کاربرد بیوتکنولوژی در آبزی پروری

انسانها برای چندین هزار سال از تکنولوژی زیستی یا بیوتکنولوژی برای تغییر محیط پیرامون خود شامل فناوری‌هایی است که برای تولید پنیر و دیگر محصولات تخمیری به کار می‌رفت و نیز تکثیر گونه‌های گیاهی و جانوری استفاده کرده است، اما آنچه به عنوان بیوتکنولوژی جدید شناخته می‌شود، مربوط به دهه ۱۹۷۰ است که دربردارنده  دست‌کاری دقیق‌تر و مستقیم‌تر  و گاهی قدرتمندتر  ارگانیسم‌های زیستی در سطح ژنی بود و تنوع در کاربردها را به دنبال داشت توسعه و گسترش بیوتکنولوژی موجب تولید انبوه و ارزان مواد موردنیاز پزشکی، کشاورزی و صنایع وابسته به آن‌ها مانند صنایع غذایی و دارویی شده است. افزایش کمی و کیفی که در فراورده‌های گیاهی، دامی و میکرو ارگانیزم‌ها ایجادشده است، ناشی از اصلاح بذر، اصلاح نژاد دام، و ژنتیک میکروارگانیسم‌هاست، که همه آن‌ها را می‌توان از دستاوردهای بیوتکنولوژی دانست.

زیست‌فناوری چهار حوزه اصلی را در برمی‌گیرد: تأمین امنیت غذایی از طریق تولید گیاهان تراریخت و استفاده از فناوری زیستی در تولید محصولات دامی، تأمین سلامت و بهداشت مردم از طریق تولید داروهای نوترکیب و شیوه‌های درمان مؤثرتر، حفاظت از محیط زیست و کاستن از اثرات مخرب زیست‌محیطی صنعت از طریق جایگزین کردن تولیدات سالم زیستی به‌جای مواد شیمیایی صنعتی واژه زیست‌فناوری نخستین بار در سال ۱۹۱۹ میلادی به مفهوم کاربرد علوم زیستی و اثر متقابل آن‌ها در فناوری‌های ساخت بشر به‌کاربرده شد همان، اما آغاز بیوتکنولوژی به مفهوم امروزی آن را می‌توان به دهه ۱۹۷۰ میلادی مربوط دانست. تورگرسن و همکارانش در توسعه و تحولات بیوتکنولوژی چهار مرحله اصلی را شناسایی می‌کنند.

در مرحله اول ۱۹۷۳ تا ۱۹۷۸ بیوتکنوژی برای نخستین بار مطرح شد و با تفکرات مبتنی بر پیشرفت علمی قرین گشت. مخاطرات علم باهدف ترویج پژوهش علمی، کوچ کنمایی شد. در مرحله دوم  ۱۹۷۸ تا ۱۹۹۰ تنوع یافتن بیوتکنولوژی و مباحثات مربوط به آن از سویی سبب اقبال بازار به تولیدات بیوتکنولوژی شد و از سویی با گسترش مباحثات جدی درباره مخاطرات آن، زمینه مقررات گذاری ملی در کشورهای اروپایی به وجود آمد. در مرحله سوم  ۱۹۹۰ تا ۱۹۹۶ اتحادیه اروپا تلاش کرد این مقررات را یکسان‌سازی کند تا یک بازار واحد عام برای محصولات ایجاد کند. عموم در مورد کاربردهای بیوتکنولوژی رویکردهای متفاوتی را اتخاذ کردند. درمجموع، این مرحله با اقبال بیشتر به کاربردهای پزشکی و نگاه انتقادآمیزتر به کاربردهای کشاورزی همراه بود. در مرحله چهارم ۱۹۹۶ به بعد، مردم به‌روشنی مخالفت خود را با بیوتکنولوژی کشاورزی ابراز داشتند. چارچوب‌های اقتصادی غالب در مراحل قبلی با افزایش مخالفت عمومی و شکست تلاش‌ها برای یکسان‌سازی مقررات، ضعیف‌تر شد (خانیکی و همکاران ۱۳۹۳).

