2-2-4-1 نسبت برابری زمین…………………………………………………………………. 14

2-2-5 اهمیت کشت مخلوط لگوم و گراس…………………………………………………… 14

2-3-1 کاربرد کودهای شیمیایی و بیولوژیک در کشاورزی…………………………………… 15

2-3-2 کودهای بیولوژیک……………………………………………………………………….. 17

2-3-3 باکتری های حل کننده فسفات…………………………………………………………. 19

2-3-4 کود فسفر زیستی……………………………………………………………………….. 20

2-3-5 اهمیت و نقش کود زیستی فسفر………………………………………………………. 21

2-3-6 مکانیسم عمل باکتری­های محرک رشد گیاه……………………………………………… 22

2-3-6-1 تثبیت بیولوژیکی نیتروژن………………………………………………………………. 23

2-3-6-2  افزایش فراهمی عناصر غذایی…………………………………………………………. 23

2-3-6-3 حلالیت فسفر……………………………………………………………………………… 24

2-3-6-4 اثرات باکتری­های محرک بر رشد و مورفولوژی ریشه………………………………….. 25

2-3-6-5  تولید هورمون های گیاهی……………………………………………………………… 25

2-3-6-6 تحریک همزیستی بین گیاه و قارچ……………………………………………………….. 26

2-4 ذرت………………………………………………………………………………………………. 26

 

2-4-1 گستردگی گیاه ذرت………………………………………………………………………… 27

2-4-2 دلایل اهمیت ذرت در بین گیاهان زراعی………………………………………………… .28

اکولوژی ذرت……………………………………………………………………………………………. 28

2-5 خلر…………………………………………………………………………………………………. 29

2-5-1 اکولوژی خلر……………………………………………………………………………………… 30

2-5-2 ارزش غذایی و ترکیب شیمیایی گیاه خلر………………………………………………… 31

2-6 تأثیر کشت مخلوط بر عملکرد……………………………………………………………………. 32

2-7 تأثیر کشت مخلوط بر کیفیت علوفه………………………………………………………. 38

2-8 ارزیابی کشت مخلوط……………………………………………………………………………. 42

2-9 تأثیر کود فسفر زیستی بر عملکرد و کیفیت علوفه……………………………………………. 43

فصل سوم: مواد و روش ها

3- 1 مشخصات محل انجام آزمایش………………………………………………………………. 52

3-1-1 موقعیت جغرافیایی…………………………………………………………………………….. 52

3-1-2 اقلیم…………………………………………………………………………………………….. 52

3-2-2 مشخصات خاک محل آزمایش…………………………………………………………… 53

3-3 طرح و تیمارهای آزمایشی……………………………………………………………………. 53

3-4 ارقام مورد استفاده  …………………………………………………………………………….. 54

3-5 مراحل انجام آزمایش…………………………………………………………………………….. 55

3-5-1 تهیه زمین……………………………………………………………………………………… 55

3-5-2 کاشت…………………………………………………………………………………………… 55

3- 5-3 تنک و وجین کردن……………………………………………………………………….. 56

3-5-4 عملکرد و اجزای عملکرد دانه…………………………………………………………….. 56

3-5-5 ارزیابی کیفیت علوفه…………………………………………………………………………. 56

3-5-6 ارزیابی کشت مخلوط……………………………………………………………………….. 57

3-6 تجزیه آماری……………………………………………………………………………………… 58

فصل چهارم : نتایج و بحث

4-1 ذرت……………………………………………………………………………………………….. 60

4-1-1 وزن هزار دانه…………………………………………………………………………………. 60

4-1-2 تعداد ردیف در بلال ذرت…………………………………………………………………… 62

یک مطلب دیگر :

