علمی-ترویجی گیاه پزشک

چکیده چکیده
تکنیک عقیم‌سازی حشرات (Sterile Insect Technique; SIT) یک روش پایدار و دوستدار محیط زیست برای کنترل بیولوژیک آفات است. این روش با پرورش انبوه و عقیم‌سازی نرهای حشرات هدف و رهاسازی آن‌ها، چرخه تولیدمثل آفات را مختل کرده و جمعیت آن‌ها را به‌طور تدریجی کاهش می‌دهد، بدون تأثیر منفی بر گونه‌های غیرهدف یا اکوسیستم‌های اطراف. در سطح جهانی، SIT در کنترل مگس‌های میوه و پشه‌های ناقل بیماری‌هایی مانند مالاریا و دنگی موفق بوده است. در ایران نیز مطالعات روی مگس زیتون، کرم گلوگاه انار و مگس میوه مدیترانه‌ای نشان داده‌اند که با رعایت دوزهای بهینه پرتودهی و طراحی دقیق برنامه، SIT می‌تواند کاهش جمعیت آفات و خسارت اقتصادی را به همراه داشته باشد. این روش فاقد باقی‌مانده‌های شیمیایی، محدود به گونه هدف و همسو با اهداف توسعه پایدار است و پذیرش بالایی در میان کشاورزان دارد. با سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌ها، آموزش نیروهای متخصص و برنامه‌ریزی منطقه‌ای، SIT می‌تواند به عنوان یک روش مکمل و پایدار در کاهش استفاده از سموم شیمیایی و ترویج کشاورزی دوستدار محیط زیست عمل کند.

چکیده مهار زیستی به‌عنوان یکی از ارکان اصلی مدیریت یکپارچۀ (تلفیقی) آفات (IPM)، در دهه‌های اخیر موردتوجه ویژۀ پژوهشگران و متخصصان گیاه‌پزشکی قرارگرفته است. با افزایش تولید و تجاری‌سازی عوامل مهار زیستی، موضوع «برهم‌کنش میان عوامل مختلف مهار زیستی» اهمیت بیشتری پیداکرده است؛ زیرا موفقیت یا ناکامی بسیاری از برنامه‌های میدانی به کیفیت و نوع این برهم‌کنش‌ها وابسته است. این برهم‌کنش‌ها می‌توانند به‌صورت هم‌افزایی، تضعیف اثر یک عامل بر دیگری یا بی‌تفاوتی بروز کنند. مهم‌ترین گروه‌های درگیر در چنین تعاملاتی شامل پارازیتوئیدها، شکارگرها، قارچ‌ها، باکتری‌ها، ویروس‌ها و نماتودهای بیمارگر حشرات هستند. این مقالۀ مروری باهدف بررسی انواع برهم‌کنش مثبت و منفی میان عوامل مهار زیستی، مکانیسم‌های زیربنایی این تعاملات، عوامل محیطی مؤثر بر آن‌ها و پیامدهای کاربردی‌شان در مدیریت آفات تدوین‌شده است. جمع‌بندی این بررسی نشان می‌دهد که شناخت دقیق سازوکارهای تعامل و درنظرگرفتن آن‌ها در طراحی برنامه‌های مهار زیستی، می‌تواند به افزایش کارایی و پایداری روش‌های مدیریت تلفیقی آفات منجر شود.

چکیده ویرویید نهفته رازک، یکی از مهم‌ترین عوامل بیماری‌زای نوظهور در کشت‌های تجاری شاهدانه است که طی سال‌های اخیر، خسارات اقتصادی قابل‌توجهی در گلخانه‌ها و مزارع کشت دهنده شاهدانه، به همراه داشته است.
در واقع می‌توان گفت که این ویرویید، بزرگ‌ترین تهدید برای پرورش‌دهندگان شاهدانه در سراسر جهان است.
این ویرویید کوچک‌ترین عامل بیماری‌زای شناخته‌شده در گیاهان بوده و از خانواده Pospiviroidae است و عامل ایجادکننده Dudding disease یا ساقة شکننده، در شاهدانه است. عمدتاً از طریق تکثیر رویشی، ابزارهای آلوده و تماس مکانیکی منتقل می‌شود و با ایجاد اختلال در مسیرهای متابولیکی، کاهش تریکوم و کاهش ترکیبات فعال (کانابینوئیدها و ترپن‌ها)، سبب افت شدید عملکرد گیاه می‌شود. از نظر تاریخی، این بیماری شاهدانه، در سال 2019 از کالیفرنیا، گزارش گردید. در سال های اخیر ویروئید نهفته رازک (HLVd) به همراه علائم بارزی در شاهدانه گزارش شده است. بررسی بر روی ۲۰۰,۰۰۰ نمونه شاهدانه، آلودگی ۹۰ درصد آن‌ها به این ویروئید را تأیید کرد؛ بنابراین خسارات بالقوه تخمین زده شده به ۴ میلیارد دلار در سال، تنها در ایالات متحده آمریکا رسید. ویروئید نهفته رازک (HLVd) اخیراً به طور فزاینده‌ای با علائم شدید شاهدانه مرتبط شده است که تولید دانه و فیبر را در گونه‌های صنعتی و محتوای کانابینوئید در گونه‌های دارویی را مختل می‌کند. این ویروئید باعث کاهش ۵۰ تا ۷۰ درصدی محتوای THC شده است. لازم به ذکر است که تا به حال، گزارشی از آلودگی شاهدانه به این ویرویید از کشور ایران، ارائه نشده است.

