لخّصلي

يتم إنتاج النباتات المعدلة وراثيًا في المعامل بواسطة تحويل البنية الوراثية، من جينوم النبات باستخدام أساليب وفنيات الهندسة الوراثية. إلا أننا نلاحظ أن غالبية النباتات المعدلة وراثيًا يتم إنتاجها بواسطة مدفع جيني، يتم ربط الحمض النووي إلى جسيمات الذهب الصغيرة أو التنجستين والتي يتم «إطلاقها» أو «ضخها» بعد ذلك إلى داخل النسيج النباتي أو الخلايا النباتية الفردية، وتخترق الجسيمات المتسارعة كلًا من جدار وغشاء الخلية. حيث تم طبيق تلك الطريقة بنجاحٍ في العديد من المنتجات الزراعية، والتي تعد طريقة التحول الجيني باستخدام Agrobacterium tumefaciens أقل نجاحًا معها. وتُستخدم قدرتها الطبيعية على نقل وتحويل الجينات بهدف تطوير وتنمية النباتات المعدلة وراثيًا. حيث تقوم تلك الأجروبكتريا بدمج المورثات داخل المضيف من النباتات بهدف إنتاج بيئةٍ مناسبةٍ لنفسها، كما أن المعلومات الوراثية لنمو الورم يتم تشفيرها على جزيئة (قطعة) حمض نووي دائرية ومتحركة (يُطلق عليه البلازميد). فهي تنقل هذا التي دنا (بالإنجليزية: T-DNA)‏ إلى موقع عشوئي في جينوم النبات. فعندما يُستخدم في الهندسة الوراثية، يتم إزالة أو محو (التي دنا) من البلازميد النباتي ويحل محله المورث (الجين) الغريب المرغوب استخدامه هنا. ممكنةً من تحقيق عملية نقل الجينات الأجنبية المرغوبة إلى داخل النبات. إلا أن طريقة عدوى الأجروبكتريا تكون أقل نجاحًا في حالات المحاصيل والتي منها القمح والذرة. بالإضافة إلى مقاومة الآفات (بالإنجليزية: Pest resistance)‏. كما أن النباتات المعدلة وراثيًا للتسامح والتوافق مع مقاومة الإجهادات (بالإنجليزية: Stress resistances)‏ أو الإجهادات اللاأحيائية (بالإنجليزية: Abiotic stress)‏، الصقيع ونقص النيتروجين أو مع تزايد القيمة النيتروجينية (بالإنجليزية: Biofortification)‏ (ومنها على سبيل المثال الأرز الذهبي. حيث من المقصود لأجيال المستقبلية من اللنباتات المعدلة وراثيًا أن تكون ملائمة لظروف البيئة الشاقة أو يتم تحسينها بهدف إنتاج الطاقة الحيوية أو الوقود الحيوي. إلا أنه وبسبب التكلفة العالية لإجراء الأبحاث وعملية الزراعة، فإن غالبية المحاصيل المعدلة وراثيًا في مجال الزراعة تتمثل في المحاصيل النقدية والتي منها على سبيل المثال فول الصويا، 26] هذا وقد هدفت بعض الأبحاث وأعمال التطوير تحسين استيلاد المحاصيل (بالإنجليزية: Plant breeding)‏ والتي تمثل أهميةً محليةً في الدول النامية، ومن تلك الأبحاث على سبيل المثال تحسين سلالات اللوبياء الظفرية المقاومة للحشرات في أفريقيا [27] والباذنجان المقاوم للحشرات في الهند. 28] ونلاحظ أن التبغ ونبتة أرابيدوبسيس ثاليانا (باللاتينية: Arabidopsis thaliana) هما أكثر النباتات المعدلة وراثيًا في الأبحاث، حيث يرجع ذلك إلى طرق التحول والانتقال جيدة التطوير الناجحة، فهي تلعب دور أمثلة النباتات النموذجية لباقي السلالات النباتية الأخرى.

يتم إنتاج النباتات المعدلة وراثيًا في المعامل بواسطة تحويل البنية الوراثية، غالبًا من خلال إضافة واحدًا أو أكثر من المورثات (الجينات)، من جينوم النبات باستخدام أساليب وفنيات الهندسة الوراثية. إلا أننا نلاحظ أن غالبية النباتات المعدلة وراثيًا يتم إنتاجها بواسطة مدفع جيني، أو بواسطة التحول المعدَّل لبكتريا (باللاتينية: Agrobacterium tumefaciens).

ففي طريقة (بالإنجليزية: biolistic method)‏، يتم ربط الحمض النووي إلى جسيمات الذهب الصغيرة أو التنجستين والتي يتم «إطلاقها» أو «ضخها» بعد ذلك إلى داخل النسيج النباتي أو الخلايا النباتية الفردية، وذلك تحت ظروف ضغطٍ عالٍ. وتخترق الجسيمات المتسارعة كلًا من جدار وغشاء الخلية. ثم ينفصل الحمض النووي عن المعدن ويندمج ضمن جينوم النبات داخل النواة. حيث تم طبيق تلك الطريقة بنجاحٍ في العديد من المنتجات الزراعية، وبخاصةً تلك النباتات أحادية الفلقة كالقمح أو الذرة، والتي تعد طريقة التحول الجيني باستخدام Agrobacterium tumefaciens أقل نجاحًا معها.[24] إلا أن أكثر المساويء الظاهرة والرئيسية لتلك الطريقة تتمثل في الضرر الخطير الذي يمكن أن تُحدثه للنسيج الخلوي.

