رشد سریع زیست فناوری در دهه های اخیر و قابلیت های عظیم آن در زمینه علوم مختلف از جمله پزشکی، کشاورزی، دامپروری، محیط زیست، صنعت و معدن و غیره و ایجاد فرآورده های نسبتاً زیاد حاصل از آن توجه دانشمندان و دولتمردان کشورهای جهان را به خود جلب کرده است.

صاحب نظران معتقدند این علم بیش از سایر علوم شناخته شده بشری می تواند چهره جهان و محیط زیست انسان را متحول و دگرگون سازد. اکنون محققان این دانش در کشورهای پیشرفته جهان با در اختیار داشتن امکانات صنعتی و به خدمت گرفتن توانمندی های سایر علوم، مواد و عناصر ژنتیکی را مورد بررسی و شناسایی قرار داده و آنها را تفکیک می کنند یا با استفاده از روش های مختلف ترکیبات جدید و تازه ای به وجود می آورند. آنها می توانند با ایجاد نظم و ترتیب دوباره در این مواد برنامه و آرایش مجددی برای آنها مطرح کنند. این فناوری علاوه بر فواید بسیار از توانمندی هایی برخوردار است که در صورت بهره برداری نابجا می تواند به بروز آسیب های خطرناکی در موجودات زنده و محیط زیست منجر شود.


تاکنون آثار زیان آور و ابعاد مخاطره آمیز محصولات مهندسی ژنتیک و زیست فناوری به طور قطعی از نظر علمی به اثبات نرسیده است. اما دانشمندان و متخصصان این رشته نمی توانند آثار منفی احتمالی این محصولات را بر محیط زیست و سلامت انسان ها نادیده بگیرند. در طول تاریخ همواره برخی از افراد یا گروه ها برای رسیدن به اهداف تجاری، اقتصادی، سلطه طلبی و نیات غیرانسانی خود، منافع عمومی و مسائل اخلاقی را زیر پا گذاشته و قربانی امیال شخصی کرده اند. اولین مورد شبیه سازی (کلونینگ) حیوانات با استفاده از مهندسی ژنتیک در 1997 در اسکاتلند انجام شد. در این سال «یات ویلموت» و همکارانش از آمیزش سلول پستانی میشی 6 ساله و سلول تخمک فاقد هسته از میش دوم و قرار دادن آن درون رحم میش دیگری، موفق به اولین شبیه سازی شدند و حیوان حاصل را نیز «دالی» نامیدند. در حقیقت دالی اولین محصول جانوری مهندسی ژنتیک بوده که قدرت حیات داشت. بعدها دالی های دیگری توسط دانشمندان ژاپنی، امریکایی، انگلیسی، استرالیایی و“ با همان روش مشابه به وجود آمدند. در اواخر سال 2002 اولین مورد شبیه سازی انسان نیز گزارش شد.

در عرصه کشاورزی و محیط زیست نیز به منظور تولید گیاهان مقاوم به آفات و بیماری ها و تولید محصول با کیفیت برتر، مهندسی ژنتیک قدم های بسیار مهمی برداشته است به طوری که کشورهای امریکا، کانادا، آرژانتین و چین در این زمینه موفق به تولید ذرت، گندم، برنج، پنبه، سیب زمینی، سویا و کدوی مقاوم به علف کش ها، قارچ ها و ویروس ها و همچنین محصولات با بازدهی غذایی بالاتر شده اند. هم اکنون سطح زیر کشت گیاهان تغییر یافته ژنتیکی (GMO) به حدود 60 میلیون هکتار می رسد. امروزه 6 میلیون نفر از کشاورزان در 16 کشور مختلف به کشت و کار گیاهان تغییر یافته ژنتیکی مشغول هستند. مهندسی ژنتیک و تغییرات در گیاهان زراعی، تولید گیاهان با مقاومت مطلق در مقابل آفات و امراض نباتی و بی نیاز از کاربرد سموم خطرناک تحولی را در کشاورزی ایجاد کرده است که سرنوشت اقتصادی، اجتماعی و بعضاً سیاسی بسیاری از کشورها را تحت تاثیر خود قرار داده است.