4-1-3 تعداد دانه در ردیف ذرت………………………………………………………………….. 62

4-1-4 عملکرد دانه ذرت………………………………………………………………………….. 64

4-1-5 عملکرد بیولوژیک ذرت………………………………………………………………………. 68

4-1-6 شاخص برداشت……………………………………………………………………………. 60

4-2 خلر………………………………………………………………………………………………… 73

4-2-1 تعداد غلاف در بوته خلر……………………………………………………………………….. 73

4-2-2 تعداد دانه در غلاف خلر…………………………………………………………………………. 75

4-2-3 وزن هزار دانه خلر……………………………………………………………………………… 77

4-2-4 عملکرد دانه خلر………………………………………………………………………………. .78

4-2-5 عملکرد بیولوژیک خلر………………………………………………………………………….. 81

4-2-6 شاخص برداشت خلر……………………………………………………………………….. 83

4-3 ارزیابی کشت مخلوط………………………………………………………………………….. 84

4-4 ویژگی های کیفی علوفه……………………………………………………………………….. 85

4-4-1 درصد ماده خشک قابل هضم (DMD)………………………………………………………. 85

4-4-2 الیاف نامحلول در شوینده های خنثی (NDF)…………………………………………… 89

4-4-3 الیاف نامحلول در شوینده های اسیدی (ADF)…………………………………………. 93

4-4-4 کربوهیدراتهای محلول در آب (WSC)……………………………………………………. 94

4-4-5  پروتئین خام (CP)…………………………………………………………………………… 97

4-4-6 در صد خاکستر (Ash)…………………………………………………………………….. 101

4-5- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………….. 102

پیشنهادات……………………………………………………………………………………………. 104

فصل پنجم : منابع

5-1 منابع……………………………………………………………………………………………… 106

چکیده:

به منظور بررسی اثرات کودهای فسفری زیستی و شیمیایی بر عملکرد و کیفیت علوفه در کشت مخلوط ذرت و خلر، در سال زراعی 89-1388 به طور همزمان دو آزمایش در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان و مزرعه مجتمع اقتصادی کمیته امداد امام خمینی (ره) دشتکار در بردسیر کرمان به اجرا درآمد. آزمایش در هر دو محل، به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوك­های كامل تصادفی با چهار تكرار اجرا شد. عوامل مورد بررسی شامل چهار سطح کود فسفری (فسفر زیستی، فسفر شیمیایی، 50 درصد فسفر زیستی +50 درصد فسفر شیمیایی و شاهد) و پنج الگوی کشت به روش جایگزینی (ذرت خالص و نسبت­های 75:25، 50:50 و 25:75 از ذرت و خلر و خلر خالص) بودند. تجزیه مرکب داده­ها نشان داد که اثر مکان بر عملکرد و اجزای عملکرد به جز وزن هزار دانه ذرت و خلر معنی­دار شد، به طوری­که وزن هزار دانه، عملکرد دانه و بیولوژیک و شاخص برداشت ذرت در کرمان به ترتیب 10، 19، 17 و 21 درصد بیشتر از بردسیر بود. در مقابل، تعداد دانه در غلاف، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک خلر در بردسیر به ترتیب 42، 5 و 7 درصد بیشتر از کرمان بود. تاثیر نسبت­های مختلف کشت مخلوط و کودهای فسفری بر وزن هزار دانه، تعداد دانه در ردیف، عملکرد دانه و بیولوژیک و شاخص برداشت ذرت معنی­دار شد. برهمکنش نسبت­های مختلف کشت مخلوط و کودهای فسفری بر تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف، عملکرد دانه و بیولوژیک و شاخص برداشت خلر معنی­دار گردید و حداکثر آنها از کشت مخلوط 25:75 ذرت و خلر، توام با مصرف50 درصد فسفر زیستی +50 درصد فسفر شیمیایی حاصل گردید. ارزیابی نسبت برابری زمین نشان داد که اجرای نسبت­های مختلف کشت مخلوط سبب افزایش نسبت برابری زمین به بیش از یک گردید و بیشترین آن (15/2) در کشت مخلوط 25:75 ذرت و خلر مشاهده شد. کربوهیدرات­های محلول در آب، قابلیت هضم ماده خشک، پروتئین خام، درصد خاکستر، الیاف شوینده خنثی، الیاف شوینده اسیدی به شدت تحت تاثیر نسبت­های کشت قرار گرفتند و اعمال کودهای فسفری نیز بر آنها به جز درصد خاکستر تاثیر معنی­داری داشت. قابلیت هضم ماده خشک، کربوهیدرات­های محلول در آب و پروتئین خام علوفه تحت تاثیر برهمکنش نسبت­های کاشت و کود فسفری قرار گرفت. نسبت­های مختلف کشت مخلوط ذرت و خلر نسبت به کشت خالص آن­ها دارای کیفیت علوفه بالاتری بودند که کیفیت برتر به دلیل قابلیت هضم ماده خشک، پروتئین خام، کربوهیدرات­های محلول در آب و درصد خاکستر بالاتر و الیاف شوینده خنثی و الیاف شوینده اسیدی پایین­تر در کشت مخلوط ذرت و خلر بود. کاربرد کود زیستی فسفر توام با فسفر شیمیایی، بهبود کیفیت علوفه را به همراه داشت.

