حفظ الأصول الوراثية للنباتات

                                                             حفظ الأصول الوراثية للنباتات

                                                                            إشراف

د . عبدالعزيز القرعاوي

إعداد

الطالب / عبدالله عزيز المطيري        

الطالب / سليمان مفلح المقاطي

المقدمة :

باستهلاك الألفية الجديدة وما سوف يواكبها من تقنية جديدة ومع القلق المتزيد بسبب زيادة تعداد السكان والإخطار المحدقة بالبيئة بدأ العالم عي حالة المصادر الوراثية للنباتات خاصة ما يتعلق بالغذاء والمراعي والغابات ومدى احتياج ذلك لاتخاذ إجراءات تنظيمية وتوعية فورية وعاجلة.ومع تنامي الوعي المتعلق بمملكة النبات (لكونها تمثل نظام الدعم الحياتي)، فقد تزايد عدد أولئك الناس الذي يتساءلون عن التهديدات التي تحدق بمصادر النبات وما يترتب عليها من تناقص في المصادر النباتية وما يجب عملة لحماية مواطن النباتات وكيف يتحقق للإفراد وأعضاء الجمعيات ومؤسسات صنع القرار  أن يساهموا في المحافظة على النبات .

وقد تم وضع استراتجيات من اجل المحافظة على تلك النباتات المهددة بالانقراض منها :

·         المحافظة على الأنواع في مواضعها الأصلية ويعتبرمن أفضل الاستراتجيات المعمول بها التي تخض لسن قوانين وأنظمة إدارية ومنها تحديد المنطقة المستهدفة التي يتوفر بها الأنواع المراد المحافظة عليها وكذلك المحافظة على النباتات خارج موقعها الأصلي عندما تكون عملية المحافظة عليها صعبة لذلك بإنقاذ النباتات المستهدفة من موطنها المهدد وتقديم الحماية لها في مستودعات أو مخازن كان يكون منتزها وطنيا ا أو محمية للحياة البرية أو حديقة نباتية أو بنك للبذور او مركز للحفظ بالتبريد وتمتاز هذه الأماكن انها لاتحتاج إلى مساحات كبيرة .

·          القيام بتطوير منتجات وافرة من خلال الزراعة المكثفة باستخدام تقنيات حديثة مع توظيف التقنية الحيوية التوظيف المناسب وذلك لمواكبة الطلب و زيادة عدد الأنواع المهددة بالانقراض.

حفظ الأصول الوراثية النباتية :

 المقصود بالأصول الوراثية النباتية  :

أي جزء نباتي يمكن أن يزرع لإنتاج نبات جديد... وقد يكون هذا الجزء عبارة عن البذور أو الأوراق أو أجزاء من السيقان أو حبوب اللقاح أو حتى على مستوى الخلايا النباتية .

أهم مراكز نشوء النباتات في العالم :

عرف فافيلوف (عالم وراثة روسي و متخصص في المحاصيل ) مركز نشوء أي نبات مزروع بأنه : المكان أو المنطقة التي تحتوي على أكبر عدد من الطرز

    و التصنيفات الوراثية المختلفة لهذا النبات .

1 - المركز الصيني ... وهو اكبر  وهو اكبر المراكز المعروفة هناك 136 نوع من النباتات المستوطنة مثل (فول الصويا – الفجل – البصل –الخيار –قصب السكر ).

2- المركز الهندي

أ- المركز الرئيس... يغطي سيام  ( فيتنام – كمبوديا –تايلاند) وبورما وهو مركز نشأت حوالي 176نوعاً من النباتات و منها ( الأرز – الباذنجان – البرتقال- جوز الهند – الصمغ العربي ).

ب- مركز الهند أرخبيل الملايو... الموز – جوز الهند.

3- مركز وسط أسيا ... وقد وجدت بها نباتات من أهمها القمح الهندي ( العادي والدراج ) كما أن به البسلة والبصل والتفاح والأثل .

4 – مركز الشرق الأدنى. .. ويشمل آسيا الصغرى الداخلية  ومنطقة القوقاز وإيران وقد وجدبه حوالي 83 نوع من النباتات منها القمح ( قمح المكرونه ) القمح العادي والعدس والبرسيم والتين والرمان والتفاح.

5 – مركز البحر المتوسط ... ويشمل المناطق التي تحيط بالبحر المتوسط وقد وجد به حوالي 84 نوعاً من النباتات منها قمح المكرونه والبسلة والزيتون والنفل المصري والخس والنعناع .

6 – مركز الحبشة ... ويشمل أثيوبيا وجزءاً من الصومال وقد وجد به 38 نوع من النباتات منها القمح الحبشي و الذرة الرفيعة ولوبيا العلف والبن والبامية.

7- مركز جنوبي المكسيك وأمريكا الوسطى ... ويشمل الجزء الجنوبي من المكسيك وكوستاريكا وجوتيمالا وهندوراس ومن أهم النباتات بها الذرة الأمريكية الشامية والفصوليا والقرع العسلي والبطاطا الحلوة والفلفل الحار.