 

 اصولاً دو دسته محصولات دستکاری شده ژنتیکی وجود دارد:

1- ((Gentically Modified Organisms

 (GMO)  یا فرآورده های غذایی تغییر یافته ژنتیکی که از فرآورده های اصلاح شده با روش های مهندسی ژنتیک متفاوت است.

2- (Living Modified Organisms)

(LMO)   یا موجودات زنده تغییر یافته ژنتیکی نظیر حیوانات و گیاهان اصلاح ژنتیکی شده.

طرفداران محیط زیست نگرانی هایی را در مورد استفاده از گیاهان اصلاح ژنتیکی شده و رهاسازی GMOها در محیط زیست دارند که برخی از این نگرانی ها عبارتند از

 - امکان انتقال افقی ژن هایی که به گیاهان زراعی منتقل شده اند. ممکن است گونه مجاور یک علف هرز باشد و با این انتقال ژنی، شرایط لازم برای برخورداری بهتر از محیط برای رشد و افزایش قدرت و تهاجم در اختیارش قرار گیرد.

 - افزایش مقاومت در موجودات هدف یا حساسیت در موجوداتی که هدف برنامه های اصلاحی و انتقال ژن نیستند.

- افزایش استفاده از مواد شیمیایی (مانند سموم علف کش) در کشاورزی.

- تظاهر غیرقابل پیش بینی یا پیش بینی نشده ژن های منتقل شده و یا ناپایداری تظاهر ژن های منتقل شده.

علاوه بر این در کشاورزی پایدار به منظور حفظ محیط زیست به جای کودهای شیمیایی از کودهای بیولوژیک استفاده می شود که با روش بیوتکنولوژی تولید می شوند. این کودها از میکروارگانیسم های مختلف هستند، عده ای قادر به تثبیت ازت بوده و عده ای دیگر نیز قادر به حل کردن املاح فسفات و پتاسیم و آمونیم خاک هستند. امروزه استفاده از منابع طبیعی زنده یکی از موضوعات مهم محیط زیست است. خطرات احتمالی حاصل از آزادسازی ارگانیسم های تغییریافته ژنتیکی برای محیط زیست عبارتند از:

 

1-اثرات آنتاگونیستی روی میکروارگانیسم های مفید خاک.

2-تاثیر افزایش بیش از حد ارگانیسم های آزاد شده به محیط و تاثیر بقای آنها بر اکوسیستم.

3-اثرات مستقیم و غیرقابل انتظار در گونه ها به جز گونه های هدف.

4-بیماری زایی میکروارگانیسم نسبت به گیاهان، حیوانات و تغییرات در میزبان.

انتقال ویژگی نامطلوب به ارگانیسم های دیگر از جمله وارد کردن ژن به یک ارگانیسم، آزادسازی تصادفی و عمدی به محیط زیست، بقا و تکثیر ارگانیسم در محیط تماس با گونه های دیگر و اکوسیستم. همه ارگانیسم های تغییریافته ژنتیکی به محیط آزاد نمی شوند و اگر در محیط رها شوند، قادر به تکثیر نیستند، اما ممکن است برخی از ارگانیسم های تغییریافته دارای ژن های جدید مضری باشند. بنابراین باید تمام خطرات حاصل از ارگانیسم های تغییریافته مورد ارزیابی قرار گیرند زیرا این خطرات در ارگانیسم های مختلف متفاوت است. میکروب های تغییریافته ژنتیکی شامل باکتری های تثبیت کننده نیتروژن، باکتری های مقاوم به سرما و یخبندان و میکروب های تصفیه کننده خاک می شوند. اگر باکتری های مقاوم به سرما پس از تولید (برای کاهش آسیب یخبندان) در محیط آزاد شوند، می توانند بر بارش برف و باران اثر بگذارند و گرچه آزادسازی این محصولات، به موجود امکان زندگی در آب های سردتر را می دهد، ولی گاه زیستگاه طبیعی ماهی ها را تغییر می دهند و در نتیجه امکان فراهم کردن غذا برای آنها کاهش می یابد.

