یک گونه گیاه دارویی به‌کار روند. در سال‌های اخیر مطالعات زیادی به‌منظور تعیین رابطة بین نشانگرهای DNA و تنوعات کمی وکیفی ترکیبات فعال دارویی در بین گونه‌ها و خویشاوندان نزدیک گیاهان دارویی، صورت گرفته و یا در حال انجام است. از طرفی، به‌کارگیری توأم تکنیک‌های مولکولی و تکنیک‌های آنالیزی دیگر، چون TLC و HPLC ، می‌تواند شناخت ما را نسبت به یک گونة دارویی خاص و به تبع آن کنترل کیفی و کمی ترکیب دارویی مورد نظر در سطح صنعتی، افزایش دهد.

به‌عنوان مثال بررسی تنوع ژنتیکی Artemisia annua ، به‌عنوان منبع ترکیب ضد ملاریای آرتمیزینین (artemisinin)، نشان می‌دهد که ژنوتیپ‌های این گیاه در سراسر هند، از لحاظ محتوای این ترکیب (مقدار مادة مؤثرة آرتمزینین)، تنوع نشان می‌دهند. این بررسی با استفاده از نشانگر RAPD (یک نوع نشانگر DNA ) صورت گرفته است.

مهندسی ژنتیک

شاخة بعدی بیوتکنولوژی که در زمینة گیاهان دارویی کاربردهای فراوانی دارد، “مهندسی ژنتیک” است. پیشرفت‌های اخیر در زمینة ژنتیک گیاهی و تکنولوژی DNA نوترکیب، کمک شایانی به بهبود و تقویت تحقیقات در زمینة بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه کرده است.

قسمت اعظمی از تحقیقات در زمینة متابولیت‌های ثانویه، به‌روی شناسایی و دستکاری ژنتیکی آنزیم‌های دخیل در مسیر متابولیکی سنتز یک متابولیت ثانویه، متمرکز شده‌است. ابزار طبیعی که در فرآیند مهندسی ژنتیک و در اکثر گونه‌های گیاهی و بخصوص گیاهان دولپه به‌کار می‌رود، یک باکتری خاکزی به‌نام آگروباکتریوم (Agrobacterium) است. گونه‌های مختلف این باکتری، مهندسان طبیعی هستند که بیماری‌های‌ تومور گال طوقه‌ (Crown Gall Tumour) و ریشة مویی (Hairy Root) را در گیاهان سبب می‌شوند.

تحقیقات نشان داده‌است که ریشه‌های مویی تولید شده به‌وسیلة گونه‌ای از این باکتری به‌نام‌ A. rhizogenes ‌، بافتی مناسب برای تولید متابولیت ثانویه هستند. به علت پایداری و تولید زیاد این بافت‌ها در شرایط کشت عاری از هورمون، تاکنون گونه‌های دارویی زیادی با استفاده از این باکتری تغییر یافته‌اند. که از آن جمله می‌توان به کشت ریشة‌ مویی گیاه دارویی Artemisia annua به‌منظور تولید ترکیب دارویی فعال، اشاره کرد. تحقیقات نشان داده است که شرایط جغرافیایی،‌ مواد دارویی فعال گیاهان دارویی را از لحاظ کمی و کیفی، تحت تأثیر قرار می‌دهد.

بنابراین می‌توان دید که مهندسی ژنتیک می‌تواند به‌عنوان ابزاری قدرتمند جهت تولید متابولیت‌های ثانویة جدید و همچنین افزایش مقدار متابولیت‌های ثانویه موجود در یک گیاه به‌کار رود.

اسب دریایی

تمام اسب های دریایی متعلق به جنس Hippocampus (دم اسبیان) هستند که این کلمه از لغت hippos به زبان یونانی به معنای "اسب" و campus به معنای "هیولای دریایی" می باشد. اسب دریایی متعلق به خانواده Syngnathidae هستند. این کلمه بر گرفته شده از لغت syn به زبان یونانی به معنای "همراه" یا "آمیخته" و کلمه gnathus به معنای "فک ها" است. باقی ماهیان موجود در خانواده Syngnathidae شامل سوزن ماهیان، اسب های سوزنی، و اژدهای دریایی هستند.

تعداد گونه های واقعی اسب های دریایی هنوز مورد بحث است. درطی 200 سال اخیر اسامی بیش از 120 گونه را به عنوان اسب دریایی معرفی کرده اند ولی مشخص شده است که بسیاری از آنها مترادف با گونه های همسان بوده اند. بخشی از مشکلات، مربوط به این می شود که اسب های دریایی می توانند تغییر رنگ دهند و تارهای پوستی خود را به رنگ محیط در آورند.