فصل اول: مقدمه

2-5- مرزه کلاری Satureja kallarica Ja.mzad ………………………………

2-5-1- گیاه‌شناسی……………………………………………………………. 22

2-4-2- اکولوژی مرزه بختیاری………………………………………………….. 23

2-5-2- اکولوژی مرزه کلاری…………………………………………………….. 23

2-4-3- پراکنش مرزه بختیاری…………………………………………………… 24

2-5-3- پراکنش مرزه کلاری……………………………………………………… 24

2-6- کشت و زراعت مرزه………………………………………………………. 25

2-7- فیتو‌شیمی جنس مرزه…………………………………………………… 26

2-8- خواص درمانی جنس مرزه……………………………………………….. 27

2-9- اسانس و مواد مؤثره ……………………………………………………….28

2-9-1- روش‌های استخراج اسانس…………………………………………… 28

2-9-2- بیوشیمی اسانس……………………………………………………… 30

2-9-3- عوامل مؤثر بر اسانس………………………………………………….. 32

2-10- انواع ترکیبات ثانویه………………………………………………………. 35

2-11-  فیتوشیمی………………………………………………………………..36

2-11-1- کاربرد فیتوشیمی……………………………………………………… 37

2-11-2- آشنایی با کروماتوگرافی گازی (GC) و طیف‌سنجی جرمی (MS)….37

2-11-3-  فرآیند دستگاه…………………………………………………………. 39

 

2-11-4- روش GC-MS……………………………………………………………

2-12-  بررسی منابع در خصوص فیتوشیمی اسانس گیاهان جنس مرزه…43

2- 13 – اهداف مورد مطالعه……………………………………………………. 49

فصل سوم: مواد و روش‌ها

3-1- خصوصیات مناطق مورد مطالعه………………………………………….. 51

3-1-1- خصوصیات جغرافیایی مناطق مورد مطالعه…………………………… 51

3-1-2- خصوصیات خاکشناسی مناطق مورد مطالعه……………………….. 56

3-1-3- خصوصیات هواشناسی مناطق مورد مطالعه………………………… 57

3-2- روش بررسی خصوصیات گیاه‏شناسی…………………………………. 58

3-2-1- زمان جمع‏آوری گیاه……………………………………………………… 58

3-2-2- روش جمع‏آوری گیاه…………………………………………………….. 58

3-2-3- روش آماده‏سازی گیاهان……………………………………………… 59

3-2-4- روش بررسی فیتوشیمیایی گیاهان…………………………………. 61

3-3- روش محاسبات آماری……………………………………………………. 65

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- خصوصیات اکولوژیکی دو گونه مرزه بختیاری و کلاری……………………67

4-2- عملکرد اسانس…………………………………………………………….. 68

4-3- تجزیه فیتوشیمیایی اسانس ………………………………………………70

4-3-1- مرزه کلاری …………………………………………………………………70

4-3-2- مرزه بختیاری……………………………………………………………… 73

4-3-3- مرزه زراعی …………………………………………………………………74

4-3-4- مرزه خوزستانی…………………………………………………………… 75

4-4- مشاهدات میکرومورفولوژی مرزه کلاری و مرزه بختیاری…………………..84

4-5- نتیجه‌گیری کلی ……………………………………………………………. 85

4-6- پیشنهادات……………………………………………………………………..86

منابع…………………………………………………………………………………87

چکیده:

مرزه کلاری (Satureja kallarica Jamzad.) و مرزه بختیاری (Satureja bachtiarica Bunge.) متعلق به تیره‌ی نعناییان (Lamiaceae) ازگیاهان دارویی، معطر و اندمیک در ایران می‌باشند. مرزه کلاری گیاهی علفی چندساله است که در ارتفاعات کوه کلار به صورت خودرو رشد می‌کند. قسمت‌های هوایی مرزه کلاری و مرزه بختیاری به ترتیب در دو مرحله از رشد (در زمان گل‌دهی و قبل از گل‌دهی) از کوه کلار و سبزکوه در استان چهارمحال و بختیاری جمع‌آوری شدند. تجزیه GC و GC/MS اسانس به دست آمده از قسمت‌های هوایی مرزه کلاری 12 ترکیب را نشان داد که9/91٪ از کل اسانس را شامل می‌شود. عملکرد اسانس مرزه کلاری و مرزه بختیاری به ترتیب 15/0 و 39/1 میلی‌لیتر در 100 گرم ماده خشک اندام هوایی بودند. ترکیبات اصلی اسانس در مرزه کلاری پیپریتنون اکسید (2/71٪)، لیمونن (7/6٪) و پیپریتنون (4/5٪) است. ترکیب اصلی اسانس در مرزه بختیاری کارواکرول (4/46 ٪)، گاما – ترپینن (32/21 ٪) و پارا- سیمن (42/9٪) می‌باشد. هر دو اسانس مرزه کلاری و مرزه بختیاری در مونوترپن‌ها به ویژه مونوترپن‌های اکسیژنه غنی می‌باشد. در نهایت از تحقیق حاضر چنین می‌توان نتیجه گرفت که این دو گیاه که از گونه‌های انحصاری ایران واندمیک استان چهارمحال و بختیاری هستند از نظر ریختی و به خصوص اسانس و ترکیبات ثانویه با یکدیگر تفاوت چشمگیری دارند. با توجه به نتایج تحقیق حاضر باید مدیریتی در جهت حفاظت از گیاهان انحصاری دارویی به خصوص گونه‌ی مرزه کلاری که در خطر تهدید می‌باشد اعمال شود.

فصل اول: مقدمه و بیان مسئله

1-1- مقدمه

 

یک مطلب دیگر :

گیاهان دارویی[1] به گیاهانی گفته می‌شود که دارای مواد مؤثره[2] مشخصی باشند و در درمان بیماری یا پیشگیری از بروز آن در انسان یا دام مورد استفاده قرار ‌گیرند و هم‌چنین نام آن‌ها در یکی از فارماکوپه‌های[3] معتبر بین المللی ذکر شده باشند (مجنون حسینی و دوازده امامی، 1386).

گیاهان دارویی از ارزش و اهمیت خاصی در تأمین بهداشت و سلامت جوامع، هم از لحاظ درمان و هم پیشگیری از بیماری‌ها، برخوردار بوده و هستند. این بخش از منابع طبیعی قدمتی همپای بشر داشته و در طول نسل‌ها یکی از مهم‌ترین منابع تأمین غذایی و دارویی بشر بوده است (قاسمی، 1388). گرایش عمومی جامعه به استفاده از داروها و درمان‌های گیاهی و به طور کلی فرآورده‌های طبیعی، به ویژه در سال‌های اخیر روبه افزایش بوده و مهم‌ترین علل آن، اثبات آثار مخرب و جانبی داروهای شیمیایی از یک طرف و ایجاد آلودگی‌های زیست محیطی که کره زمین را تهدید می‌کند، از سوی دیگر بوده است. در حال حاضر، حدود یک سوم داروهای مورد استفاده در جوامع انسانی را داروهایی با منشأ طبیعی و گیاهی تشکیل می‌دهد (آریا پور و میرزایی ملا احمد ، 1389).

اگرچه داروهای شیمیایی به طور سریع اثر بخشند ولی اکثر آن‌ها عوارض جانبی نامطلوبی بر بدن انسان بر جای می‌گذارند. در حالی که مواد دارویی حاصل از گیاهان با آن که به تدریج تأثیرگذار می‌باشند، دارای اثرات مفیدی بوده و چندان اثرات جانبی ندارد. مواد مؤثره گیاهان، به خصوص عطریات و اسانس‌ها، موارد استفاده‌ی متعدد و متفاوتی در صنایع لوازم آرایش، صنایع مواد شیمیایی خانگی دارند، به طوری که بدون حضور مواد مؤثره‌ی مذکور، ساخت و تهیه‌ی بسیاری از محصولات امکان‌پذیر نخواهد بود (امید بیگی، 1384).