ازجمله باکتری های تغییریافته ژنتیکی که به طبیعت آسیب می رساند می توان برخی از گونه های باکتری سودوموناس، کلبسیلا، باسیلوس و ریزوبیوم با قابلیت تجزیه لیگنین، سلولز و همی سلولز و تولید اتانول را نام برد که پس از رها شدن در طبیعت مواد مغذی خاک از جمله نیتروژن را از بین می برند.به هر حال ممکن است آزادسازی گونه یی از ارگانیسم های تغییریافته ژنتیکی که به طور معمول در طبیعت زندگی نمی کنند، برای محیط خطرناک باشند. پس در استفاده از فناوری زیستی همه نکات مثبت و منفی آن را باید در نظر گرفت تا مبادا دستاوردهای بیوتکنولوژی روزی به سرنوشت استفاده از رادیوایزوتوپ ها و مواد شیمیایی گرفتار نشوند. نامحسوس بودن خطرات یا وجود نکات مبهم در زمینه استفاده از روش های مهندسی ژنتیک دلیلی بر فقدان خطرات احتمالی نیست. به همین دلیل تعداد بی شماری از کشورهای صنعتی و افراد متعهد در سطح بین المللی تصمیم گرفتند ضوابطی برای جلوگیری از خطرات احتمالی ناشی از کاربری روش های مهندسی ژنتیک تدوین کنند تا تمام دانشمندان، محققان و کاربران را به رعایت آنها تشویق کنند. حتی برای اجرای این ضوابط به صورت قوانین و مقررات ملی و بین المللی لازم الاجرا، تلاش های زیادی صورت گرفته است. به طور کلی باید بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک نیز مانند هر نوع فناوری دیگر با نظارت و کنترل به کار گرفته شود، زیرا اثرات آن در کوتاه مدت نامشهود است. به علاوه ممکن است روش های مورد استفاده در مهندسی ژنتیک پس از قرار گرفتن در دسترس متخصصان غیرمتعهد، جامعه را به مخاطره بیندازد.

اگر چه سابقهٔ فعالیت در عرصهٔ بیوتکنولوژی نوین در کشور به بیش از دو دهه می‌رسد و در این مدت اقداماتی نیز برای بهره‌گیری از این فناوری انجام شده است، اما باید بررسی شود که این اقدامات تا چه میزان بر مبنای نیازها و مزیت‌های نسبی کشور بوده‌اند.

چنین می‌نماید که روند حرکت بیوتکنولوژی در کشور مطابق با سیاست‌های تعدادی از کشورهای پیشرفته بوده و سیاست بومی و ملی در این خصوص وجود نداشته است. ایجاد یک سری از موج‌های مقطعی در کشور همچون تهیهٔ نهال خرما، تولید واکسن هپاتیت، تولید اینترفرون، تولید هورمون رشد و غیره نشانهٔ این تأثیرپذیری و دنباله‌روی مطلق از جریانات بین‌المللی است. متأسفانه در این روند، برخی از حوزه‌های کاربردی بیوتکنولوژی که متناسب با شرایط کشور بوده و از بازار بزرگی نیز در سطح ملی و بین‌المللی برخوردار هستند، مورد کم توجهی قرار گرفتند.

لازم به ذکر است که اغلب این موارد از سطح دانش و تکنولوژی نسبتاً ساده‌ای برخوردار هستند و کشور نیز در این زمینه‌ها از مزیت نسبی مناسبی برخوردار است. البته از آنجایی که بیوتکنولوژی یک فناوری است تا علم، بنابراین تأکید مطلب حاضر بر توان تولید و صنعتی کردن حوزه‌های ذکر شده است تا انجام تحقیقات بنیادی و تولید علم، چرا که در برخی از مواردی که با نام حوزه‌های کمتر توجه شده در ذیل معرفی شده‌اند، سابقهٔ تحقیقات حتی به اوایل دههٔ پنجاه شمسی برمی‌گردد. اما نشانی از آنها در صنعت و بازار یافت نمی‌شود:

طبق آمارهای رسمی، سهم بخش کشاورزی کشور از تولید ناخالص ملی حدود ۲۵ درصد است که از این میزان، ۴۵ درصد مربوط به دامپروری است.

بنابراین، حوزهٔ دامپروری، بدون شک یکی از مهم‌ترین بخش‌های اقتصادی و قابل توجه در کشور می‌باشد. البته چنانچه به نقش این حوزه، در تأمین بخش عمده‌ای از نیازهای غذایی و پروتئینی کشور نیز اشاره شود، اهمیت استراتژیک آن در حفظ استقلال ملی نیز روشن خواهد شد.