وتُعَد الأغروبكتريا (Agrobacteria) طفيلياتٍ نباتيةٍ طبيعيةٍ، وتُستخدم قدرتها الطبيعية على نقل وتحويل الجينات بهدف تطوير وتنمية النباتات المعدلة وراثيًا. حيث تقوم تلك الأجروبكتريا بدمج المورثات داخل المضيف من النباتات بهدف إنتاج بيئةٍ مناسبةٍ لنفسها، مما يسفر عن تكاثر خلايا النبات بالقرب من مستوى التربة. كما أن المعلومات الوراثية لنمو الورم يتم تشفيرها على جزيئة (قطعة) حمض نووي دائرية ومتحركة (يُطلق عليه البلازميد). فعندما تعدي الأجروبكتريا نباتًا ما، فهي تنقل هذا التي دنا (بالإنجليزية: T-DNA)‏ إلى موقع عشوئي في جينوم النبات. فعندما يُستخدم في الهندسة الوراثية، يتم إزالة أو محو (التي دنا) من البلازميد النباتي ويحل محله المورث (الجين) الغريب المرغوب استخدامه هنا. مما يجعل من البكتريا ممثلةً للناقل، ممكنةً من تحقيق عملية نقل الجينات الأجنبية المرغوبة إلى داخل النبات. وتعمل تلك الطريقة خاصةً بصورةٍ جيدةٍ مع النباتات ثنائية الفلقة والتي منها البطاطس، الطماطم، والتبغ. إلا أن طريقة عدوى الأجروبكتريا تكون أقل نجاحًا في حالات المحاصيل والتي منها القمح والذرة.

مما يجعل الهدف من وراء تنمية وتطوير النباتات المعدلة وراثيًا يتمثل في تحسين فترة الصلاحية ومقاومة المرض (بالإنجليزية: Disease resistance)‏ ومقاومة المبيدات الحشرية (بالإنجليزية: Pesticide resistance)‏، بالإضافة إلى مقاومة الآفات (بالإنجليزية: Pest resistance)‏. كما أن النباتات المعدلة وراثيًا للتسامح والتوافق مع مقاومة الإجهادات (بالإنجليزية: Stress resistances)‏ أو الإجهادات اللاأحيائية (بالإنجليزية: Abiotic stress)‏، والتي منها الجفاف، الصقيع ونقص النيتروجين أو مع تزايد القيمة النيتروجينية (بالإنجليزية: Biofortification)‏ (ومنها على سبيل المثال الأرز الذهبي. حيث من المقصود لأجيال المستقبلية من اللنباتات المعدلة وراثيًا أن تكون ملائمة لظروف البيئة الشاقة أو يتم تحسينها بهدف إنتاج الطاقة الحيوية أو الوقود الحيوي. إلا أنه وبسبب التكلفة العالية لإجراء الأبحاث وعملية الزراعة، فإن غالبية المحاصيل المعدلة وراثيًا في مجال الزراعة تتمثل في المحاصيل النقدية والتي منها على سبيل المثال فول الصويا، الذرة، القطن واللفت.[25][26] هذا وقد جاء في التقارير في عام 2009، على الرغم من ذلك، أن بعض الكميات القليلة من عمليات الزراعة للأغراض التجارية قد تم زراعتها من نباتات بنجر السكر، البابايا، الكوسة (القرع)، الفلفل الحلو، الطماطم، زهور البتونيا، القرنفل، الورود، وشجر الحور.[26] هذا وقد هدفت بعض الأبحاث وأعمال التطوير تحسين استيلاد المحاصيل (بالإنجليزية: Plant breeding)‏ والتي تمثل أهميةً محليةً في الدول النامية، ومن تلك الأبحاث على سبيل المثال تحسين سلالات اللوبياء الظفرية المقاومة للحشرات في أفريقيا [27] والباذنجان المقاوم للحشرات في الهند.[28]

ونلاحظ أن التبغ ونبتة أرابيدوبسيس ثاليانا (باللاتينية: Arabidopsis thaliana) هما أكثر النباتات المعدلة وراثيًا في الأبحاث، حيث يرجع ذلك إلى طرق التحول والانتقال جيدة التطوير الناجحة، بالإضافة إلى كلٍ من التكاثر السهل والجينومات جيدة الدراسة والفحص.[29] ومن ثم، فهي تلعب دور أمثلة النباتات النموذجية لباقي السلالات النباتية الأخرى. هذا وقد اسْتُخْدِمَت النباتات المعدلة وراثيًا لأغراض المعالجة الحيوية للتربة الملوثة. حيث أُمْكِن إزالة كلٍ من الزئبق، السيلينيوم، والملوثات العضوية مثل ثنائي الفينيل متعدد الكلور من التربة باستخدام النباتات المعدلة وراثيًا المحتوية على مورثات الإنزيمات البكتيرية