8- مركز أمريكا الجنوبية ... وجد به 62 نوعا ًمن النباتات منها البطاطس والطماطم والجوافة والفراولة البرية والفول السوداني والمطاط.

مـــــواجهة الأخطـــــــــار:

§       قام الاتحاد الدولي للمحافظة على الطبيعة والمصادر الطبيعية(IUCN)  بتقييم الوضع الإقليمي والعالمي لمصادر النبات الوراثية وتحديد وضع الأنواع والأجناس التي تعتمد على توزيعها ووفرتها والمخاطر التي تهددها.

§       وقد أتضح للاتحاد المذكور أن استنزاف المصادر من قبل السكان، واستمرار الزحف السكاني على مناطق النبات، وعدد أفراد النبات المتوفر، ووسائل التهديد المختلفة كلها تمثل معاً معياراً أساسياً للتصنيف المكاني للمصادر النباتية المختلفة، كما تستخدم في تحديد مراتب هذه الأنواع.

المحافظة على الأنواع النباتية المهدرة:

أولاً: المحافظة على الأنواع في مواضعها الأصلية، وهو الأسلوب الأفضل والأكثر ملائمة لهذا الغرض. ولكن هذا يتطلب مزيداً من الإجراءات القانونية، وهي:ـ

ثانياً : قام مربو النبات بتطوير منتجات وافرة من خلال الزراعة المكثفة باستخدام تقنيات حديثة وتوظيف التقنية الحيوية التوظيف المناسب، وذلك لمواكبة الطلب على الغذاء من قبل العدد المتزايد لنمو البشر، كما أدت التطورات الأخيرة في مجال التقنية الحيوية إلى تمكن مربي النبات من المحافظة على الأنواع المهددة والمعرضة للأخطار على شكل حبوب لقاح وأجنة.

بنوك الأصول الوراثية:

من المعلوم أن النباتات انتقلت من مكان إلى أخر مع هجرة الإنسان وعلى الطرق القديمة للقوافل وقد أدى تحرك النباتات من بلد إلى أخر ومن شعب إلى آخر إلى استخدام المورثات النباتية كمصدر للغذاء وتحسين الإنتاجية الزراعية كما ونوعا وزيادة التنوع فيها وفي حقبة العشرينيات والثلاثينيات من القرن المنصرم لاحظ العالمان هارلان وفافيلوف إن بعض الأصناف المعروفة من المحاصيل بدأت تندثر من المزروعات  حول العالم ومنذ ذلك الوقت ركزت الجهود العلمية الموجهة إلى صيانة التنوع الإحيائي النباتي على جمع عينات نباتية وخزنها في مواقع خارج مواطن انتشارها في الطبيعية وقد بذلت الجهود في ذلك كمايلي:

·       المحافظة على المورثات النباتية في المحاصيل قبل عام 1967م.

·       تطوير الأصول الوراثية النباتية منذ عام 1967.

·       الحفظ خارج المواقع الطبيعية وبنوك الأصول الوراثية النباتية.

·       صيانة الأصول الوراثية واستخدامها وتنظيمها.

تصنيف بنوك الأصول الوراثية:

وفقاً لآخر تعداد، كانت بنوك الجينات في العالم تصون زهاء 1.5 مليون عينةٍ نادرة من محاصيل الأغذية وأقاربها البرية، فتزود مربي النباتات في العالم بمصدرٍ لا ينضب من التنوع الوراثي اللازم لبرامج التحسين المحصولي. ففي المكسيك مثلاً، يحتفظ المركز الدولي لتحسين الذرة والقمح (CIMMYT) بنحو 22000 مدخلة ذرة مخزونةً على درجة - 3° مئوية داخل سراديب صممت خصيصاً لتكفل صلاحية البذور مدة 25 إلى 40 سنة.

بنوك الأصول الوراثية النباتية ( Plant gene banks ) عبارة عن مراكز للأصول الوراثية النباتية مثل المورثات النباتية (Gemplasm) للبذور، وحبوب اللقاح، والأنسجة المرستيمية الحية كالبراعم النامية القمية والطرفية.

وتصنف بنوك الأصول الوراثية النباتية إلى أربع فئات هي كالتالي:

·         بنوك الأصول الوراثية البحثية

 وهي التي تحفظ فيها الأصول الوراثية النباتية بغرض البرامج البحثية الزراعية.

·         بنوك الأصول الوراثية الوطنية

 وهي التي تحفظ فيها المصادر الوراثية النباتية المختلفة التي تهم العاملين في المراكز البحثية الوطنية فقط.

·         بنوك الأصول الوراثية الإقليمية

 وتتكون نتيجة للتعاون المشترك بين عدد من البلدان التي تحمل إقليمية مشتركة، وذلك للمحافظة على الأصول الوراثية النباتية في تلك المواقع، وأيضاً تقوم بدعم الأبحاث العلمية بعلم النبات.

·         بنوك الأصول الوراثية العالمية

 ويوجد أغلبها في مراكز البحوث الزراعية العالمية ( IARCS ) التي يختص نشاطها في جمع الأصول الوراثية النباتية للمحاصيل الزراعية من كافة أنحاء العالم، وذلك بالتعاون مع مراكز بنوك الأصول الوراثية النباتية الأخرى في العالم.