بنابراین، اگر به کمک بیوتکنولوژی و روش‌های به نژادی، بتوان بازده و بهره ‌وری این صنعت را افزایش داد، سود کلانی نصیب تولیدکنندگان، مصرف‌کنندگان و اقتصاد ملی خواهد شد.

 به طور کلی، مهم‌ترین موارد کاربردی بیوتکنولوژی در حوزهٔ دام، طیور و آبزیان عبارتند از

-تولید واکسن‌ها و داروهای حیوانی

-تولید کیت‌های تشخیصی ( برای تشخیص بیماری‌ها، خصوصیات مهم جانوری، و غیره)

-انتخاب براساس مارکر

-به‌نژادی به کمک بیوتکنولوژی

-ایجاد بانک‌های ژن جانوری

-تولید حیوانات تراریخته

-کلونینگ

به نظر می‌رسد سه مورد نخست از موارد فوق با توجه به نیروهای انسانی، مؤسسات تحقیقاتی و تولیدی موجود کشور از امکان‌پذیری بیشتری برخوردار بوده و لذا می‌توان توجه بیشتری به این حوزه‌ها معطوف داشت.

به عنوان مثال، با استفاده از تکنیک انتخاب براساس مارکر می‌توان در بدو تولد تشخیص داد که یک دام دوقلوزا هست یا خیر. در صورت اطلاع از این موضوع، می‌توان از دام‌های دوقلوزا در ازدیاد نسل و از سایر دام‌ها در تولید فرآورده‌ای دیگر استفاده کرد. در این صورت، به جای تحمل ۵۰ میلیون گوسفند به مراتع کشور که در نهایت منجر به تولید ۳۰ میلیون بره شوند، می‌توان با ۲۰ میلیون گوسفند به این بازدهی دست یافت و فشار بر مراتع را تا حد زیادی کاهش داد.

 

استفاده از بیوتکنولوژی در صنعت دامپروری

امروزه از روش‌های مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی، در صنایع پرورش دام، طیور و آبزیان به منظور اصلاح نژاد، افزایش کمی و کیفی محصول و مقابله با بیماری‌ها به طور گسترده‌ای بهره‌گیری می‌شود.

ایران نیز به لحاظ دامپروری و تولید فرآورده‌های دامی دارای مزایای نسبی فراوانی است؛ به طوری که تقریباً تمام دام‌های ارزشمند، در ایران قابل پرورش و نگهداری هستند. این مزیت، صنعت تولید دام و فرآورده‌های آن را در کشور در زمرهٔ صنایع پردرآمد و مهم قرار داده است. در این بین، بیوتکنولوژی با توجه به کاربردهای وسیع آن، می‌تواند در توسعه و ارتقای صنعت مذکور نقش به سزایی ایفا نماید.

1ـ فرآورده‌ها و محصولات میکروبی

برخی از فرآورده‌های میکروبی که کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف دارند، از این جهت دارای اهمیت هستند که معمولاً از سطح دانش و فناوری پایین‌تری برخوردار بوده و سابقهٔ بهره‌گیری از آن به سال‌های دور باز می‌گردد. در این خصوص، غالباً میکروب‌هایی از طبیعت استخراج می‌شوند و پس از مراحل غربال‌گری، بهترین آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. ضمن این که برای ارتقای عملکرد این میکروب‌ها می‌توان از روش‌های اصلاحی نظیر جهش ‌زایی، مهندسی ژنتیک، نوترکیبی وغیره استفاده کرد.

نکتهٔ قابل تأمل در این مورد، دستیابی به جوامع متنوع میکروبی است که خوشبختانه از این حیث، کشور از مزیت نسبی خوبی برخوردار است؛ جداسازی باکتری‌های پربازده هضم‌کنندهٔ مواد نفتی از خلیج فارس و در آخرین مورد، تولید کود بیولوژیک بارور ۲ از میکروارگانیسم‌های بومی کشور و ده‌ها مورد مشابه از مصادیق بارز این ادعا هستند. متأسفانه علیرغم کاربردها و مزایای بسیار، تاکنون از قابلیت‌های کشور در این زمینه کمتر استفاده شده است. در ذیل به برخی از این فرآورده‌ها، موارد کاربرد و اهمیت آن‌ها اشاره شده است:

1ـ۱ـ بیومس میکروبی

یکی از منابع اصلی تولید محصولات بیوتکنولوژی، بیومس (Bomass) میکروبی است. بیومس، در واقع به توده‌ای از سلول‌های میکروبی اطلاق می‌گردد که برای کاربردهای مختلف تکثیر می‌شوند.