جنس مرزه (Satureja) متعلق به تیره‌ی نعناعیان (Lamiaceae)، مشتمل بر حدود 200 گونه‌ی علفی و درختچه‌ای، که به طور وسیع در منطقه‌ی مدیترانه، آسیا و آمریکای شمالی گسترده شده است (Cantino et al., 1992). در فلور ایران، این جنس با 12 گونه‌ی متداول مشاهده شده میان رشته کوه‌ها در قسمت جنوب غربی کشور بیان گردیده است (Jamzad, 1992 ; Rechinger, 1982).

همه‌ی 9 گونه‌ی اندمیک مرزه در فلور ایرانیکا گزارش شده است، دو گونه‌ی مرزه کلاری (Satureja Kallarica Jamzad.) و مرزه بختیاری (Satureja Bachtiarica Bunge.) در منطقه چهارمحال و بختیاری، جنوب غربی ایران گسترده شده‌اند (Mozaffarian, 2008).

قسمت‌های هوایی و ترکیبات فرار مرزه به عنوان گیاه دارویی استفاده می‌گردد. مرزه‌ها منبعی از ترکیبات فعال بیولوژیکی با ارزش‌اند. هر دو اندام هوایی و ترکیبات با ارزش مرزه، که منبعی از ترکیبات فعال بیولوژیکی هستند، درتهیه‌ی داروهای عمومی و ترکیب شده با بسیاری از داروهای گیاهی استفاده می‌گردند (Mozaffarian, 2008). در ایران، گونه‌های مرزه به صورت متداول به عنوان چایی، چاشنی (ادویه و طعم‌دهنده)، و اهداف دارویی استفاده می‌شود (Bezic et al., 2009).

2-1- بیان مسئله

در سال‌های اخیر محققان پژوهش‌های زیادی در خصوص تهیه، تولید، فرآوری و اثر درمانی داروهای گیاهی بر انسان انجام داده‌اند. اغلب آن‌ها بر این اعتقادند که منابع گیاهی به دلیل فراوانی، سالم بودن و پایدار بودن، از ارزش قابل توجهی در مقایسه با داروهای شیمیایی برخوردارند. به همین دلیل اغلب محققان بر این باورند که اثر بخشی داروهای شیمیایی موجود، برای درمان انسان به دلیل افزایش مقاومت پاتوژن‌ها به این داروها، روز به روز، در حال کاهش است. نتایج اکثر تحقیقات، مؤید این مطلب است که ترکیب‌های ثانویه‌ی موجود در گیاهان دارویی، سبب کاهش رشد و حتی مرگ اکثر پاتوژن‌ها بالأخص باکتری‌ها می‌شود. هم‌چنین این مواد بر خلاف داروها‌ی شیمیایی، مسمومیت کمی را در سلول‌های میزبان ایجاد می‌کنند یا به عبارتی، اثرات جانبی داروهای طبیعی کم‌تر از داروهای مصنوعی است (قاسمی، 1388).

ماهیت طبیعی گیاهان دارویی باعث سازگاری بیشتر با بدن و رفع عوارض جانبی می‌شود. گیاهان دارویی به دلیل ماهیت طبیعی و وجود ترکیبات همولوگ دارویی در کنار هم، با بدن سازگاری بهتری دارند و معمولاً فاقد عوارض ناخواسته هستند، لذا به خصوص در موارد مصرف طولانی و در بیماری‌های مزمن، بسیار مناسب می‌باشند. کشور ایران به تنهایی به اندازه چهار برابر قاره اروپا دارای شرایط اقلیمی برای تولید گیاهان دارویی است، از این رو تولید این گیاهان می‌تواند در کنار طلای سیاه، نام طلای سبز را وارد سبد اقلام صادراتی کشورمان قرار دهد (هاشمی نژاد و بهادری، 1387).