أهداف بنوك الأصول الوراثية  :

  إن القصد الرئيسي من إنشاء بنك البذور هو حفظ الموارد الوراثية بهدف حفظ السلالات الزراعية والحيوانية التى يتهددها الضياع ، وحفظ الأصول الوراثية للأنواع البرية.. وتكون الأهداف الرئيسية للبنك هى:

v   يكون حفظ بعض الأصول الوراثية فى المدى الزمني القريب سواء فى المعمل أو في حقول البنك أو في بيئاتها الطبيعية . v   يكون حفظ الأصول الوراثية فى إطار المدى الزمني البعيد (تخزين)، مثل الحفظ في بنك البذور ، أو مزارع الأنسجة، أو تخزين الأجنة والجاميطات (التخزين بالتبريد أو في الغازات الخاملة الخاصة. v   حفظ الأصول الوراثية للكائنات الدقيقة بالاعتماد على وسائل تناسب مجموعات الأصول المحفوظة.

         جمع الأصول الوراثية للأنواع البرية والسلالات الاقتصادية، مع الاهتمام بالأقارب البرية لنباتات المحاصيل والأعلاف وحيوانات المزرعة والدواجن.

v   حفظ أصول الجينات في صورة حمض نووي محمل على نواقل .

v   عمل الخطط البحثية الخاصة بحفظ الأصول الوراثية باستخدام الطرق العلمية لحفظ هذه الأصول وتوفير المواد الوراثية والمعلومات اللازمة لبرامج التربية المختلفة.

v   تبادل المعلومات الخاصة بالمصادر الوراثية مع بنوك الجينات المحلية والأجنبية والمنظمات ذات العلاقة الخاصة بالأصول الوراثية.

تقنيات حفظ الأصول الوراثية النباتية:

o    جمع العينات في الأنابيب

تشمل هذه الطريقة على تنظيف العينة من الحشرات ووضع النسيج الحي المزروع للنبات في وسط معقم خاص بالاستنبات قبل نقله لمختبر الاستنبات تمهيدا لمزيد من الاجراءات لحفظة في الانبوب الزجاجي وتعتبر هذه الطريقة مناسبة لبعض انواع النبات التي يتم تضاعفها بالتكاثر اللاتزاوجي ولبعض البذور والاجنة الحساسة التي تنهار سريعا .ولهذه التقنية ميزة إن النباتات المنقولة تخضع بسهولة لانظمة الحجر الصحي مما يوقف امراض كثيرة مثل مرض الفيوزاريوم وامراض اخرى سهلة الانتشار.

o      الاستنبات (الزراعة) في الأنابيب

تقدم هذه التقنية بعض الايجابيات عل المصادر الوراثية للنبات واستخدامها فمن خلالها يمكن الاستنبات من آب خال من الأمراض والمحافظة عليها بنفس الحالة وتعتبر هذه التقنية ليست امنه دائما اذ ان البادرات النسيجية ليست خالية تماما من بعض الفيروسات ولا بد من اخذ الحيطة والحذر عند التعامل مع انسجة النبات المزروعة المعدة للتصدير أو الاستيراد.

o     تخزين المورثات في الأنابيب

عادة تخزن المورثات على هيئة بذور  الا ان الالية في تخزين البذور لها بعض السلبيات على بعض الانواع ومنها النباتات التي ليس لها بذور مثل الموز وفاكهة الخبزوكذلكالانواع غير ذاتية التلقيح مثل البابايا وعادة في مثل هذه الانواع يتم حفظ المادة اللاتزاوجية (الخضري) وكذلك سلبية للجذور الحساسة للتجفيف والتبريد لذلك استخدم التخزين في الانابيب بديلا متوفرا لجمع العينات خاصة لهذه الأنواع السابقة.وهذه الطريقة يتطلب بالجمع التقليدي الى صيانة منتظمة وهي معرضة للتلف بسبب الامراض وهجوم الحشرات  والعوامل الجوية القاسية الكوارث الطبيعية. وتمتازالتخزين بالأنبوب العديد الكبير من عدد الاستنبات التي يمكن تخزينها في محتوى صغير في غرف النمو البطئ او عن طريق الحفظ بالبرودة الشديدة .

o    الإكثار الدقيق

تعرف هذه الطريقة بأنها اعادة توالد الاجيال وتكاثرها باعداد لا محدود لكونه يوفر عمليات التضاعف اللاتزوجي او اللاجنسيمن مصادر غير بذرية مثل خلايا او اعضاء المصدر النباتي المرغوب اكثاره ومثل هذه العمليات يمكن  يمكن ان تساهم في نشر وتوزيع المورثات المفيده بين الدول في حال خلوها من الأمراض للتكاثر الدقيق سلبيات وايجابيات فيما يتعلق بالمورثات النباتية واستخدامها ومن السلبيات انتاج اصناف جذيده تختلف عن الابوين بسبب عمليات الاستنساخي للانواع المنتخبه وكذلك ربما ينتج عن الاكثار الدقيق المستمر نباتات هشة سهلة الإصابة والضعف ونقص المناعة.أما الجانب الايجابي فهو الاكثر الدقيق للاجيال باعداد غي محدود وكذلك تظهر الانواع مستويات عالية من عدم الاستقرار الوراثي في الاستنبات بالانابيب بينما تبدو الانواع الاخرى اكثر اسقرارا من الناحية التوريثية مما يجعل من عملية الاكثار الدقيق وسيلة حيوية لمقارنة النباتات من هذا المنظور.