از جمله کاربردهای بارز بیومس میکروبی، می‌توان به استفاده از آن‌ها به عنوان مخمرهای نانوایی، خوراک دام و طیور و مکمل‌های آن، افزودنی‌های غذایی، آفت‌کش‌ها و کودهای بیولوژیک اشاره نمود.
اهمیت اقتصادی

یکی از مهم‌ترین انواع آفت‌کش‌های بیولوژیک جهان، بیومس حاصل از نوعی باکتری موسوم به باسیلوس تورنژینسیس (Bacillus thuringiensis) است.

یکی از عمده‌ترین موارد کاربرد بیومس میکروبی، استفاده از آن‌ها به عنوان غذا و افزودنی‌های غذایی است. ارزش بازار جهانی طعم دهنده‌های غذایی در سال ۲۰۰۰ حدود ۱/۱ میلیارد دلار بوده است. اهمیت اقتصادی بیومس میکروبی تا به حدی است که محققان کشور کوبا با استفاده از ضایعات نیشکر و تکنولوژی تخمیر، اقدام به تهیه و تولید پروتئین‌های تک یاخته (SCP) نموده‌اند تا کشور را از واردات خوراک دام و سویا بی‌نیاز نمایند.

لازم به ذکر است که در حال حاضر، واردات خوارک دام و طیور و مکمل‌های آن به کشور بیش از یک میلیارد دلار در سال است؛ از طرفی تولید پروتئین تک یاخته یکی از راهکارهای بیوتکنولوژی برای رفع این مشکل در کشور است، ضمن اینکه مواد خام اصلی برای تولید SCP، ضایعات کشاورزی، متانول،‌ نفت و گاز است که در همهٔ این موارد، کشور از مزیت بسیار مناسبی برخوردار است .

۲ـ1ـ صنایع تخمیری بیوتکنولوژی

صنایع تخمیری که طیف وسیعی از حوزه‌های مرتبط با میکروارگانیسم‌ها و بیوتکنولوژی را دربرمی‌گیرند از قدیمی‌ترین شاخه‌های فناوری زیستی به شمار می‌آیند. الکل‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها، اسیدهای آلی، آنزیم‌ها و بسیاری از ترکیبات مورد استفاده در صنایع غذایی، دارویی و غیره بخشی از محصولات با ارزش تولید شده در این صنعت را تشکیل می‌دهند. آنزیم‌هایی نظیر پروتئازها، آمیلازها، لیپازها، سلولازها و غیره که مصرف بسیار زیادی در صنایع مختلف دارند از جمله مهم‌ترین تولیدات بیوتکنولوژی صنعتی به شمار می‌روند.

اهمیت اقتصادی

آنزیم‌ها که در واقع کاتالیست‌های زیستی به دست آمده از باکتری‌ها و قارچ‌های گوناگون هستند، سالانه به میزان زیادی تولید شده و بازار بسیار بزرگی از محصولات بیوتکنولوژیک را به خود اختصاص می‌دهند.
در چند سال اخیر، ارزش بازار جهانی آنزیم‌های صنعتی میکروبی که بخش عمدهٔ آن ( بیش از ۵۰ درصد) توسط شرکت دانمارکی Novo Nordisk A/S تولید و عرضه می‌شود،‌ سالیانه به بیش از ۸/۱ میلیارد دلار رسیده است.

تولید ویتامین‌ها، اسیدهای آمینه، اسیدهای آلی و بیوپلیمرها از دیگر عرصه‌های سودآور بیوتکنولوژی صنعتی است.

تولید اغلب آنتی بیوتیک‌ها نیز با استفاده از روش‌های تخمیری و بیوتکنولوژیک صورت می‌گیرد که به سبب کاربرد بسیار گسترده در درمان عفونت‌ها، از اهمیت و ارزش اقتصادی بالایی برخوردار هستند.