همان‌طور که می‌دانیم گیاهان دارویی مخازن غنی از متابولیت‌های ثانوی یعنی مخازن مواد مؤثره‌ی اساسی بسیاری از داروها هستند. مواد مذکور اگرچه اساساً با هدایت فرآیندهای ژنتیکی ساخته می‌شوند، ولی ساخت آن‌ها به طور بارزی تحت تأثیر عوامل محیطی قرار می‌گیرد. باتوجه به اینکه عوامل محیطی سبب تغییراتی در رشد گیاهان دارویی و کیفیت و کمیت مواد مؤثره آن‌ها می‌گردد، زمانی محصول یک گیاه دارویی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است که مقدار متابولیت‌های اولیه و ثانویه‌ی آن به حد مطلوب رسیده باشد. بر پایه‌ی تحقیقات انجام شده، عوامل محیطی محل رویش گیاهان دارویی در سه محور بر آن‌ها تأثیر می‌گذارد: تأثیر بر مقدار کلی ماده‌ی مؤثره‌ی گیاهان دارویی، تأثیر بر عناصر تشکیل‌دهنده‌ی مواد مؤثره، تأثیر بر مقدار تولید وزن خشک گیاه.

نور، درجه حرارت، آبیاری و ارتفاع محل از مهم‌ترین عوامل محیط رویش گیاهان دارویی می‌باشند که تأثیر بسیار عمده‌ای بر کمیت و کیفیت مواد مؤثره‌ی آن‌ها می‌گذارند (امید بیگی، 1384).

نوع، تعداد و تنوع گونه‌های گیاهان دارویی بر اساس شرایط و موقعیت جغرافیایی هر منطقه متفاوت است. بخش عظیمی از تجارت، مربوط به گونه‌های گیاهی دارویی است که از طبیعت جمع‌آوری شده و بعضاً با شیوه‌های نادرست، نه تنها به انقراض نسل گونه‌ها می‌انجامد، بلکه تنوع زیستی منطقه و جهان را نیز با خطر نابودی مواجه می‌سازد. استفاده مطلوب، منطقی و بهینه از این منابع، که به لحاظ فناوری بسیار کم هزینه‌تر و ساده‌تر از صنایع دارویی و شیمیایی است، می‌تواند مؤثر باشد (آریا پور و میرزایی ملا احمد، 1389).

با توجه به اینکه در حال حاضر مواد اولیه دارویی در ایران کمتر ساخته می‌شود و در صنعت داروسازی به طور ریشه‌ای نیازمند این مواد می‌باشیم، استفاده از منابع گیاهان دارویی داخلی که از دیرباز در ایران به صورت وسیع و سنتی رواج داشته است، یکی از راه‌های کاهش این نیاز می‌باشد. امید است با توجه بیشتر و مضاعف نسبت به گیاهان دارویی، بتوانیم در آینده از این منبع عظیم ملی در داخل و در صادرات به خارج از کشور بهره‌مند شویم (آزاد بخت، 1378).

فصل دوم: کلیات و بررسی منابع

1-2- گیاهان دارویی در جهان و ایران

در بین ملل جهان، مصریان قدیم را باید نخستین ملتی دانست که از گیاهان دارویی به طور غیر قابل تصوری استفاده می‌نمودند. استفاده از خواص گیاهان جهت درمان بیماری‌ها، نزد ملل هند و اروپایی، رواج فراوان داشته است. دانشمندان یونانی نظیر  تئوفراست، بقراط، ارسطو، جالینوس اشخاص نامداری در جهان بودند که در زمینه‌ی درمان‌های گیاهی خدماتی بسیار ارزنده به جامعه‌ی بشری عرضه نمودند. در غالب کشورهای جهان، مراکزی وجود دارد که در آن‌ها، گیاهان مفید دارویی و فرآورده‌های آن‌ها در معرض استفاده‌ی مردم قرار می‌گیرد. زیرا به علت اعتقادی که مردم به اثرات درمانی گیاهان و بی‌زیان بودن آن‌ها دارند، به مواد شیمیایی پناه نمی‌برند و از گیاهان معرق استفاده می‌کنند (زرگری، 1374). ‌

 

یک مطلب دیگر :

 

یک مطلب دیگر :