مشکل دیگر این است که ما نمی دانیم هر کدام از آنها چگونه شکل، اندازه، رفتار خود را تغییر می دهند و زیستگاه، موقعیت جغرافیایی، دما و سن چه تاثیری بر این تغییرات دارند. بسیاری دانشمندان تصور کردند که گونه جدیدی را یافته اند در حالی که فقط اسم گونه ای را که پیش از آن معرفی شده بود تغییر داده اند.

ریخت شناسی و فیزیولوژی :

سر اسب های دریایی نسبت به بدن آنها زاویه قائمه تشکیل می دهد. اسبهای دریایی با پیچیدن دمشان به دور ساقه علف های دریایی، مرجانها، چوب ها و یا هر شیئ طبیعی یا مصنوعی دیگر، خود را در آب نگه می دارند. این ویژگی ها، بعلاوه یک کیسه در انواع جوان، و چشمهایی که مستقل از هم حرکت می کنند مختص به طبیعت منحصر به فرد این ماهیان است. اسب های دریایی بر خلاف اغلب ماهیان، به جای پولک یک لایه نازک پوست دارند که بر روی تعدادی از صفحه های استخوانی کشیده شده است. این صفحه های استخوانی به شکل حلقه هایی در اطراف بدن قابل مشاهده است.این حلقه ها، و برجستگی روی صورت وهمچنین برجستگی تاجی شکل روی سر، در شناسایی گونه ها مورد استفاده قرارمیگیرند. برخی گونه ها علاوه بر این دارای ،برجستگی های استخوانی ویا رشته های پوستی هستند که منشعب از حلقه های استخوانی میباشند. اسبهای دریایی استادان استتار هستند.آنها از طریق تغییر رنگ و تولید رشته های پوستی ، با محیط اطراف آمیخته میشوند. همچنین ممکن است تغییر رنگهای کوتاه مدت درهنگام نمایش حرکات عاشقانه و یا به هنگام سلام های روزانه میان اسبهای دریایی نر و ماده صورت گیرد.

اسبهای دریایی شکم و یا دندان ندارند. آنها توسط پوزه خرطوم مانند خود شکار را می مکند و آنرا به دستگاه گوارش کم بازده خود می رسانند. مانند دیگر ماهیان، از طریق آبشش تنفس میکنند و از اکسیژن آب اطراف خود بهره میگیرند. بر خلاف دیگر ماهیان، آبشش ها کوچک و فشرده است و ساختاری شبیه به انگور دارد. اسب های دریایی با استفاده از نیروی دافعه حاصل از حرکت سریع دمشان در آب حرکت میکنند و از باله های سینه ای دو طرف بدنشان، برای چرخیدن و پایداری استفاده می کنند. آنها با مانور دادن سازگاری بیشتری دارند و نمی توانند سریع شنا کنند.

اندازه :

اندازه گیری اسبهای دریایی از نوک دم تا بالای تاج صورت می گیرد. گونه های مختلف اسب دریایی دارای اندازه های مختلفی هستند. بزرگترین گونه آن مربوط به اسب دریایی استرالیایی (Hippocampus abdominalis) است که طول آن متجاوز از ۳۰ سانتی متر می باشد و طول کوچکترین گونه به ۲ سانتی متر میرسد.

وزن آنها بستگی به مرحله تولید مثلی دارد و هنگامی که حاوی تخم های بالغ هستند و یا هنگامی که حامله هستند وزنشان به مقدار زیادی افزایش می یابد.

پراکندگی و زیستگاه:

صخره های مرجانی، مانگروها و گیاهان دریایی جزء اصلی ترین زیستگاه های اسب های دریایی هستند.
تمامی اسب های دریایی جزء گونه های آبزی هستند و عموما میان گیاهان دریایی، ریشه های مانگروها و صخه های مرجانی در آبهای معتدل کم عمق و آبهای نواحی گرمسیری زیست میکنند. برخی گونه ها مانند اسب دریایی افریقای جنوبی در حال انقراض با نام علمی H.capensis را میتوان همچنین در مصب ها یافت. این گونه می تواند نوسانات شدید شوری آب را تحمل کند اما به هنگام طغیان رودخانه های آب شیرین دارای مرگ و میر فراوانی است.

اسب های دریایی را میتوان در آبهای گرم ساحلی یافت که در نقشه بالا به رنگ تیره مشاهده میکنید.

