استخدام طرق الهندسة الوراثية لتحسين المقاومة للضغوط غير الحيوية في القمح المصري

                                                "تهدف هذه الدراسة إلى تحسين أحد أصناف القمح المصرى جيزة  163 لتحمل الملوحة،,وهى أحد الإجهادات البيئية التى تؤثر على المحصول. ولتحقيق هذا الهدف تم إجراء مايلى:

1.            تم تكوين بلازميد pAB4 من خلال عدد من الخطوات الوسطية وهى استبدال محفز p-cab فى بلازميد pCabMTLDL بمحقز  p-ubiمعقوباً بإدخال جين الـ bar.

2.            تم إدخال بلازميد الـ  pAB4 والذى يحمل جين mtlD المسئول عن تراكم المانيتول والذى يلعب دوراً هاماً فى رفع درجة تحمل القمح الملوحة كأحد الإجهادات البيئية كما يحتوى أيضاً البلازميد على جين الـ bar وذلك كعامل انتخابى لمقاومة مبيد الحشائش Bialaphos )الاسم التجارى (basta.

2.            تم إدخال بلازميد الـ pAB4 للكالاس الناتج من زراعة الأجنة غير الناضجة لصنف جيزة 163 على بيئة متخصصة لتكوين الكالاس من القمح عن طريق جهاز القذف الجينى.

3.            تم إجراء عدد من تجارب التحول الوراثى باستخدام تركيز  5 مجم/لتر من مبيد الـ bialaphos كعامل انتخابى أثناء نمو الكالاس.

4.            فى مرحلة الاستيلاد regeneration، تم استخدام تركيز 1 مجم/لتر من مبيد الـ bialaphos ونقلت النباتات الناتجة إلى بيئة التجذير.

5.            تم استخدام التركيز 2 مجم/لتر من مبيد الـbialaphos أثناء مرحلة التجذير ثم نقلت النباتات التى كونت مجموع جذرى إلى التربة للأقلمة.

6.            تم اختبار البادرات الناتجة لتعبير جين الـ bar عن طريق دهان جزء وسطى من ورقة سليمة كاملة النمو بتركيز 1 جم/لتر والذى يمثل نصف الجرعة الموصى باستخدامها لهذا المبيد من كلا الجهتين.أظهر نباتين من النباتات الناتجة مقاومة لمبيد الحشائش الـ basta حيث لم يظهر على الاوراق المعاملة أى أعراض اصفرار.

7.            تأكد وجود كلاً من جينى الـ mtlD والـ bar باستخدام تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) حيث أكدت النتائج وجود الحزمة المتوقعة لكلا الجينين وهى 1.079 و 0.4 كيلو قاعدة، على التوالى.

8.            باستخدام تقنية  (Southern blotting) تم التأكد من اندماج جين الـ bar فى جينوم القمح وذلك باستخدام جين الـ bar كمجس (probe) والـ DNA الجينومى المقطوع بإنزيم HindIII كقالب (template).

9.            تم التأكد من وجود إنزيم الـ PAT – المسئول عن إنتاجه جين الـbar – عن طريق عمل PAT assay للنباتات .

10.         على مستوى التعبير الجينى، أظهر تحليل الـ (Northern blotting) لجين الـ mtlD وجود  mRNA الناتج من عملية نسخ جين الـ mtlD فى نسل النباتين الناتجين  من الجيل الأول.

11. اختبرت نباتات الجيل الثالث (T3) فى تجربة ملوحة بالمقارنة بنباتات قمح غير محولة وراثياً من صنف جيزة 163 .وتم تقسيم النباتات إلى مجموعتين أحدهما تروى بمياه عادية و الأخرى بمياه ملحيه   3NaCl:1CaCl2)) 8000 جزء فى المليون

12. تحت ظروف الملوحة كانت النتائج المتحصل عليها من حساب نسبة الإختزال فى الصفات المختلفة لصالح  النباتات المحولة وراثيا حيث كانت فى صفة مساحة ورقة العلم  60% و فى صفة طول النبات 35% وكانت صفة طول عنق السنبلة 24% وكانت فى وزن 1000 حبة 26% وكانت فى المحصول البيولوجى 74% وفى وزن الحبوب 40%. أما فى النباتات غير المحولة وراثيا كانت كانت فى صفة مساحة ورقة العلم  53% و كانت صفة طول النبات 40% وكانت صفة طول السنبلة 46% وكانت فى وزن 1000 حبة 58% وكانت فى المحصول البيولوجى 71% وفى وزن الحبوب 66%   .

13.         لكى يكون التقييم فعالا لابد من زراعة النباتات المحولة وراثيا  باعداد كبيرة تحت ظروف الإجهاد الملحي في تجربة إحصائية من عدة مكررات قبل التوصية بزراعة هذه النباتات على نطاق تجاري."