چکیده سیستم‌های Quorum Sensing (QS) از مهم‌ترین سازوکارهای تنظیمی در باکتری‌های گرم ‌منفی هستند که امکان ارتباط شیمیایی درون جمعیتی و کنترل هماهنگ رفتارهای وابسته به تراکم سلولی را فراهم می‌کنند. در میان این باکتری‌ها،Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (Pcc) یکی از عوامل اصلی پوسیدگی نرم در گیاهان زراعی محسوب می‌شود. شبکه‌ی QS در این باکتری بر پایه‌ی مولکول‌های سیگنال از نوع N-acyl homoserine lactone (AHL) عمل کرده و از طریق مسیر ExpI/ExpR تنظیم می‌شود. این سیستم با کنترل بیان مجموعه‌ای از ژن‌های پرآزاری شامل آنزیم‌های تجزیه‌کننده‌ی دیواره‌ی سلولی گیاه (PCWDEs)، حرکت باکتری و ترشح فاکتورهای بیماری‌زا نقش کلیدی در ایجاد بیماری دارد. در سال‌های اخیر، راهبردهایQuorum Quenching (QQ) با هدف مهار فعالیت QS از طریق آنزیم‌های تجزیه‌کننده‌ی AHL یا مهارکننده‌های گیرنده‌های LuxR توسعه‌یافته‌اند که می‌توانند بدون اعمال فشار انتخابی ناشی از آنتی‌بیوتیک‌ها، منجر به کاهش بیماری‌زایی شوند. این مقاله با مروری جامع بر یافته‌های مولکولی، ژنتیکی و بیوشیمیایی دو دهه‌ی اخیر، ساختار و کارکرد شبکه‌های QS و QQ در Pcc را بررسی کرده و ضمن تحلیل ارتباط بین این دو مسیر، چالش‌ها و چشم‌اندازهای کاربردی کنترل زیستی مبتنی بر خاموش‌سازی ارتباط بین باکتری‌ها را مورد بحث قرار می‌دهد.

چکیده در علوم زیستی استفاده از مدل (Modeling) برای امور پژوهشی در بسیاری از حیطه حیطه‌های علوم زیستی، کشاورزی و پزشکی رایج و ضروری است. حشرات از مدل-های بی‌مهره می‌باشند که در زمینه‌های مختلف مورد توجه قرار گرفته‌اند. حشرات مدل به دلیل وجود ویژگی‌های منحصر به فرد از بین هزاران گونه بندپای دیگر به عنوان جانور مدل انتخاب شده‌اند که مگس سرکه از پیشتازترین گونه‌هاست. مگس سرکه (Drosophila melanogaster) از حدود 100 سال پیش تاکنون به عنوان مدل آزمایشگاهی استفاده می‌شود. مگس سرکه، به دلیل سهولت دسترسی و پرورش در شرایط آزمایشگاهی، دوره تکاملی کوتاه (10 روز)، تولید تعداد زیادی تخم، مطالعه آسان صفات (4 جفت کروموزوم)، به عنوان مدل آزمایشگاهی در زمینه‌های کشاورزی، پزشکی، زیست شناسی استفاده می‌شود. در علم کشاورزی بررسی مقاومت به سموم شیمیایی و متابولیسم سموم با استفاده از مگس سرکه قابل انجام است. در علوم پزشکی، مطالعه بیماری‌های انسانی از جمله آلزایمر، پارکینسون، اختلالات شناختی – رفتاری، دیابت و نیز تشخیص سرطان با استفاده از مگس سرکه قابل انجام است. به علاوه آزمایشات دارویی روی مگس سرکه قابل اجرا است. در علوم زیست شناسی جهت کشت سلولی و بررسی اثر متابولیت‌ها کاربرد دارد. مطالعات ژنتیکی نیز همچون بررسی انواع جهش‌ها به‌ویژه جهش بینایی، جهش در فرآیندهای رفتاری، جهش در الگوهای جنینی قابل انجام است.