اسبهای دریایی پراکندگی غیر یکنواختی از عرض جغرافیایی ۵۰ درجه شمالی تا ۵۰ درجه جنوبی دارند. بیشتر گونه ها در آبهای اقیانوس اطلس غربی و اقیانوس هند یافت می شوند.

تفکیک زیستگاه اسب دریایی تهدید بزرگی برای او محسوب می شود چرا که آنها عموما در آبهای کم عمق ساحلی یافت می شوند و این مناطق تحت تاثیر شدید فعالیت های انسانی از جمله صید با دینامیت است. حتی ترمیم مرجان ها نیز ممکن است باعث ایجاد مشکل شود زیرا برخی گونه جلبک ها مانند جلبک Sargassum عموما بر روی مرجان ها رشد می کنند و مانع رسیدن غذا به گونه های دیگر و همچنین تغییر محیط زیستگاه می شوند.

طول عمر و صید :

طول عمر :

طول عمر اسب دریایی ناشناخته مانده است. بیشتر تخمین ها حاصل از مشاهدات آزمایشگاهی و آکواریومی است. طول عمر شناخته شده برای اسب دریایی، یک سال برای گونه های کوچک تر و متوسط ۳ تا ۵ سال برای گونه های بزرگتر می باشد.

خوردن و خورده شدن :

اسب های دریایی شکارچیان حریصی هستند و کاملا بر غذای زنده و متحرک تکیه دارند (مشخصه ای که برای آبزی شناسان تازه کار عجیب به نظر می آید ). آنها صیادانی فرصت طلب هستند . در یک جا ساکن می مانند و منتظر می شوند طعمه به اندازه کافی به آنها نزدیک شود و به سرعت آب آن را با پوزه دراز خود می مکند. چشم های آنها مستقل از هم حرکت میکنند و محدوده دید را به جهت جستجو به حداکثر می رسانند. آنها هر چیز کوچکی را که در شکم خود بتوانند جای دهند، می بلعند.

گمان میرود که اسب های دریایی بالغ، به دلیل استتار فوق العاده ، زندگی ساکن و ستون فقرات و صفحات استخوانی بدمزه شکارچیان کمتری داشته باشند. آنها در شکم ماهیان بزرگ دریایی مانند ماهی تون و ماهی طلایی دریایی یافت شده اند. آنها همچنین توسط سفره ماهیان، سپر ماهیان ،پنگوئن ها و دیگر پندگان دریایی خورده می شوند. حتی یک اسب دریایی را در شکم لاکپشت دریایی دیده اند. احتمالا خرچنگ ها جزء خطرناک ترین صیادان هستند و دم های آسیب دیده اسب های دریایی حاکی از یک فرار ناقص می باشد. اسب های دریایی جوان، بسیار آسیب پذیرند و خوراک ماهیان دیگر می شوند. برای برخی گونه های اسب دریایی، انسان خطرناکترین صیادان به شما میرود.

تولید مثل :

اسب های دریایی نر به جای اسب های دریایی ماده باردار می شوند. این نوع غیر عادی تولید مثل، قوی ترین نمونه از " پرستاری پدرانه " تا کنون کشف شده می باشد، هرچند این خصیصه بر آمده از تمایل بیشتر ماهیان به مراقبت پدرانه است . هشتاد و نه خانواده از 442 خانواده ماهیان استخوانی، مراقبت توسط والدین را نمایش می دهند که تقریبا نیمی از آنها ( 36 ) ، موارد مراقبت توسط جنس نر هستند.

بلوغ جنسی نرها معمولا با ظهور کیسه جنین تعیین میشود. اسب های دریایی نر می توانند در هر زمانی از فصل تولید مثل باردار شوند. زمان فصل تولید مثل در میان گونه های مختلف متفاوت است و به احتمال زیاد ، به دمای آب بستگی دارد. باقی عواملی که احتمالا بر زمان فصل تولید مثل مؤثر هستند عبارتند از فصول بارندگی و چرخه ماه های قمری.