آبزی پروی، یک فاکتور قابل‌ملاحظه در کاهش فقر، بهبود معیشت روستایی، ایجاد اشتغال و درآمد عمومی در بعضی از نواحی فقیر می‌باشد همچنین مشارکت در رشد اقتصادی به‌عنوان یک شاخص عمومی، مشارکت برای موجود بودن غذا، دسترسی به غذا، مصرف غذا و مشارکت برای امنیت غذایی کوتاه‌مدت می‌باشد. پتانسیل جهت آبزی‌پروری، برای کاهش فقر و مهیا ساختن امنیت غذایی در خیلی از نواحی فقیرتر جهان، باعث به وجود آمدن آبزی‌پروری مدرن شده که به‌عنوان یک انقلاب تکنولوژی آبی ذکرشده است.

در جهان، آبزی‌پروری بخشی است که سریع در حال رشد است. افزایش تقاضای عموم برای غذاهای دریایی و کاهش تدریجی بوم‌های (زیستگاه‌های) طبیعی دریایی، محققان را برای مطالعه روش‌هایی که بیوتکنولوژی می‌تواند افزایش دهد، تشویق کرده است در این راستا بیوتکنولوژی نیز حائز اهمیت در شیلات است.

بیوتکنولوژی و آبزی‌پروری فرآیند قابل ملاحظه‌ای را در دهه‌های گذشته داشته است. افزایش موجودات آبزی در طول دو دهه از طریق کاربرد بیوتکنولوژی نشان‌دهنده این موضوع است که در طی دهه‌های آتی بر فناوری‌های سنتی و مرسوم فائق خواهد آمد. آبزی‌پروری مدرن به سرعت در حال پذیرفتن روش‌های بیوتکنولوژی مانند تغییر ژن (جهت افزایش تبدیل خوراک و غذا)، یا جلوگیری و پیشگیری از بیماری‌ها و تعیین ژنتیکی (نشانگر ژنتیکی) است. همچنین بیوتکنولوژی پتانسیلی را برای بالا بردن تکثیر و پرورش ماهی و موجودات دارا می‌باشد بیوتکنولوژی نه تنها می‌تواند در افزایش سطح قابلیت‌ها و توانمندی‌های بخش‌های مختلف جامعه مؤثر باشد، بلکه می‌تواند منجر به بهبود مناسب روش‌ها و فرآیندهای متنوع تولیدی و خدماتی در زیر بخش‌هایی چون کشاورزی و پزشکی گردد و همچنین باعث توسعه مقاومت در برابر بیماری‌ها (مقاوم‌سازی گونه‌های ماهی در برابر بیماری‌ها) می‌شود.

بیوتکنولوژی می‌تواند تأثیرات مطلوبی را برای افزایش ظرفیت تولیدی گونه‌های مهم اقتصادی و سایر زمینه‌های مرتبط با شیلات داشته باشد. بنابراین لازم است که به توسعه بیوتکنولوژی در شیلات توجه ویژه گردد. بیوتکنولوژی پیشرفته منجر به بهبود در تکنیک‌های پرورش می‌شود و اجازه به دست‌کاری و انتقال ژن بین گونه‌ها می‌دهد ( قاسملونیا و همکاران ۱۳۹۳).