o     الانسال في الأنابيب

يقصد بهذه التقنية إعادة تنشئة النباتات المتدهوره و صعبة الإكثار تقليديا باستخدام الأنظمة المبنية على اساس تجديد الأجيال للنباتات عن طريق النشوء العضوي او النشوء الجنيني مما يساعد على توفير معدلات نمو وتكاثر عالية .

o     الزراعة النسيجية لوحيدة الصبغيات الكروموسومية

هذا الطريقة تعتمد على إنتاج العينات وحيدة الصبغيات من حبوب لقاحها وسيلة ناجحة للغاية للمحافظة على المصادر الوراثية للنباتات وتكاثرها

o     زراعة (استنبات) الأجنة

تعد عملية انتشال الأجنة واستنباتها عملية بسيطة نسبيا في تقنية الزراعة النسيجية كما أنها مفيدة  عندما تكون الأجنة بطيئة النمو لتكوين  الثمار في حالة سبات البذرة أو عدم نضج الجنين أو بلوغه أو عندما تبقى البذرة غير مكتملة النمو وأفضل مثال لذلك في بذور النبات البري الغضا حيث إن الطبيعة لها دور في خفض أو موت الأجنة البذرية إلى ما يتجاوز 5% بينما تؤدي عملية انتشال  الأجنة الغضة إلى رفع نسبة الإنبات إلى أكثر من 95%(الخليفة واخرون2003)

o     الواسمات الجزيئية

وتعتبر تقنية مفيدة للمحافظة على المصادر الوراثية للنبات واستخدامها كما تسهل تحليل ومراقبة التنوع الحيوي وتقييم وتحديد ميزات وخصائص المورثات التي تم جمعها وكذلك تقييم التنوع في المجموعات النباتية المتوفرة

o      المعشبات النباتية:

تعتبر مرجعاً هاماً في تصنيف الأنواع النباتية غير المعروفة التي هي في نفس الوقت ذات قيمة علمية عالية للخبراء والباحثين العاملين في معرفة الأنواع والأجناس، وكذلك العاملين في أعداد الفلورات المحلية والعالمية، لذا فإن جمع وإعداد العينات النباتية بطريقة سليمة يجعل الاستفادة منها ممكناً ومتيسراً لتوفير الكثير من المعلومات : 

أ- جمع العينات النباتية   : 

يكمن الهدف الرئيسي من جمع العينات هو الاحتفاظ بعينات نباتية مشابهة للنباتات الحية لكي يتسنى الاستفادة منها. يجب أن تكون العينة ممثلة للنبات القائم ومحتوية على الجذور والسيقان القاعدية والأوراق والأزهار والثمار للنباتات.

تجمع العينات النباتية من الحقل وتوضع في ضاغط للنباتات Plant press أو توضع في أكياس بلاستيكية للمحافظة على العينات النباتية طرية لحين العودة إلى المعشبة. ويسجل في سجل العينة اسم الجامع، وتاريخ الجمع، ومكان الجمع. والاسم الدارج والاسم العلمي.

ب-تجفيف العينات النباتية:

لتجفيف العينات النباتية نضع كل عينة بشكل مستقيم في أوراق جرائد مطوية من المنتصف ونضعها بين ورقتي تجفيف ثم نضعها في الضاغط ونفصل كل عينة عن الأخرى بواسطة ورق الكرتون المقوى. ولكي لا تتعفن العينة يجب تغيير أوراق التجفيف يومياً إلى أن تجفف تماماً.

أما العينات النباتية التي تحتوي على رطوبة عالية في خلاياها مثل النباتات العصارية والأبصال فيجب تجفيفها بسرعة وذلك بوضعها بماء يغلي لمدة نصف دقيقة إلى عدة دقائق ثم وضعها في الضاغط مباشرة.

 جـ- تصنيف النباتات   :

بعد تجفيف العينة وقبل حفظها يجب أن يتم تصنيفها نباتياً، بحيث نتعرف على اسم العائلة النباتية التي تنتمي إليها العينة النباتية واسم الجنس واسم النوع اللذان يعطيان التسمية الثنائية للنبات ( الاسم العلمي) Scientific name .

د-حفظ العينات :   

بعد تصنيف العينات النباتية تثبت على أوراق خاصة مصنوعة من الورق المقوى ويلصق في أحد أطرافها  مربع يطلق عليه اسم مربع المعلومات. ويوضع كل نوع نباتي في ملف ويحفظ في أدراج داخل كبائن حديدية محكمة الإغلاق وتكون العينات مرتبة أبجدياً لسهولة الوصول إليها.