برای این كه بتوان قطعه­ای از  DNAی دلخواه (موسوم به Insert DNA) را با استفاده از شرایط طبیعی (in vitro) تكثیر كرده و برای مطالعات بیشتر استفاده نمود، لازم است DNA را توسط مولكول­های وکتور به سلول­های مورد نظر انتقال داد. در غیر این صورت، عمل انتقال، تكثیر و یا استخراج  DNAی مورد نظر امكان­پذیر نمی­شود. نظر به این كه قطعات تكثیر شده همه با هم یكسان هستند، این نوع متدولوژی به همسانه­سازی DNA موسوم است. مولكول­های وکتور DNA (DNAVector) كه خود DNA می­باشند، بنا به داشتن توالی به خصوصی قادر هستند در سلول­های میزبان خود به تعداد زیادی تكثیر شوند. در این صورت قطعه  DNAی دلخواه نیز به همراه وکتور خود تكثیر می­شود.

وكتورهای DNA تنوع بسیار زیادی دارند. مهمترین عامل طبقه­بندی آنها میزان ظرفیت حمل DNA به سلول میزبان است. قطعات DNA را می­توان از چند نوكلئوتید گرفته تا بیش از صد هزار نوكلئوتید توسط وكتورهای مناسب همسانه­سازی نمود. به همین دلیل در طراحی اولیه باید ابتدا اندازه  DNAی مورد نظر را مشخص و وكتور مناسبی انتخاب نمود. پلاسمیدها، فاژ λ، کاسمید و کروموزوم­های مصنوعی مخمر(Yeast artification chromosom) از وکتورهایی هستند که بیش از سایر وکتورها مورد استفاده قرار می­گیرد(Larry and Champness, 2007).

مشخصات كلی وكتورهای كلونینگ

وكتورهای مختلف DNA با تنوع بسیار زیاد، شامل اندازه­ها و ظرفیت­های حمل مختلف موجود می باشند، ولی دارای نقاط مشترك اساسی ذیل هستند:

مبدا همانند­سازی[1]

همه وكتورها دارای توالی­های ویژه­ای هستند كه توسط آنزیم DNA پلی­مراز سلول میزبان شناسایی شده و به تعداد بسیار زیادتر از ژنوم خود میزبان تكثیر می­شوند این

 توالی به مبدا همانند­سازی موسوم است و با Ori نشان داده می­شود. برخی وکتورها حاوی دو نوع Ori برای تكثیر در دو نوع سلول میزبان می باشند. همانند­سازی وكتور توسط DNA پلی­مراز سلول میزبان، در این ناحیه شروع و در دو جهت (Bi-directional) مخالف هم ادامه می­یابد.

نشانگرهای انتخابی[2]

همه وكتورها حامل ژن­هایی هستند كه به واسطه ایفایش آنها می­توان وجود وكتور را به سهولت در داخل سلول میزبان ردیابی نمود. متداول­ترین نشانگرها، ژن­هایی هستند كه فرآورده آنها باعث بروز مقاومت در برابر آنتی­بیوتیك­های به خصوصی می­شود. در صورتی كه وكتور به داخل سلول میزبان حساس به یك آنتی­بیوتیك انتقال یابد، می­تواند در حضور همان آنتی­بیوتیك زنده مانده و رشد كند. انواع نشانگرهای رایجی كه مقاومت به آنتی­بیوتیك به خصوصی را در سلول میزبان القاء می­كنند، آمپی سیلین[3]، تتراسایكلین[4]، جنتامایسین[5]، كانامایسین[6] و استرپتومایسین[7] می­باشند.

نشانگرهای ژنتیکی[8]

دسته دیگری از نشانگرها، ژن­هایی هستند كه عامل كنترل یك سری واكنش­های بیوشیمیایی هستند. و در حضور مواد زمینه خاصی واكنش­های به خصوصی را بر­می­انگیزند. مثلاً ژن LacZ كه استفاده از آن بسیار متداول می­باشد در صورت انتقال به سویه­ای از باكتری E. coli كه این ژن را ندارد باعث تولید آنزیم بتا-گالاكتوزیداز می­شود كه می­تواند روی ماده­ای بنام X-Gal اثر کرده و رنگ آبی در محیط اطراف سلول تولید کند. برای تشخیص اینكه سلول میزبان حاوی وکتور DNA است، استفاده از یك

یک مطلب دیگر :

الگوریتم پنگوئن گوگل بروزرسانی شد!