کاربرد بیوتکنولوژی در آبزی پروری: علاقه مندی پرورش دهندگان سردابی به ماهیان سریع الرشد و ورود تخم چشم زده از کشورهای اروپایی همیشه بوده و هست و حتی خودم بارها از این ماهیان رضایت داشته ام چون ماهیان یک دست تر و با رشد مناسب تری هستند.در این ویدیو و مطلب می پردازم به تولید ماهیان تریپلوئیدی از طریق شک دادن با فشار و در ادامه اینکه باید بگویم القای پلی پلوئیدی در ماهی(۴)غالب ماهیان ر شرایط طبیعی دارای دوسری کوروموزوم(N 2) بوده وبدین لحاظ دیپلوئید محسوب می گردند. اما اگر به عللی در تعداد سری کوروموزوم ها تغییر ایجاد گشته و مثلا N کوروموزوم اضافه گردد موجود حاصل را N 3 کوروموزومی یا تری پلوئیدی نامند و اگر n2 کوروموزوم اضافه گردد موجود حاصل N 4 کوروموزومی یا تتراپلوئید خواهد بود.
غالب ماهیان در شرایط طبیعی دارای دوسری کوروموزوم(N 2) بوده وبدین لحاظ دیپلوئید محسوب می گردند. اما اگر به عللی در تعداد سری کوروموزوم ها تغییر ایجاد گشته و مثلا N کوروموزوم اضافه گردد موجود حاصل را N 3 کوروموزومی یا تری پلوئیدی نامند و اگر n2 کوروموزوم اضافه گردد موجود حاصل N 4 کوروموزومی یا تتراپلوئید خواهد بود(کلباسی) پلی پلوئیدی فرآیندی است که در طی آن یک یا چند سری کوروموزومی به سری کوروموزومی طبیعی (N 2کوروموزومی) اضافه می شود(Thomasو همکاران ، ۲۰۰۳) مانند ماده زایی و نر زایی ، پلی پلوئیدی نیز، هم بصورت طبیعی وهم بصورت مصنوعی القا می گردد. در طبیعت زمانیکه بین دو گونه ایی که با هم نسبت خونی و گونه ایی دور تری داشته باشند ، آمیزشی صورت پذیرد ، پلی پلوئیدی مشاهده می شود (Thomasو همکاران ، ۲۰۰۳) . برای مثال آمیزش کپور علفخوار ماده با کپور سر گنده نر سبب ایجاد گونه های تری پلوئید می گردد(ابراهیم زاده و همکاران،۱۳۸۲).
ایجاد تری پلوئیدی
ایجاد تری پلوئیدی در ماهیان به دو روش القایی و غیر القایی امکان پذیر می باشد(کلباسی،۱۳۸۰).
۱- تریپلوئیدی غیر القایی (غیر مستقیم)
در این روش ابتدا به تولید مولدین تتراپلوئید پرداخته و سپس با آمیزش ماهیان تتراپلوئید ماده و دیپلوئید نر افراد تریپلوئید ایجاد می نمایند. علت انتخاب این نحوه ی آمیزش بدین صورت است که چون اصولا اسپرم ماهیان نرِ تتراپلوئید نسبت به ماهیان نر معمولی از قابلیت بارورکنندگی کمتری برخوردار بوده و بعلاوه اندازه اسپرم آنها بزرگتر می باشد، بنابراین در هنگام عبور از میکروپیل ایجاد مشکل خواهد نمود. بر همین اساس معمولا از اسپرم ماهیان نر معمولی جهت لقاح تخم ماهیان تتراپلوئید استفاده می گردد.
۲- تریپلوئیدی القایی (مستقیم)
از آنجایی که تولید مولدین تتراپلوئید به راحتی امکان پذیر نبوده و بعلاوه میزان باقیماندگی آنها نیز نسبتا کمتر است، بنابراین روش القایی بسیار گسترده تر بوده و به روش های متنوعی قابل اجرا می باشد. مبنای تمامی این روش ها بر اساس احتباس دومین گویچه ی قطبی و توسط شوک های محیطی می باشد(کلباسی،۱۳۸۰).
مکانیسم و نحوه ی القاء تریپلوئیدی در ماهی
اگر دقیقا پس از لقاح و قبل از خروج دومین گویچه ی قطبی (با N کروموزوم) از شوک های محیطی بر روی تخم لقاح یافته اعمال گردد، از خروج دومین گویچه ی قطبی ممانعت بعمل آمده و در داخل تخم باقی می ماند، در نتیجه سلول تخم N2 کروموزومی خواهیم داشت که N کروموزوم آن مربوط به تخم و N کروموزوم دیگر مربوط به دومین گویچه ی قطبی است.از آنجایی که این تخم با اسپرم طبیعی لقاح داده می شود ، سلول تخم دارای یک سری کروموزومی اضافی کردیده و N3 کروموزومی می گردد. به این نوع شوک که پس از لقاح و قبل از خروج دومین گویچه ی قطبی وارد می شود، اصطلاحا شوک زودهنگام می گویند(کلباسی،۱۳۸۰).
ماهیهای تریپلوئید عقیم خواهند بود. وجودغدد جنسی که کاملا و یا بطور ناکامل تحلیل رفته اند از خصوصیات این ماهیها می باشد.ناهنجاری دستگاه تولیدمثلی در این ماهیها به خاطر وجود سری کروموزومی اضافی می باشد که باعث ایجاد اختلال در اتصال و جدا شدن کروموزوم های همتا (همولوگ) می گردد(ابراهیم زاده و همکاران،۱۳۸۲).