ثانياُ : جمع البذور وحفظها:

تعتبر البذور من أهم المصادر الوراثية التي يجب جمعها وحفظها واستخدامها وقت الحاجة إليها. فالدول المتطورة تعتبر بذور النباتات الطبيعية بالذهب الأخضر (Green Gold) لأهمية البذور في حفظ الأنواع النباتية من الانقراض ولذا لابد من معرفة طرق جمع و تقييم البذور وحفظها.

و تنص القواعد التي وضعتها الفاو FAO أن العينة من العشيرة النباتية Population  يجب أن تظم 100 بذرة على الأقل مأخوذة من خمسين فرداً على الأقل. و لجمع التنويع الوراثي يقترح جمع مليون بذرة موزعة على الشكل التالي :

100 بذرة من النبات الواحد

200 نبات من كل موقع (50× 50م )

5 مواقع من كل منطقة

20 منطقة موزعة على قطاع الشرق والغرب

5 مواقع موزعة على قطاع الشمال و الجنوب

هذا باعتبار أن النوع النباتي يتوزع في منطقة أبعادها 250 × 600 كم.

أ- جمع البذور وتنظيفها وتجفيفها :

يمكن بجمع عينات بذرية الحفاظ على الأصول الوراثية بشكل نماذج لها حدودها الزمنية والمكانية , مع أنه يوجد بذور تستطيع البقاء حية مئات السنين، إلا أنه يفضل بل يستوجب تجديد هذه المواد الوراثية لغرض حفظها في البنوك الوراثية. و قد يتم التجديد بالإكثار في أوساط غير أوساطها الطبيعية مما يؤدي إلى ضياع جزئي للتكيف ولبعض الصفات الوراثية الذي تحمله النبات الأم. وحيث أن العينات تؤخذ من مناطق جغرافية محددة و التي تمثل أفضل الظروف نموذجاًُ للتنوع الوراثي في تلك المناطق و لكن لا يمكن أن نقول أنها تمثل العشيرة الطبيعية. لكن إذا أمكننا حماية الأصل الوراثي في الوسط الطبيعي الذي يعيش فيه فإننا بذلك نحافظ على كامل التنوع الوراثي من جهة وعلى استمرارية عملية التطور بالتفاعل مع ظروف الوسط المحيطة من جهة أخرى خاصتاً في النباتات خلطية التلقيح. 

إن طرق جمع البذور تختلف من نبات لأخر, حيث الطريقة المناسبة لنبات قد لا تناسب النبات الأخر وذلك نتيجة لاختلاف حمل هذه النباتات لثمارها. لذا فإن عملية جمع البذور تتم يدوياً في بعض الأنواع النباتية و آلياً في أنواع أخرى. فعند جمع البذور يدوياً يجب فرش الأرض بغطاء بلاستيكي تحت النبات ومن ثم تحريك الأغصان و الفروع باليد لتسقط البذور فوق الغطاء البلاستيكي على الأرض ومن ثم تجمع البذور من عليها. أما إذا كان الحصاد آلياً فيكون بواسطة آلات (مكائن شفط) لها القدرة على فرط البذور وشفطها في خزانات البذور. ويمكن تقليم الأجزاء النباتية التي تحمل البذور الناضجة باستخدام مقص التقليم.

بعد عملية جمع البذور تبدأ عملية تنظيف البذور وذلك باستخدام مناخل ميكانيكية أو يدوية ذات فتحات مختلفة الحجم. المناخل التي فتحاتها واسعة نسبياً تستخدم لتمرير البذور دون البقايا النباتية الأخرى والحجارة أما المناخل ذوات الفتحات الصغيرة فتستخدم لتنظيف البذور من الأتربة. و يوجد آلات متطورة لعملية فصل البذور حيث تحمل مناخل داخلية ويمر خلال هذه الآلات تيار هوائي يقوم بفصل البذور عن الشوائب والمواد الأخرى. بعد فصل البذور من البقايا النباتية والشوائب والأتربة يتم تجفيفها هوائياً وذلك عن طريق نشرها على فرش بلاستيكية في غرفة خاصة تحت درجات حرارة و رطوبة مناسبة. و تختلف المدة اللازمة للتجفيف تبعاً لرطوبة البذور و رطوبة الطقس. ويجب تقليب البذور من وقت لأخر تفادياً لحدوث تعفن لها. فيجب أن تكون رطوبة البذور أقل من 10% لكي تحافظ على حيويتها لفترة أطول.

ب-  اختبارات البذور:

لكي يتم تقييم البذور تقييماً صحيحاً لابد من معرفة نسبة الإنبات فيها وحيويتها و درجة نقاوتها و مدى نجاح زرعتها في الحقل , ويتم ذلك بعد طرق منها:

1- اختبار نسبة الإنبات:

يعتبر اختبار الإنبات أكثر الاختبارات شيوعاً لتحديد حيوية البذور والذي من خلاله يتم قبول البذور أو رفضها. فمصطلح الإنبات يعني عند علماء فسيولوجيا البذور " بزوغ الجذير من خلال غلاف البذرة" أما بالنسبة لمحلل البذور فإن الإنبات هو " بزوغ و تطور تلك الأعضاء الأساسية من الجنين والتي تعتبر بالنسبة للبذرة رهن الاختبار دلالة على القدرة على إنتاج نبات طبيعي تحت الظروف المناسبة" .