 نوع نشانگر كافی است ولی برای اینكه بتوان ماهیت وکتور را در رابطه با حامل بودن DNA وارد شده بررسی نمود، استفاده از نشانگرهای ثانوی ضروری می­باشد.

جایگاه کلونینگ متعدد[9] (MCS)

برای اینكه بتوان DNA وارد شده را با استفاده از مكانیسم نوتركیبی[10] وارد قسمت خاصی از  DNAی وکتور کرد، در ساده­ترین روش كار لازم است با استفاده از آنزیم­های برش دهنده هر دو DNA را برش داده و قطعات برشی و سپس دو نوع DNA را به هم اتصال داد در وکتورهای جدید جایگاه کلونینگ یا MCS شامل توالی­هایی است كه حاوی توالی­های شناسایی و جایگاه برش برای آنزیم­های برش دهنده متعدد می­باشد. در کلونینگ باید از آنزیم­هایی استفاده كرد كه فقط می­توانند یكبار DNA وکتور را مورد برش قرار دهند به همین دلیل این جایگاه­ها را جایگاه برشی منحصر به فرد می­نامند. بنابر این MCS هر وکتور جایگاه برشی آنزیم­هایی را ارائه می­كند كه در تمامی طول وکتور منحصر به فرد[11] هستند. اگر­چه وجود MCS در یك وکتور الزامی است اما این جایگاه باید در مكان ویژه­ای در روی وکتور قرار گرفته باشد به طور رایج این محل در ناحیه ´5 ژن LacZ قرار دارد كه وجود آن در این محل در تولید فرآورده این نشانگر اختلالی ایجاد نمی­كند در صورت وارد كردن DNA در جایگاه MCS توالی این ژن مختل شده و عدم تولید كلونی­های آبی رنگ در حضور X-Gal وجود  DNAی وارد شده را نشان می­دهد.

جایگاه ­های پروموتر[12]

بسته به هدف کلونینگ، وكتورهای متفاوتی طراحی شده­اند و به منظور انجام عملیات مختلف، توالی­های ویژه­ای در یك یا دو ردیف MCS قرار داده شده­اند. این توالی­های الیگو­نوكلئوتیدی محل شناسایی و كنترل آنزیم­های مختلف از منابع متفاوت هستند كه در سویه­های مختلفE. coli  موجود می­باشند. به این ترتیب بایستی برای اهداف و عملیات بخصوص، وكتور و سویه باكتری مناسب و سازگاری را انتخاب نمود. ممكن است هدف از کلونینگ تولید و تكثیر DNA هدف، تولیدmRNA  از  DNAی هدف یا این كه تولید فرآورده پروتئینی کد شونده از  DNAی هدف باشد. وجود پروموترهای ویژه و آنزیم­های مربوطه انجام این نوع عملیات را بر­عهده دارند.

مثلاً RNA polimerase از باكتریوفاژهای مختلف کلون شده و سویه­های ترا­ریخته E. coli حاوی این ژن­ها می­باشند. این نوع پلی­مرازها از  DNAهایی كه در مجاورت توالی پروموتور مخصوص شان قرار داشته باشند، به تعداد زیادی نسخه­برداری كرده و mRNA ی زیادی تولید می­شود. این نوع وكتور به وکتور نسخه­برداری موسوم است.

در صورتی كه تولید مقادیر زیادی از پروتئین کد شونده توسط  DNAی هدف مد نظر باشد، توالی­هایی مربوط به پروموتر در ابتدای  DNAی هدف قرار می­گیرد كه با بر هم كنش با ریبوزوم­ها و فاكتورهای تولید پروتئین در سلول، باعث بالا رفتن میزان تولید پروتئینی می­شود كه به هیچ نحو مورد نیاز و استفاده باكتری نیست. این نوع وكتورها نیز به وکتور بیانی [13]موسوم هستند (محمود­پور،1381).

[1]. Origen of replication

[2]. Selective Markes

[3]. Ampicillin

[4]. Tetracycline

[5]. Gentamicin

[6]. Kanamycin

[7]. Streptomycin

[8]. Genetic Marker

[9]. Multiple Cloning Site

^[10]. Recombination

[11] . Unique Site

[12] .Promoter Site

[13]. Expression Vector