با افزایش جمعیت در دنیا، نیاز به افزایش تولید میوه و سبزى نیز به همان نسبت وجود دارد. چگونه مى توان این نسبت را متوازن نمود و تولیدات باغبانى را با افزایش جمعیت، افزایش داد؟ تکنیک هاى سنتى به نژادى گیاهان، پیشرفت هاى قابل توجهى را در اصلاح ارقام با پتانسیل بالا به وجود آورده اند ولى این تکنیک ها قادر نیستند میزان تولید میوه ها و سبزى ها را نسبت به افزایش تقاضا براى این محصولات در کشورهاى در حال توسعه بالا ببرند.

لذا یک نیاز فورى به استفاده از بیوتکنولوژى براى سرعت دادن به توسعه برنامه هاى اجرایى احساس مى شود. ابزارهاى بیوتکنولوژى در تمام برنامه هاى به نژادى محصولات باغبانى با اصلاح ارقام جدید گیاهى، مهیا نمودن مواد مناسب کشت، حشره کش هاى انتخابى موثرتر و کودهایى با کارایى بالاتر، مورد استفاده و نیاز هستند. اکثر میوه ها و سبزى هاى موجود در بازار کشورهاى توسعه یافته، به صورت ژنتیکى دستکارى شده اند. بیوتکنولوژى مدرن، طیف وسیعى از موجودات زنده یا مواد حاصل از میکروارگانیسم ها را در ساختن یا تغییر یک فرآورده جهت اصلاح گیاهان یا حیوانات و یا اصلاح میکروارگانیسم هایى براى کاربردهاى خاص در بر گرفته و مورد استفاده قرار مى دهد. بیوتکنولوژى یک جنبه جدیدى از بیولوژى و علوم کشاورزى است که ابزار و راهکارهاى جدیدى را بر حل مشکلات متفرقه تولید غذا در دنیا مهیا مى سازد. عمده ترین کاربردهاى بیوتکنولوژى جهت اصلاح و بهبود محصولات باغبانى عبارتند از:?- کشت بافت. ?- مهندسى ژنتیک. ?- شناساگرهاى مولکولى. ?- مارکرهاى مولکولى. ?- تولید و توسعه میکروب هاى مفید

• شناساگرهاى مولکولى کاوشگر هاى اسید نولکئیک: امروزه با استفاده از کاوشگر هاى CDNA مى توان بیمارى هاى گیاهى را قبل از بروز علائم شناسایى کرد. کاوشگر، توالى هاى اسیدنوکلئیک پاتوژن هستند که ارگانیسم هاى با مارکرهاى ویژه را تولید مى کنند. کاوشگرهاى CDNA به نواحى خاصى از پاتوژن ها فرستاده شده و با استفاده از تکنیک هاى استاندارد DNA نوترکیب مى توان آنها را تولید کرد. پادزهرهاى تک کلونى <!--[if !vml]--><!--[endif]-->McAb) تکنیک هاى ایمونوشیمیایى، براى شناسایى سریع و دقیق پاتوژن هاى گیاهى بسیار مفید هستند. همچنین از این تکنیک در شناسایى بیمارى هاى گیاهى استفاده مى شود. تکنیک هیبریداسیون (تلاقى)، روش هاى مناسبى را براى تولید هومولوگ ها به وجود آورده است که از لحاظ بیوشیمى اینها به عنوان مواد ایمنولوژیکى تعریف مى شوند که توسط یک لاین سلولى ساده و علیه اپى توپ هاى پادتن ایمن ساز ساخته مى شوند. پتانسیل بالاى McAbs در شناساگرهاى پاتولوژى گیاهى ضرورى هستند چون منجر به تولید پادزهرهاى هموژن با فعالیت مشخص به مقادیر زیاد گردید که در مدت زمان طولانى ساخته مى شوند. با این حال تکنولوژى هیبریداسیون یک عمل آزمایشگاهى و پرهزینه است در مقایسه با روش هاى ایمنى سازى استاندارد که به طور گسترده براى شناساگرهاى مولکولى در مقیاس وسیع استفاده مى شوند.

• مارکرهاى مولکولى استفاده از مارکرهاى مولکولى جهت گزینش صفات زراعى، کار را براى به نژادگرایان گیاهى آسان ساخته است. این امکان به وجود آمده است که گیاهان را براساس صفات مختلف یا مقاومت به بیمارى ها در مراحل مختلف رشد و نمو، گروه بندى کنیم. استفاده از RFLP چند شکلى طولى قطعات برشى)، RAPD (DNA) چند شکلى تکثیر شده تصادفى)، AFLP (چند شکلى طولى قطعات تکثیر شده) و مارکرهاى ایزوآنزیم در به نژادى گیاهان، فراوان به چشم مى خورد. مارکرهاى RFLP براى مارکرهاى مورفولوژیکى و ایزوآنزیم ها مفید بوده، چون تعداد آنها فقط توسط اندازه ژنوم محدود مى شود و آنها تحت تاثیر شرایط محیطى قرار نمى گیرند. نقشه هاى مولکولى در حال حاضر براى برخى از گیاهان زراعى نظیر ذرت، گوجه فرنگى، سیب زمینى، برنج، کاهو، گندم و گونه هایى از کلم ها وجود دارد. مارکرهاى RFLP کاربردهاى زیادى دارند که مى توان به شناسایى ارقام، شناسایى مکان هاى ژنى، صفات کمى، آنالیز ساختار ژنوم، داخل کردن ژرم پلاسم و کلون سازى براساس نقشه، اشاره کرد. RFLP به عنوان ابزارى براى شناسایى مورد استفاده قرار مى گیرد چون در مقایسه با APD قدرت ترمیم و بازسازى دارد. ریزماهواره ها یا مارکرهاى تکرارشونده توالى ساده (SSRS) نیز استفاده گسترده اى در ژنوتیت سازى، نقشه ژنى و آنالیزه ژنى دارند.