لكي نقوم بهذا الاختبار نأخذ عينة عشوائية من البذور النقية المراد فحصها (حوالي 400- 500 بذره) و نوزعها في أطباق بترية تحتوي على أوراق ترطيب أو قطن. كل طبق بتري يعبر عن مكررة ، و نحتاج إلى 5-10 مكررات لكي نقوم بعمل التحليل الإحصائي لها. نضع الأطباق البترية في جهاز الإنبات (الحضانات) المتحكم بدرجة الحرارة والرطوبة فيها. نسجل عدد البذور المنبتة يومياً إلى أن توقف عملية الإنبات تماماً.  و نعد البذور النابتة و معدل الإنبات اليومي لكل مكررة على حدة. و نحسب نسبة الإنبات على أساس متوسط نسب الإنبات للمكررات. نسبة الإنبات = (عدد البذور النابتة/عدد البذور الكلي) ×100 .

ومن عيوب هذا الاختبار أن البذور الكامنة لا تنبت لذا فهو لا يعبر عن مدى الحيوية لدا البذور المفحوصة لأنه لا يظهر نسبة البذور الحية. و لذا تحتم إيجاد اختبار لمعرفة حيوية البذور.

2- اختبار نسبة حيوية البذور :

أن المشتغلين بتقنية أو إنتاج البذور يقصدون بحيوية البذور, قدرتها على الإنبات و إعطاء بادرة طبيعية. و على ذلك فإن الحيوية تستعمل كمرادف للقدرة على الإنبات. و بمعنى أخر  ، تشير الحيوية إلى الدرجة التي تكون عندها البذرة حية, و نشطة و تمتلك إنزيمات لها القدرة على تحفيز التفاعلات الأيضية الضرورية في عملية الإنبات و نمو البادرة. و في هذا المضمون , يمكن أن تحتوي البذرة على الأنسجة الحية و الميتة معاً, و يمكن أن تكون قادرة أو غير قادرة على الإنبات. فبعد النضج الفسيولوجي تأخذ حيوية البذور بالتدهور بصورة تدريجية , وتعتمد مدة حيوية البذور على الظروف البيئية التي تتعرض لها. و هناك عدة اختبارات لتحديد حيوية البذور و التي من أهمها اختبار التترازوليم (Tetrazolium test).

أن اختبار التترازوليم من الطرق الدقيقة والشائعة الاستعمال لتقدير حيوية البذور. ولقد تم تطوير هذه الطريقة في ألمانيا بواسطة  Georg Lakon (1928) و ذلك في محاولة منه للتمييز بين الأنسجة الحية و غير الحية. و اليوم أصبح هذا الاختبار مستعملاً في جميع أنحاء  العالم كطريقة معتمدة لتقدير حيوية البذور، و يعد هذا الاختبار روتينياً في جميع مختبرات البذور. و غالباً ما يسمى بالاختبار السريع لأنه يمكن القيام بها بغضون ساعات قليلة فقط بالمقارنة باختبارات الإنبات الاعتيادية التي تتطلب من عشرة أيام إلى أكثر من شهر. أيضاً من مميزات هذا الاختبار أنه يمكننا من معرفة حيوية البذور الكامنة.

أساس هذا الاختبار هو التفريق بين الأنسجة الحية و الميتة لجنين البذرة بناً على المعدل النسبي لتنفس الأنسجة الرطبة. فيعتمد اختبار التترازوليم على نشاط أنزيمات الديهيدروجينيز (Dehydrogenase)  كمؤشر لمعدل التنفس و حيوية البذرة. فتتفاعل نشاط أنزيمات الديهيدروجينيز مع الأنسجة منتجة أيونات الهيدروجين و التي بدورها تختزل محلول ملح التترازوليم العديم اللون و المتأكسد و تحوله إلى مركب الفورمزان (Formazan) المختزل ذو اللون الزهري أو الأحمر، و تقدر حيوية البذرة طبقاً لطبوغرافية نمط التلوين و كثافته في الجنين.

    لكي نقوم بهذا الاختبار يسمح للبذور بتشرب الماء بوضعها في وسط مبلل يكفل وصول الماء إلى جميع أنسجة البذور. و يمكن إضافة التترازوليم إلى البذرة مباشرة في عديد من الأنواع النباتية، غير أن بعض الأنواع يجب أن تعد بذورها أولاً وذلك بواسطة القطع أو التثقيب حتى يتسنى لمحلول التترازوليم الوصول إلى جميع أجزاء البذرة. وبعد التشرب بالماء توضع البذور في محلول التترازوليم و تحفظ في الحضانات على درجة حرارة 35 درجة مئوية لاكتمال التلون. و تترك البذور لمدة ساعتين هذا للبذور التي تم قطعها إلا أن البذور الأخرى قد تحتاج وقت أطول قليلاًُ لإكمال عملية التلون. فالبذور التي تلونت بالكامل أو تلونت أجنتها باللون الأحمر تعتبر بذور حية وقادرة على الإنبات و من الملاحظ أن معرفة. و نقوم بعد البذور التي تحولت كلياً أو جزئياً إلى اللون الأحمر و التي تعتبر حية و كذلك نعد البذور التي لم يتغير لون أجنتها و التي تعتبر بذور ميتة ومن ثم تحتسب نسبة الحيوية للبذور =  (عدد البذور الحية / عدد البذور الكلي ) × 100.