  • مکانیسم القاء تتراپلوئیدی در ماهی
    مکانیسم القاء تتراپلوئیدی و ایجاد ماهیانN4 کروموزومی بدین ترتیب است که تخم پس از لقاح ، بعد از خروج دومین گویچه قطبی از تخم، در زمان آغاز تقسیمات جنینی و همانند سازی DNA (یعنی در زمانی که N2 کروموزوم عملا به N4 کروموزوم تبدیل می شود) یکی از انواع شوک ها که اصطلاحا شوک های دیر هنگام گفته می شود، اعمال می گردد. جنین های حاصل از این گونه ها عقیم نبوده و به خوبی رشد می نمایند. مهم ترین کاربرد ماهیهای تتراپلوئید، ایجاد ماهیان تریپلوئید به روش غیرالقایی می باشد(کلباسی،۱۳۸۰).

۴-۲- ۴-۵- کاربرد القاء پلی پلوئیدی
امروزه بسیاری از پرورش دهندگان ماهی، به دلیل کاهش تقاضای مصرف کنندگان و طبیعت غیر قابل پیش بینی از تغییرات رشد، ضریب تبدیل غذایی، رنگ بدن و گوشت و حساسیت به بیماری ها

در خلال بلوغ جنسی در ماهیان ایجاد می شود، ترجیح می دهند از بلوغ ماهی جلوگیری نموده و یا آن را به تاخیر اندازند و بهترین روش عملی و اقتصادی در کنترل بلوغ جنسی و عقیم سازی ماهیان که امروزه در مقیاس های وسیع مورد استفاده قرار می گیرد از طریق القاء تری پلوئیدی در ماهیان می باشد(کلباسی،۱۳۸۰). از کپور علفخوار تریپلوئید که از لحاظ تولیدمثل عقیم می باشد برای کنترل گیاهان آبزی بدون آنکه تهدیدی برای اکوسیستم باشد، استفاده می شود(ابراهیم زاده و همکاران، ۱۳۸۲).
مهم ترین کاربرد ماهیهای تتراپلوئید ،همانطوریکه در بالا ذکر شد، ایجاد ماهیان تریپلوئید به روش غیرالقایی می باشد.بارها در کشور ما تحقیقات ژنتیکی و حتی مواردی چون‌استفاده از هورمونها در موارد اصلاح نژاد و تغییر جنسیت و حتی ساخت و طراحی این دستگاه پیش رفته و در حد پروژه و تحقیق کار شده است اما عملا باز هم‌ پرورش دهندگان ما از علاقه مندان و وارد کننده تخم چشم زده با کیفیت هستند و چه مواردی هم که تخم های عادی به اسم ژنتیکی یا بسیار موارد دیگر هم شخصا در کشور شاهد بودم که به پرورش دهندگان فروخته شده است یا وارد شده است.امیدواریم که روزی این روش هم در کشور اتفاق بیفتد.

منابع

قاسملونیا نشتیمان, گلزاری اعظم عنوان مقاله:  عوامل مؤثر در توسعه بیوتکنولوژی در شیلات ایران. پژوهش‌های ترویج و آموزش کشاورزی:   بهار ۱۳۹۳, دوره  ۷, شماره  ۱ (پیاپی ۲۵); از صفحه ۲۱ تا صفحه ۳۱.

دکتر شکیبی

خانیکی هادی, پناهی محمدحسین, قانعی راد محمدامین, زردار زرین. چارچوب‌بندی بیوتکنولوژی در محتوای نمایشی سیمای ج.ا.ا. مطالعات میان‌رشته‌ای در علوم انسانی:   تابستان ۱۳۹۳, دوره  ۶, شماره  ۳; از صفحه ۲۳ تا صفحه ۵۲.