بیشتر گونه های اسب دریایی دارای یک همسر هستند و دارای مقیدات همسرانه می باشند که تا آخر فصل تولید مثل و یا حتی فصل های تولید مثل فراوانی به طول انجامد. هر چند برخی گونه ها ممکن است فاقد این مقیدات باشند. تحکیم مقیدات زناشویی با احوالپرسی های روزانه که با تغییر دادن رنگ ، گشت و گذار با هم و چرخیدن با یکدیگر همراه است، انجام می شود. این رقص ممکن است دقیقه ها طول بکشد و بعد از آن، نر و ماده بقیه روز از هم جدا می شوند. احوالپرسی ها در زمان بارداری نر اتفاق می افتد و حتی گمان میرود به این منظور باشد که نر و ماده اطمینان حاصل کنند که بتوانند همزمان با یکدیگر دوباره جفت شوند. هنگامی که نر زایش می نماید و هنگام جفت گیری فرا میرسد، برخی مواقع تنها چند ساعت بعد ، این احوالپرسی به اظهار عشق مبدل میشود که در یک گونه، نه ساعت به طول می انجامد.

نر و ماده گونه Hippocampus guttulatus دم هایشان را به دور هم می پیچند

اسب دریایی ماده اندام تخمریز خود را به درون کیسه جنین نر وارد میکند و تخم ها را در آن می ریزد که اسب دریایی نر آنها را بارور میکند. تخم های لقاح یافته در دیواره کیسه جاسازی می کنند و یک بافت، آنها را در خود می پوشاند. کیسه همانند رحم یک پستاندار عمل می کند و کاملا پر از مایع جفت می باشد که تخم ها با آن در تماس هستند. این مایع، مواد مغذی و اکسیژن را به جنین در حال رشد می رساند و علاوه بر آن مواد زائد را نیز دور می ریزد. مایع جفت در طی دوران حاملگی دگرگون می شود و از حالتی شبیه به مایعات بدن، به حالتی بیشتر شبیه به آب دریای اطراف تغییر میکند. این تغییر موجب کاهش استرس نوزادان به هنگام تولد می شود.

دوران بارداری بین دو تا چهار هفته متغیر است که این مدت زمان با تغییر دمای آب، کم و زیاد می شود. در پایان دوران بارداری، معمولا در شب، اسب دریایی نر شروع به تقلا میکند و برای ساعت ها ، نوزادان را به بیرون از کیسه جنین پمپاژ می کند. اسب های دریایی جوان بسیار کوچک هستند و از بدو تولد مستقل اند و مراقبت والدین بیشتری دریافت نمی کنند. نوزادان بیشتر گونه ها 12-7 میلی متر اندازه دارند. در اغلب گونه ها تعداد نوزادان به طور میانگین 200-100 عدد است ولی در گونه های کوچکتر میتواند به 5 عدد کاهش یابد و یا اینکه به 1500 عدد برسد

هرس گوجه فرنگی

در کشت گلخانه بوته های گوجه فرنگی معمولاً هرس می گردند پس از کشت نشاء و هدایت عمودی بر روی سیستم اجازه رشد
تا یک متر جوانه انتهایی قطع می گردد . پس از قطع جوانه انتهایی شاخه cm به نشاء داده میشود . پس از رسیدن ارتفاع بوته به ٧٥
های فرعی رشد نموده و پس از تولید خوشه در هر شاخه فرعی این شاخه نیز از انتها سربرداری می گردد . در نتیجه امکان دریافت
نور به داخل بوته ها بیشتر خواهد شد . این نوع هرس بنام هرس تک شاخه ای معروف میباشد .
روش دیگری نیز در هرس وجود دارد که به نام هرس دو شاخه ای می باشد . در ارقام با رشد قوی معمولاً پس از ٤ برگی شدن ،
از بالای برگ چهارم جوانه قطع می گردد و پس از قطع اجازه رشد به دو شاخه فرعی داده میشود . این شاخه های فرعی را بر
هرس یک شاخه ای انجام میگیرد . cm روی دو قیم جداگانه در طرفین هدایت میکنیم و پس از رسیدن این شاخه ها به ارتفاع ٧٥

بزرگتر جلوه دادن منظره

این عمل از طریق راههای بسیاری صورت می گیرد . سطح زمین باغ که به طور یک دست سنگ فرش شده و توسط آجرهای
خوابیده در حاشیه آن که به صورت تیغ ماهی طراحی شده است ، می تواند فضای سبز موجود را بزرگتر جلوه دهد . بهتر است
ناحیه مورد نظر چمن کاری شده و یا با سنگ فرش تقسیم بندی شود . جایی که دارای آب و هوای مرطوب و سرد است ، از
سنگ فرش برای آن منطقه استفاده کنید ، جهت بزرگ نمایی فضای مورد نظر استفاده از گیاه اهمیت بسیار دارد . طرح های
باغهای ژاپنی می توانند الگویی برای طراحی باغهای دیگر باشند و این اصول برای حیات خلوت باغها ، جنبه کاربردی دارد و
اساسًا می توان طرح را طوری پیاده کرد که تسلسل بافت برگها در آن رعایت شده باشند