أن نباتات المراعي و البيئات الجافة تبدي استجابة كبيرة للكمون في بذورها وذلك لكي يتوزع إنباتها على عدة سنوات لكي تتجنب الجفاف. و الكمون في هذه البذور أما أن يكون داخلي كأن يكون الجنين غير تام النضج أو أنه صغير جداً ويحتاج لبعض الوقت لإكمال نموه ، أو أن الكمون فيها يكون خارجياً بحيث أن أغلفة البذرة تكون صلبة لا يستطيع الماء أو الأكسجين النفاذ من خلالها أو لا يستطيع الجنين النمو من خلالها. و هناك عدة طرق بيئية و معملية لكسر هذا السكون. 

3- اختبار درجة نقاوة البذور :

نقاوة البذور هي مدى وجود الشوائب و المواد غريبة مع البذور، فكلما زادت هذه المواد كلما قلت نقاوة البذور. فلتقدير النقاوة يوزن مجموعة من العينات العشوائية و تفرز المواد الغريبة والشوائب منها بعناية ثم توزن مرة أخرى و نحدد منها نسبة النقاوة.

ج _ حفظ البذور وتخزينها :

أن محتوى البذور من الرطوبة و درجة حرارة لوسط التخزين تلعبان دوراً هاماً في حيوية البذور و نجاح تخزينها لفترات طويلة. فيعتبر تجفيف البذور و تخزينها على درجات حرارة منخفضة مهماً للمحافظة على التركيبة الوراثية للنبات و لضمان بذور ذات حيوية عالية لاستخدامها في المستقبل. لذا لابد من مراعاة شيئين أساسيين عند تخزين البذور و هما : التخزين المكيّف، و التخزين المحكم أي المانع لتسرب الرطوبة.

فالتخزين المكيف يعني التحكم بدرجة الحرارة والرطوبة، مع أن هذا يعتبر مكلف إلا أن أهميته تكمن في إبقاء  البذور سنوات عديدة محافظة على تراكيبها الوراثية كذلك المحافظة على بعض بذور النباتات النادرة و المهددة بالانقراض. فكلما كانت مناطق بنوك البذور رطبة – المناطق المدارية-  كلما كانت الحاجة للتحكم في الرطوبة أكبر. 

    في السنوات الأخيرة أصبح تكييس أو تعبئة البذور في أكياس أو حاويات محكمة الإغلاق و مقاومة للرطوبة شيئاً شائعاً، والهدف من وراء ذلك هو الحفاظ على البذور عند مستويات مناسبة من الرطوبة. أن أكياس الورق العادي و القماش أقل المواد كفاءة، بينما المواد البلاستيكية متوسطة الكفاءة، أما العلب المعدنية فهي أعلى المواد كفاءة في المحافظة على رطوبة البذور عند مستواها الأولي (الذي خزنت عليه 5 % تقريباً). أن مثل هذه العلب التي تقاوم الرطوبة بالكامل و تعزل البذور بإحكام، ذات فعالية في التخزين لفترات طويلة تصل إلى عشرات السنين.

o      المحميات كمصدر لبذور الأنواع النباتية الرعوية المهددة:

بمقدورنا حماية و صيانة التنوع الوراثي لنباتات المراعي وذلك بإنشاء المحميات الرعوية الطبيعية. كما يمكننا استخدام هذه المحميات في إنتاج البذور اللازمة لبرامج تحسين و استزراع المراعي المتدهورة. ويمكننا حماية الطرز البيئية المختلفة للأنواع الرعوية كمايلي:

1- دراسة الطرز البيئية للنوع النباتي ومقارنتها في حقول إكثار خاصة :

تتم الدراسة لمعرفة الفروق بين الطرز المختلفة وذلك بما يتعلق بالتكيف البيئي أو الإنتاجية أو الصفات المظهرية. وبهذه الحالة يمكن توسيع نطاق انتشار الطراز البيئي ولكن بشرط أن يكون التكاثر خضرياً لتفادي الخلط بينه وبين طرز بيئية أخرى في نفس المحطة عن طريق حبوب اللقاح. ولكي يكون الطراز البيئي ممثلاً يجب جمع البذور من عشر أمهات بذرية مختلفة و مبعثرة في موقع الجمع و يجب أن يضم حقل الإكثار أكثر من مئة نبات حي.

