کاربرد مهندسی ژنتیک در مقاومت به ریزش دانه در کلزا

کلزا یکی از گیاهان مهم روغنی است که در سال‌های گذشته کشت آن در ایران توسعه زیادی پیدا کرده است. گیاهان خانواده براسیکاسه به‌طور معمول دانه‌های خود را به‌وسیله سازوکار شکستن غلاف پراکنده می‌کنند. اگر چه باز شدن غلاف یک سازوکار مفید برای پراکندگی دانه‌ها در طبیعت است، یکی از بزرگترین مشکلات زراعت کلزا محسوب می‌شود. در صورتی‌که برداشت به تأخیر بیافتد ریزش دانه می‌تواند تا 50 درصد عملکرد محصول را کاهش دهد. باز شدن غلاف از نظر مورفولوژیک با شکل منطقه شکوفایی در غلاف در ارتباط است. منطقه شکوفایی از یک لایه‌ی چند سلولی تشکیل شده است که دیواره میانی(replum) را از مرز پریکارپ پوشش غلاف (silique valve) جدا می‌سازد. به‌تازگی تعدادی از ژن‌ها مانند FUL، SHP، IND، ALC و RPL در آرابیدوپسیس به‌عنوان گیاه مدل و کلزا شناسایی شده‌اند که در شکل‌گیری و تنظیم منطقه باز شدن غلاف شرکت دارند. افزایش بیان برخی از این ژن‌ها مانند FUL و RPL اثر مثبت بر ایجاد مقاومت به ریزش دارند و افزایش بیان برخی دیگر مانند SHP1، SHP2، IND و ALC اثر منفی بر مقاومت به ریزش دانه در کلزا دارند. با استفاده از روش‌های علم مهندسی ژنتیک می‌توان میزان بیان هر یک از این ژن‌ها را تغییر داد و در نهایت گیاهان مقاوم به ریزش تولید کرد. با توجه به اینکه روش‌های زراعی کاهش ریزش دانه در این گیاه تا به حال مؤثر نبوده‌اند و گاهی باعث کاهش کیفیت روغن استحصال شده نیز شده‌اند به نظر می‌رسد مؤثرترین راه مقابله با این مشکل استفاده از روش‌های مهندسی ژنتیک جهت افزایش یا کاهش بیان ژن‌های مؤثر در این صفت است که در این مقاله ابتدا به توضیح اثر هر یک از این ژن‌ها و اثرات متقابل بین آن‌ها پرداخته می‌شود و سپس روش‌های مؤثر مهندسی ژنتیک جهت افزایش مقاومت به ریزش دانه در کلزا توضیح داده خواهند شد.