در حال حاضر بیش از ۱۶۰ آنتی‌بیوتیک مختلف توسط صنایع تخمیری بیوتکنولوژی در جهان ساخته می‌شوند که ارزش کل بازار جهانی آن‌ها بیش از ۲۳ میلیارد دلار تخمین زده شده است.

2ـ بیوتکنولوژی غذایی

به لحاظ تعریف، بیوتکنولوژی غذایی عبارت است از: استفاده از سلول‌های زنده یا بخشی از آن‌ها، به منظور تولید یا اصلاح محصولات غذایی یا مواد افزودنی مورد استفاده در صنایع غذایی. برای مثال، به‌کارگیری مستقیم تودهٔ سلولی میکروارگانیسم‌ها به عنوان پروتئین تک یاخته، استفاده از میکروب‌ها در تولید محصولات غذایی تخمیری نظیر ماست و پنیر و محصولات گوشتی تخمیر شده، پرورش قارچ‌های خوراکی، تولید سس‌های متنوع، طعم‌دهنده‌ها، شیرین‌کننده‌ها و افزودنی‌های خوارکی، آنزیم‌های مورد استفاده در صنایع غذایی، ویتامین‌ها و اسیدهای آمینه و آلی تنها گوشه‌ای از کاربردهای بسیار متنوع بیوتکنولوژی در صنایع غذایی هستند.

 استفاده از باکتری‌های مفید ( پروبیوتیک) که به منظور درمان یا مقابله با بیماری‌های روده‌ای، اصلاح جمعیت میکروبی بدن و تولید ویتامین‌ها، به برخی از مواد غذایی مانند ماست و دیگر فرآورده‌های لبنی افزوده می‌شوند، نیز از حوزه‌های بسیار جذاب بیوتکنولوژی مواد غذایی محسوب می‌شوند.

اهمیت اقتصادی

بازار جهانی صنایع مربتط با بیوتکنولوژی غذایی به دلیل گستردگی و تنوع بسیار زیاد آن، ارقام قابل توجهی را نشان می‌دهد. به عنوان مثال در سال ۲۰۰۳، ارزش بازار جهانی امولسیون‌کننده‌های غذایی بیش از یک میلیارد دلار بوده است که در این بین لیسیتین ( پرمصرف ‌ترین امولسیفایر غذایی) که یکی از فرآورده‌های مهم بیوتکنولوژیک مورد استفاده در صنایع غذایی به شمار می‌رود، به تنهایی رقمی بیش از ۲۵۰ میلیون دلار را به خود اختصاص داده است.

جالب است بدانیم که در حال حاضر، با استفاده از میکروارگانیسم‌ها و روش‌های بیوتکنولوژی، سالانه بیش از ۲۷۰۰۰۰ تن اسید سیتریک به ارزش حدود ۴/۱ میلیارد دلار در جهان تولید می‌شود که بخش اعظم آن در صنایع غذایی به مصرف می‌رسد.
آنزیم‌های مورد استفاده در صنایع غذایی انسان و دام، بیشترین سهم را از بازار آنزیم‌های صنعتی به خود اختصاص داده‌اند.

 وضعیت بازار جهانی آنزیمهای صنعتی

نوع صنعت

سهم بازار جهانی

میلیون دلار

درصد

غذایی

545

34

نشاسته

175

11

شوینده ها

550

4/34

مسنوجات

175

11

چرم

45

8/2

کاغذ

20

2/1

سایر

90

6/5

جمع

1600

100

3ـ بیوتکنولوژی دریایی

بیوتکنولوژی دریایی یکی از حوزه‌های در حال رشد و بکر این فناوری است که به کمک آن، از جانداران دریایی مانند ماهی، جلبک و یا باکتری‌ها به طور مستقیم و غیرمستقیم برای تولید فرآورده‌های ارزشمند بیولوژیک استفاده می‌شود.