2- حفظ النباتات بصورتها الحية :

ويمكننا القيام بذلك في المحميات الرعوية أو في حقول إكثار البذور وذلك بزراعة عشرات النباتات للنوع الواحد وإبقاءها حية. وتتم عملية الإكثار إما من بذور الأمهات لنفس الطراز البيئي أو خضرياً من فروع أو ريزومات ممثلة للطراز البيئي بشكل سليم.

3- حماية النباتات البرية الطبيعية :

يعتبر نمو العشيرة الطبيعية  Natural population في وسطها الطبيعي من أنسب الطرق وذلك للمحافظة على سلالة النوع النباتي الهدف، سواء للتطور النباتي أو التفاعل مع عوامل الوسط المحيط أو المحافظة على التنوع الوراثي للعينة. و يوجد عدة أشكال من المحميات الطبيعية في العالم المتقدم لهذا الغرض، كذلك يوجد في العالم العربي و المملكة العربية السعودية بعض المحميات الطبيعية والتي يمكن استغلالها لهذا الغرض.

و يوجد هناك فرق أساسي بين المحميات الطبيعية و الحفاظ على التنوع الوراثي في الأنواع النباتية الرعوية المهددة للانقراض،  و ذلك لأن المقصود بالحفاظ على التنوع الوراثي هو الحفاظ على جميع السلالات و الطرز المتوفرة لهذا النوع و المنتشرة ضمن كامل منطقة التوزيع الجغرافي. و لتحديد مدى الحماية يلزم:

أولاً - دراسة تصنيفية وبيئية للأنواع النباتية المهددة بالانقراض لتحديد مدى الحاجة لحمايتها.

ثانياً - تحديد ما هي الطرق و الوسائل اللازمة و المناسبة للحماية و إعطائها الصيغة والمبرر القانوني والبيئي و الاقتصادي وذلك ليكون هناك تعاون بين المؤسسات المحلية و الدولية المعنية بهذا المجال. 

ثالثاً -  توفير التسهيلات اللازمة لاستخدام المادة النباتية المحمية في برامج التحسين والحماية الوراثية محلياً أو عالمياً.

المملكة العربية السعودية :

الموقع و الأهمية الوراثية النباتية :

تتميز بموقعها الفريد بين أربع مراكز نشوء هي :

مركز الشرق الأدنى إلى الشمال الشرقي – مركز البحر المتوسط إلى الشمال الغربي – المركز الهندي إلى الجنوب الشرقي – مركز الحبشة إلى الجنوب الغربي . مما يزيد من فرص انتقال الأصول الوراثية النباتية.

التنوع في جيومورفولوجية المملكة ساعد على زيادة الغطاء النباتي و التنوع الوراثي .                

تأثير التوسع في الإنتاج الزراعي على الأصول الوراثية النباتية :

·       كان من نتيجة تطبيق التقنيات الحديثة في الزراعة واستيراد البذور وانتشار زراعتها في المملكة ضعف الإهتمام بالأصناف المحلية التي ربما تعرض بعضها للإنقراض مثل ( القمح و الشعير والبرسيم ).

·       أدت زيادة الرقعة الزراعية إلى تعرض كثير من المراعي إلى التدهور بشكل أو بآخر .

قرر المجلس الدولي للأصول الوراثية النباتية أن شبه الجزيرة العربية ضمن أكثر المناطق إحتياجا إلى جمع الأصول الوراثية النباتية.

بناء على ماسبق فإن حفظ الأصول الوراثية للمحاصيل الزراعية بالمملكة يجب إعطاؤه أهمية قصوى . ويجب التركيز أولا على الأنواع الأكثر تعرضا للإنقراض والأنواع ذات الأهمية الوراثية المستوطنة في شبه الجزيره العربية .

الدراسات التي تمت حول موضوع الأصول الوراثية النباتية في المملكة العربية السعودية :

يشير تقرير صدر عام 1995 للقيام برحلة استكشافية واحدة لجمع المصادر الوراثية للسلالات والأصناف المحلية في منطقة واحدة من مناطق المملكة .

 ويقول التقرير :

إن جمع السلالات والأصناف المحلية وتعريفها وحفظها يجب أن يبدأ بالسرعة العاجلة نظرا للتحول الخطير الذي حدث بعد استيراد بذور ذات جودة وانتاجية عالية وهذا ماصرف المزارعين عن استخدام الأصناف القديمة في الإنتاج الزراعي .       

المراجع:

§  الجزء الاول والثاني من مجلة العلوم والتقنية العدد السادس والستون والسابع والستون التنوع الإحيائي  , ربيع الآخر 

§  الموقع الالكتروني للمنظمة الأغذية والزراعة في مجال تربية النباتات والتكنولوجيا الحيوية.

§  ناصر الخليفة , أحمد العبدالقادر , تاج الدين نصرون , أحمد الفرحان ( 2003) : التقرير السنوي الثاني مشروع بحث   ( أت )  20 -81   (( إعادة تأهيل أشجار وشجيرات الحطب بالمملكة  ))  بحث مدعم من مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية.

§         مجلة المجلة    د. محمد خليفة.. رئيس البنك القومي للجينات .