ما هو امتلاك النبات جيناً

بسم الله الرحمن الرحيم


ما هو امتلاك النبات جيناً

ما هو امتلاك النبات جيناً









المفهوم الذي يطلق على امتلاك النبات جيناً سائدًا وآخر متنحيًا هو التهجين.
عملية التهجين تتم بين كائنين متباعدين وراثيًا عن بعضهما، سواء كانت عملية التهجين تمت بشكل طبيعي او اصطناعي، والتهجين لا يغير التركيب الجيني للفرد وإنما يخلق تباين واختلاف عن طريق إنتاج جيل جديد.
لذلك نجد جين سائد وجين متنحي في الجيل الجديد من عملية التهجين فنجد صفات سائدة غالبة في الظهور على الصفات المتنحية وذلك لأنه لا يوجد تماثل في الجينين.
والتهجين هو تكاثر بين كائنين مختلفين من أنواع مختلفة وراثيًا، ويتم التهجين الاصطناعي في النباتات لإنتاج جيل وراثي جديد يتمتع بصفات جديدة مثل: مقاومة الآفات وإمكانات إزهار عالية بين النباتات.
كما ان أهمية التهجين تكمن في الحاجة إلى أنماط جينية متغايرة لتحسين التركيب الوراثي للمحاصيل، وتأسيس سمات مهمة تجاريًا في المحاصيل كأن يكون النبات مقاوم للجفاف.
فعند إجراء عملية التهجين يتم اختيار الصفات المفضلة وتربية النباتات بناء عليها وتحتوي هذه الزيجوت المتغايرة على السمات من كلا الوالدين، لذلك يُفترض بأن لديهم سمات إيجابية.
كما ان السبب الأخر للتهجين هو أهمية التباين، إن التباين الوراثي بين السكان يضمن فرصة أكبر للبقاء كذلك فهناك تأثير إيجابي لتغاير الزيجوت في الجينوم الذي تم تحقيقه عبر التهجين وهو التغاير، والتغاير هو الأداء المعزز لنسل الهجين للصفات المختارة.
والجين هو مقطع من الحمض النووي DNA وهو يحتوي على المعلومات اللازمة لإنتاج وحدة وظيفية، والجين هو الوحدة الوظيفية للوراثة، وأظهرت تجارب مندل أن هناك جين سائد وجين متنحي، أي أنه هناك صفة هي الطاغية والمتحكمة دونًا عن الصفة الأخرى.
فمصطلح السائد والمتنحي هي أنماط وراثة بعض السمات، أي أنها تصف مدى احتمال ظهور نمط معين من الذرية الجديدة للتهجين يغلب على الأنماط الأخرى.
تمتلك الأنواع التي تتكاثر جنسيًا نسختين من كل جين، يمكن ان يكون النسختين مختلفين عن بعضهما قليلًا، وهذه الاختلافات تتسبب في اختلاف البروتين الذي بدوره يؤثر على إنتاج أنماط ظاهرية مختلفة.

ما الفرق بين الجين السائد والمتنحي

الفرق بين الجين السائد والمتنحي هو ان الجين أو الأليل المتصل هو السائد حتى لو كانت نسخة واحدة، بينما الجين المتنحي يتم التعبير عنه إذا كانت الأليات المرتبطة متنحية.
والأليل هو النسخة البديلة من الجين، أي عندما يتم التعبير عن السمات السائدة فنعرف أن الأليل المتصل هو السائد بينما تظهر السمات المتنحية حينما تكون الاليلات المتنحية هي المرتبطة.
وللتوضيح أكثر يمكننا تمثيل الصفات السائدة والمتنحية على البشر، فإن الصفات السائدة في البشر تشمل:

• العيون اللوزية.
• استخدام اليد اليمنى.
• الشعر الداكن.
• الأعين البنية.

والصفات المتنحية تشمل:

• العيون المستديرة.
• استخدام اليد اليسرى في الكتابة.
• شعر أشقر وشعر احمر.
• العيون الزرقاء.

رجوعًا إلى النباتات فإن الأليل السائد ينتج النمط الظاهري السائد في الجيل الذي لديه نسخة واحدة من الأليل، وهي يمكنها ان تأتي من أحد الوالدين فقط، ولكن لكي يتمكن الأليل المتنحي من إنتاج النمط الظاهري يجب أن يكون لدى النبات نسختان من الأليل من الوالدين وليس نسخة واحدة حتى يتمكن من إظهار الصفات المتنحية.
لذلك فإن كل نبات وفرد يمتلك جين سائد وجين متنحي ويكون النمط الظاهري للسائد، أي بشكل عام فهم حاملين للأليل المتنحي ولكن النمط الظاهري ليس متنحي.
ويعد فهم الفرق بين السائد والمتنحي هام عندما يتعلق الامر بمحاولة التنبؤ بالأنماط التي يرثها الجيل الجديد الأول والثاني بعد عملية التهجين، كما أنه قد يكون هناك أضرار لعملية تهجين النباتات.
أنواع التهجين عند النبات

• التهجين الجنسي.
• والتهجين الجسدي.

التهجين الجنسي: هو طريقة التهجين الكلاسيكية، وهي طريقة تخضع للتوافق الجنسي، وهي عملية يتم فيها تريبة نباتات من أنواع مختلفة او من نفس النوع لإنتاج جيل جديد متغاير الزيجوت من حيث الأنماط الوراثية.
ويمكننا تقسيم التهجين الجنسي إلى نوعين:

• تهجين بين الأنواع، وهو تهجين بين نوعين مختلفين من نفس الجنس.
• بينما تهجين بين الأجيال، هو تهجين بين كائنات حية من جنسين مختلفين.