فضای سبز امروزی

به باور طراحان و نظریه پردازان فضای سبز ، هیچ طرح واقعی در طراحی های فضای سبز امروز وجود ندارد و طرحهای جدید
چیزی جز ترکیب های برآمده از طرحهای قدین نیست . حتی طراحان آمریکائی هم ، با غبانی تزئینی قدیم را ، با تغییراتی ، تنها
توانسته اند به اصطلاح روز آید یا مطابق مد روز جلوه گر سازند . طراح فضای سبز باید با دقت تمام زمینه ها و قابلیتهای منطقه را
از یک سو و از سوی دیگر خواستهای متقاضی را در هم بیامیزد و طرح خود را به بهترین نحو ممکن ار ائه دهد . در این صورت
باید مفاهیم و موارد اصلی مربوط به فضای بیرون را مورد ارزیابی قرار دهد . که این مفاهیم را می توان در دو مورد خلاصه کرد :
١  مردم به روشهای مختلف زندگی می کند ، بنابراین ممکن است در مکانهای مختلف ، کارهای مشابهی انجام دهند .
٢  ترکیب ات درونی منزل ( سقف ، دیوار ، زمین ) را در بیرون خانه نیز می توان ایجاد کرد و در بیرون خانه ، فضایی شبیه درون به
وجود آورد .
برای افزایش بهره دهی فضای سبز بیرونی ، در طراحی آن باید سعی شود حداکثر استفاده از تابش خودشید را برای افراد آن به
ارمغان آورد . محوطه عمومی باید در جلو ساختمان و به اندازه کافی وسیع باشد تا بتواند برای افراد مفید واقع شود

انتخاب گیاهان فضای سبز

بیشترین تأثیر دیداری هر فضای سبز ، در گرو گزینش صحیح گیاهان آن است . انتخابهای نادرست ، گاه بر پایه احساسات و
گاهی هم بر اثر نداشتن آگاهی از مشخصات علمی گیاهان صورت می گیرد . مواردی که در انتخاب گونه ای و عدم انتخاب
گونه دیگر دخالت دارند عبارتند از : گیاه منتخب ، همان باشد که به منظوری خاص در طرح پیشنهاد شده است  بتواند در شرایط
طبیعی موجود نقش خود را ایفا کند  مورد قبول مشتری و کارفرما باشد .
انتخاب گیاهانی خاص در طرح ، بر پایه اصول معماری و مهندسی و زیبا سازی محوطه صورت می گیرد . برای مثال : چنانچه
گیاهی به منظور شکل دهی محوطه بیرونی یا ایجاد چهارچوب یک چشم انداز یا سایه افکنی بر یک پاسیو و یا پوشش دیواری
آجری انتخاب شده باشد ، باید دقت شود که آن گیاه برای آن منظور مناسب است یا نه . اگر مناسب باشد ، در این صورت گیاه
عملکردی معماری خواهد داشت و چنانچه برای هدفهایی نظیر هدایت مسیر عابران ، کاهش وزش باد ، یا کاهش آلودگی محیط
در نظر گرفته شده باشد ، عملکرد آن مهندسی به حساب می آید . آنجا که هدف از کاشت گیاه برخورداری از سایه آن باشد ،
بدیهی است باید از گیاهانی که رشد سریع دارند استفاده شود . گاهی هم ممکن است از هر دو نوع گیاه استفاده شود

فصل پرورش زنبور ها

فصل پرورش زنبورها

فصل پرورش نوزادان در شرایط آب و هوایی معتدل ، به مقدار کم ، از اواسط دیماه شروع شده مرتب توسعه مییابد و اوایل

اردیبهشت به حداکثر خود میرسد. در صورتی که شرایط اجازه دهد، فعالیت تولید مثل آنها ، به همین وضع ، تا اواخر خرداد
ماه ادامه پیدا میکند و از آن به بعد رو به نقصان میگذارد. در ماههای آبان و آذر فعالیت زاد و ولد بکلی متوقف می گردد.
نژادهای مختلف زنبورعسل از این حیث دارای خصوصیات متفاوت هستند. هنگامی که تولید مثل کلنی در حداکثر توسعه خود
میباشد، یک ملکه ممکن است 1500 تا 2000 تخم در روز بگذارد.