با توجه به پتانسیل بالای مناطق دریایی و تنوع عظیم موجودات آبزی، تاکنون محصولات فراوانی از آن‌ها استحصال شده است که از آن جمله می‌توان به مواد دارویی، آنزیم‌ها، مواد مولکولی بیولوژیک, کیت‌های تشخیصی، آفت‌کش‌های زیستی، بیوماس جهت تولید انرژی و غیره اشاره کرد. از جمله ویژگی‌های محصولات و فرآورده‌های دریایی، وجود ترکیبات هالوژنه در آن‌ها است، که غالباً نمی‌توان آن‌ها را از موجودات خشکی‌زی به دست آورد. علاوه براین، میکروارگانیسم‌های دریایی، منبع غنی از ژن‌های متنوع هستند که می‌توان از آن‌ها برای تولید داروها و فرآورده‌های بیولوژیک جدید استفاده کرد.

اهمیت اقتصادی

انتظار براین است که بازار جهانی فرآورده‌های بیوتکنولوژی دریایی، به غیر از کشور آمریکا، تا سال ۲۰۰۷، رشد سریعتری معادل ۴/۶ درصد داشته باشد. بنابراین پیش‌بینی می‌شود که بازار جهانی فرآورده‌ها و فرآیندهای بیوتکنولوژی دریایی، تا سال ۲۰۰۷ به بیش از ۳ میلیارد دلار برسد. در حال حاضر، دو کشور امریکا و ژاپن، پیشگامان اصلی صنعت بیوتکنولوژی دریایی جهان هستند. توسعه بیوتکنولوژی دریایی در این دو کشور ، مرهون سرمایه‌گذاری آنها در دو دههٔ گذشته است؛ به عنوان مثال، در سال ۱۹۹۲، ایالات متحده و ژاپن به ترتیب ۴۰ و ۵۱۹ میلیون دلار در زمینهٔ بیوتکنولوژی دریایی سرمایه‌گذاری کردند.

با توجه به آمار و ارقام فوق و وجود حدود ۳ هزار کیلومتر مرز آبی و چندین دریاچه در ایران، به نظر می‌آید که بیوتکنولوژی دریایی می‌تواند زمینهٔ مناسبی جهت سرمایه‌گذاری و کسب درآمد برای کشور باشد. علیرغم وجود این پتانسیل مناسب، در ایران سرمایه‌گذاری ناچیزی در این زمینه صورت گرفته است؛

4ـ تولید متابولیت‌های ثانویهٔ گیاهی ( شامل داروهای گیاهی)

متابولیت‌های ثانویهٔ گیاهی ترکیباتی هستند که توسط سلول‌های گیاه تولید می‌شوند اما غالباً به مصرف خود گیاه نمی‌رسند. این متابولیت‌ها کاربردهای مختلفی در صنایع گوناگون و به ویژه پزشکی دارند.

اسانس‌ها و مواد معطر، مواد مؤثره دارویی، فرمون‌ها،‌ حشره‌کش‌ها، علف‌کش‌ها، قارچ‌کش‌ها،‌ هورمون‌های گیاهی و مواد آللوپاتیک ( ایجاد کننده انواع مقاومت‌ها و یا بازارنده رشد و نمو ) از این جمله هستند. در این میان ترکیبات دارویی و اسانس‌ها دارای اهمیت ویژه‌ای هستند. از آنجایی که کشور ما، از تنوع گیاهی مطلوبی برخوردار است، این زمینه می‌تواند در بحث بیوتکنولوژی کشاورزی در مورد توجه ویژه قرار گیرد.

اهمیت اقتصادی

قیمت متابولیت‌های ثانویه معمولاً بسیار بالا است، به طوری که فروش محصولات دارویی مانند شیکونین (Shikonin) یا دیجیتوکسین (Digitoxin) و یا عطرهایی همچون روغن جاسمین(Jasmin) از چند دلار تا چند هزار دلار به ازای هر کیلوگرم تغییر می‌کند. همچنین قیمت هر گرم از داروهای ضد سرطان مانند وین بلاستین (Vinblastin)، وین کریستین (Vincristin)، آجمالیسین (Ajmalicine) و تاکسول (Taxol) به چند هزار دلار می‌رسد. به عنوان مثال، تاکسول یکی از ترکیبات دارویی است که از پوست درخت سرخدار (Taxus brevifolia L.) به دست می‌آید و در درمان سرطان‌های سینه و تخمدان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ضمن اینکه آزمایش‌های متعددی برای بررسی اثر این دارو بر روی انواع سرطان‌ها مانند سرطان خون، غدد لنفاوی، ریه، روده بزرگ، سر و گردن وغیره در دست انجام است. طبق گزارش اعلام شده از سوی سازمان هلال احمر ایران، میزان ارز تخصیص یافته برای خرید هر گرم تاکسول تا ۵/۲ میلیون تومان نیز رسیده است.