چکیده گیاهان هر روز در معرض عوامل متعدد محیطی قرار می‌گیرند، بنابراین برنامه‌ریزی مجدد دقیق برای برقراری تعادل بین پاسخ به تنش و فرآیندهای رشد و نمو گیاه ضروری است. در گیاهان عالی، اسیدهای ریبونوکلئیک (RNA‌ها) می‌توانند بین سلول‌ها، بافت‌ها و همچنین در مسافت‌های طولانی از طریق آوند آبکش حرکت کنند. تمام کلاس‌های RNA در نمونه‌های آوند آبکش یافت شده است، اما تاکنون سازوکار چگونگی انتقال RNA به خوبی درک نشده است. نکته قابل توجه این است که RNA‌های کوچک و برخی mRNAها می‌توانند به‌صورت سلول به سلول یا به صورت یکپارچه در گیاه حرکت کنند و به این ترتیب به‌عنوان عامل خاموش کننده متحرک در داخل گیاه عمل می‌کنند. در این مقاله به‌طور خلاصه به دسته‌بندی RNAهای متحرک، کارکردهای زیستی انتقال RNA از جمله نقش آنها در ایمنی و ریخت‎زایی گیاه، سازوکارهای انتقال از جمله: توالی‌هایی که انتقال RNA را تسهیل می‌کنند، پروتئین‌های متصل شونده به RNA، انتقال RNA با تنظیم نفوذپذیری پلاسمودسماتا، مسیرهای جایگزین بالقوه در انتقال RNA مثل شبه-اگزوزوم‌های گیاهی خواهیم پرداخت. درک عمیق‌تر این اطلاعات زیستی برای گشودن مسیرهای جدید و جالب برای برنامه‌های کاربردی اصلاحی از جمله شناسایی و توسعه محصولات مقاوم به تنش‌های زیستی و غیرزیستی بسیار مهم است.

چکیده آلودگی هوا یکی از تنش‌های محیطی مهم عصر حاضر است که پیامدهای آن فراتر از سلامت انسان بوده و پایداری تولیدات کشاورزی و امنیت غذایی را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. آلاینده‌هایی مانند اوزون (O₃)، دی‌اکسید گوگرد (SO₂)، اکسیدهای نیتروژن (NOₓ) و ذرات معلق (PM2.5 و PM10) می‌توانند از طریق ایجاد تنش اکسیداتیو، اختلال در فتوسنتز، کاهش جذب عناصر غذایی و تضعیف سازوکارهای دفاعی گیاه، حساسیت گیاهان را نسبت به آفات و پاتوژن‌ها افزایش دهند. افزون بر این، آلودگی هوا با تخریب یا تغییر ترکیبات آلی فرّار گیاهی، عملکرد گرده‌افشان‌ها و دشمنان طبیعی آفات را مختل کرده و تعادل اکولوژیک سامانه‌های زراعی را بر هم می‌زند.

شواهد حاصل از مطالعات میدانی در کشورهای مختلف نشان می‌دهد که آلودگی شدید هوا با کاهش عملکرد محصولات، افزایش فشار آفات و تشدید برخی بیماری‌های گیاهی همراه است. برای نمونه، در یک مطالعه میدانی، قرار گرفتن گیاهان در معرض آلاینده‌های ناشی از اگزوز دیزل و اوزون، فراوانی گرده‌افشان‌ها را حدود ۶۲ تا ۷۰ درصد و بازدید آن‌ها از گل‌ها را حدود ۸۳ تا ۹۰ درصد کاهش داد و در نتیجه، موفقیت تولیدمثلی گیاهان افت کرد. همچنین آلاینده‌ها با کاهش فعالیت زیستی خاک و اختلال در چرخه عناصر غذایی، توان گیاه را برای مقابله با تنش‌های زیستی کاهش می‌دهند.
این مقاله با رویکردی علمی‌ـ‌ترویجی، مسیرهای مستقیم و غیرمستقیم اثر آلودگی هوا بر گیاهان، آفات، بیماری‌های گیاهی، گرده‌افشان‌ها، دشمنان طبیعی و سلامت خاک را بررسی می‌کند و نشان می‌دهد که کیفیت هوا یکی از مؤلفه‌های مهم اما کمتر مورد توجه در امنیت غذایی است.