ولكن التهجين الجنسي يعد تهجين مقيد لأنه يمكن دمج الأنواع ذات الصلة الوثيقة فقط، ويتم التغلب على هذه المحدودية واختلاف الأنواع عن طريق التهجين الجسدي.
التهجين الجسدي: وهو تهجين تم استخدامها حديثًا يتم إجراؤه في المختبر، ويمكن تعريفه على أنه اندماج بين اثنين من البروتوبلاستات لتكوين خلية هجينة وزراعة الخلية الهجينة لتكوين نبات هجين.
ويتكون التهجين الجسدي من ثلاثة مراحل وهم:

• اندماج البروتوبلاست.
• اختيار الخلية الهجينة.
• تحديد النباتات الهجينة.

وباختصار تتم عملية التهجين الجسدي عن طريق اندماج البروتوبلاست كخطوة أولى، والبروتوبلاست هو خلية بدون جدار خلوي ونظرًا لأن البروتوبلاست خالي من الجدار الخلوي فيمكن دمجه بسهولة دون مواجهة أي عوائق لعدم التوافق، فيتم دمج الجين.
تندمج 20-25% من البروتوبلاستات لتشكل نواة غير متجانسة، فيتكون الخليط من هوموكاريونات غير متجانسة وبروتوبلاستات غير مندمجة، فيتم اختيار خلايا الهجينة من خلال 3 طرق وهم:

• الطريقة البيوكيميائية.
• حساسية الدواء.
• طفرات العوز الغذائي.

ثم يتم تحديد النبات الهجين بناء على أدلة جزيئية وإليك طرق تحديد النباتات الهجينة:

• موفولوجية النباتات المهجنة، وتعني أن النباتات الهجينة تكون وسيطة بين نباتين آخرين لذلك يمكن التعرف عليها بسهولة.
• تحليل الإنزيمات المتماثلة للنباتات الهجينة، يتم تحديد النبات الهجين عن طريقة تحليل الإنزيمات للتحقق من التهجين، والإنزيمات المتشابهة هي التي تحفز التفاعلات المختلفة.
• هجينة متماثلة وغير متماثلة، تحتوي النباتات المهجنة على نفس أعداد الكروموسومات الموجودة في الآباء وهي تسمى هجينة متماثلة وتكون عقيمة، أما الهجينة الغير متماثلة فتكون غير طبيعية ولا تحتوي على عدد كروموسومات طبيعي.

ما هي فوائد التهجين

• زيادة إنتاجية المحاصيل.
• إنتاج نبات بجودة أعلى عن طريق تهجين نباتات مختلفة بجودة أفضل.
• يتم إنتاج نباتات مقاومة للأمراض عن طريق التهجين.
• يساعد في إنتاج نباتات ذو قدرة عالية على تحمل الإجهاد.
• تحقيق خصائص مرغوبة مثل: مقاومة الآفات أو الأمراض عن طريق التهجين.
• إنتاج نباتات عن طريق التهجين تستطيع تحمل البيئة القاسية مثل: البرد والحرارة والملح.
• يمكن إنتاج نباتات مقاومة للمضادات الحيوية ومبيدات للأعشاب.

ما هي مراحل عملية التهجين

هناك 8 مراحل لإجراء عملية التهجين بشكل ناجح وهم:

• اختيار النبات.
• التماثل الجيني.
• الإخصاء.
• التعبئة.
• الوسم.
• التهجين.
• الحصاد.

اختيار النبات: يجب أن يقع الاختيار على نبات صحي، واختيار النباتات الام للعملية وهما الشرطان الأساسيان لعملية التهجين.
التماثل الجيني: يتم تحفيز التماثل الجيني في النباتات الأم لإثبات نقاء الخطوط، وهو ما يؤدي كذلك للقضاء على الصفات الغير مرغوب فيها، ويتم تحقيق ذلك عن طريق التلقيح الذاتي.
الإخصاء: وهي عملية إزالة الأعضاء التناسلية الذكرية من الزهرة، وهو إجراء يتم في الزهور ثنائية الجنيس ويتم تجنبه مع الزهور أحادية الجنس، يجب ان تتم إزالة المتك أو الأسدية وهي العضو التناسلي الذكري دون الإضرار بالبويضة.
وتتم عملية الإخصاء قبل التلقيح بالحبوب، وهناك طريق مستخدمة في عملية الإخصاء مثل المقص والمعالجة بالماء الساخن والكحول.
التعبئة: تتم في هذه الخطوة تغطية البويضة وتتم هذه العملية لمنع التلقيح المتبادل للزهرة بواسطة حبوب اللقاح الاخرى.
الوسم: وهي المرحلة التي يتم فيها وضع علامة على النبات الذي تم إخصاءه، وهذه العلامة تحتوي على عدة معلومات حول عدد السجلات الميدانية وتاريخ الغخصاء وتاريخ العبور، واسم النبات الذي يتم العبور إليه.
التهجين: وهو عملية التلقيح الصناعي حيث يتم وضع حبوب اللقاح من الآباء المختارين على ميسم الزهرة للسماح بالتخصيب.
الحصاد: يتم جمع بذور هذه السلاسة وتخزينها مع العلامة الأصلية لها، حيث تنتج البذور جيلًا واحدًا من الأبناء ويتم بعد ذلك إخضاعهم لمجموعة مختارة من التهجينات.