از آنجایی که رشد این درخت به کندی صورت می‌گیرد و منابع دسترسی به این گیاه محدود بوده و در عین حال برای درمان یک بیمار سرطانی، حدود ۲۸ کیلوگرم از پوست درخت سرخدار لازم می‌باشد که این مقدار معادل پوست سه درخت یکصد ساله است، لذا تولید این دارو به روش استخراج از پوست درخت، مقرون به صرفه نیست. به همین دلیل در حال حاضر، این متابولیت را با استفاده از روش کشت سلولی و در شرایط آزمایشگاهی تولید می‌نمایند.

با این روش، تولید یک گرم از داروی تاکسول حدود ۲۵۰ دلار هزینه دارد، در حالی که با قیمتی حدود ۲۰۰۰ دلار در بازار عرضه می‌گردد. شایان ذکر است گونه‌ای دیگر از این درخت با نام علمی Taxus bacata L وجود دارد که در جنگل‌های شمال کشور دارای پراکندگی زیادی می‌باشد اما تاکنون ارزیابی دقیقی از لحاظ میزان تاکسول در این گونه و امکان‌سنجی تولید آن به طور جدی صورت نگرفته است.

به نظر می‌رسد، بخش اعظمی از ضعف کشور در تولید متابولیت‌های ثانویه مربوط به عدم توجه کافی به بیولوتکنولوژی گیاهان دارویی است، چرا که بخش اعظم متابولیت‌های گیاهی را ترکیبات دارویی تشکیل می‌دهند. در واقع بیوتکنولوژی گیاهان دارویی نیز همانند همتای دریایی خود در کشور مورد کم‌توجهی شدیدی واقع شده و تعداد نیروهای متخصص فعال در این عرصه بسیار ناچیز است.

5ـ کاربرد بیوتکنولوژی در بخش جنگل و مرتع

سطح جنگل‌های کشور بالغ بر ۱۲ میلیون هکتار است که از این مقدار، حدود ۵/۱ میلیون هکتار جنگل‌های صنعتی خزری، ۵/۴ میلیون هکتار جنگل‌های منطقه زاگرس و بقیه جنگل‌های پراکندهٔ مرکزی، جنوبی و ارسباران است. جنگل‌ها علاوه بر این که به عنوان دستگاه تنفس زیست‌کره، از جمله اجزای بسیار حیاتی اکوسیستم به شمار می‌روند، نقش مهمی در تأمین مصنوعات چوبی و کاغذی، سوخت و تعداد زیادی از مواد مورد نیاز جامعه دارند.

لذا توجه بیش از پیش به تحقیقات بیوتکنولوژی در راستای احیای جنگل‌ها و بهینه سازی روش‌های استفاده از چوب، فراوری و افزایش بازده جنگل‌های طبیعی و دست کاشت و بهبود کیفی آن‌ها به منظور استفاده بهتر در بخش صنعت، نقش به سزایی در رفع نیازهای کشور و حفظ عرصه‌های جنگلی خواهد داشت.

اهمیت اقتصادی

عرصه‌های مرتعی کشور، با سطحی بالغ بر ۹۰ میلیون هکتار که حدود ۷۰ میلیون واحد دامی از آن تغذیه می‌کنند، اهمیت فوق‌العاده‌ای بر درآمد ناخالص ملی دارد، علوفهٔ تولیدی بخش مرتع، بالغ بر ۱۰ میلیون تن با ارزش ریالی بیش از ۲۵۰۰ میلیارد ریال است. اگر ارزش بخش مرتع در جلوگیری از فرسایش خاک و تأثیر آن در حفظ و ذخیره شدن نزولات آسمانی در خاک را نیز به این مقدار اضافه کنیم، نقش حیاتی آن در اقتصاد ملی بیشتر مشخص می‌شود.