 • تولید مایه زن هاى میکروبى استفاده بى رویه و بدون احتیاط از کودها و سموم شیمیایى براى تولید محصول و کنترل حشرات و آفات، منجر به آلودگى محیطى و از بین بردن حاصلخیزى و سلامت خاک و توسعه مقاومت در برخى حشرات و مشکلات بقایاى سموم شده است. لذا یک توجه جهانى به استفاده از کودها و آفت کش هاى زیستى مطمئن در مدیریت تلفیقى تغذیه و سیستم هاى مدیریت آفات وجود دارد. کودهاى زیستى، میکروارگانیسم هایى هستند که نیتروژن اتمسفر را تثبیت کرده و یا فسفر تثبیت شده را در خاک به صورت محلول درآورده و عناصر غذایى را بیشتر در اختیار گیاه قرار مى دهند. استفاده از میکروارگانیسم ها به عنوان کود، مزایاى زیادى دارد از جمله کم هزینه بودن آنها، غیرسمى بودن براى گیاهان، آلوده نکردن آب هاى زیرزمینى و اسیدى نکردن خاک و مناسب براى رشد گیاه. ریزوبیوم ها، میکروارگانیسم هایى هستند که بر روى ریشه گیاهان بقولات (حبوبات) گره هایى را ایجاد مى کنند و توسط آنها نیتروژن اتمسفر را تثبیت کرده که این نیتروژن سپس به آمونیوم و بعد به اسیدهاى آمینه در سلول گیاهى تبدیل مى شود. مایه زنى خاک با این باکترى ها به کاهش مصرف کودهاى نیتروژنه اضافى به خاک کمک مى نماید. باکترى هاى حل کننده فسفر نیز گروه دیگرى از میکروارگانیسم ها هستند که فسفر غیرمحلول خاک را به صورت محلول درآورده و آن را به راحتى در اختیار گیاه قرار مى دهند. میکوریزا به همزیستى بین قارچ هاى غیر بیمارى زا و ریشه گیاهان گفته مى شود. میکوریزا عناصر غذایى را از لایه هاى عمیق تر خاک در اختیار گیاهان قرار مى دهد و با مایه زنى آنها به استقرار و رشد بهتر گیاهان مى توان کمک کرد. اکثر میوه ها نظیر خربزه درختى، انبه، موز، مرکبات و انار که وابسته به این رابطه هستند، با مایه زنى این قارچ ها، فسفات و عناصر غذایى بیشترى در اختیار این میوه ها قرار مى گیرد. این اجتماع میکوریزاها، همچنین به مقاومت گیاهان در برابر حمله بیمارى ها کمک کرده و از طرفى خصوصیات خاک را نیز بهبود مى بخشد. تغییر ژنتیکى میکروب ها: با استفاده از تکنیک نوترکیبى DNA این امکان فراهم شده است که به طور ژنتیکى، مى توان نژادهاى مختلف این باکترى ها را دستکارى نمود و میکروب هایى سازگار با شرایط محیطى مختلف و نژادهایى با خصوصیات و ظرفیت رقابت و گره زایى بهتر تولید نمود. آفت کش هاى زیستى، ارگانیسم هاى بیولوژیکى هستند که مى توانند همانند آفت کش هاى شیمیایى براى کنترل آفات مورد استفاده قرار گیرند. این آفت کش ها جایگاه خود را در کشاورزى، باغبانى و برنامه هاى سلامت عمومى جهت کنترل آفات، پیدا نموده اند. آفت کش هاى زیستى مزایاى زیادى دارند. آنها در کنترل آفات به صورت اختصاصى عمل نموده و براى ارگانیسم هاى غیرهدف نظیر زنبورها و پروانه ها مضر نیستند. این آفت کش ها براى انسان و احشام ضررى نداشته و در داخل زنجیره غذایى توزیع نشده و از خود بقایایى باقى نمى گذارند. برخى از آفت کش هاى میکروبى مورد استفاده براى کنترل حشرات، گونه هایى از Bacillus thuringiensis هستند که براى کنترل حشرات گوناگون مورد استفاده قرار مى گیرند. خصوصیت حشره کشى این باکترى ها به علت تولید کریستال هاى پروتئینى در دوره تخم ریزى است. این پروتئین ها سموم معده هستند که خاصیت ضدحشره دارند. سموم Bt همچنین قادر به از بین بردن نماتودهاى گیاهى مى باشد. گسترش و استفاده تجارى بیوتکنولوژى گیاهى، یک نشانه مهم براى اندازه گیرى بقاى این تکنولوژى جدید مى باشد. کشاورزان کوچک و کم درآمد مى توانند از تکنولوژى کم هزینه تر مانند استفاده از کودهاى زیستى و آفت کش هاى زیستى استفاده نمایند برعکس کشاورزان مایه دار که از تکنولوژى مدرن و پرهزینه بهره مى برند.