در جهان پيچيده امروز پايايي و دوام ملت‌ها منوط به تحقيقات اساسي در كليه زمينه‌هاي كشاورزي، صنعت و ... است. تحقيقات ضامن خودكفايي و استقلال كشور است. رونق كشاورزي يك بعد توسعه است كه ما در رسيدن به خودكفايي و در نهايت به استقلال اقتصادي كه ضامن استقلال سياسي است، كمك زيادي مي‌كند. تحقق اين اهداف مقدس و بي‌نيازي از واردات مواد غذايي اهميت ويژه‌اي دارد و ما ناچاريم به اين سلاح، مسلح شويم. زيرا امروز سلاح مواد غذايي بزرگترين اهرم قدرت است كه و كشورهاي پيشرفته و صنعتي عليه يكديگر و عليه كشورهاي جهان سوم بكار مي‌گيرند.

براي خودكفايي در زمينه كشاورزي، علاوه بر افزايش سطح كشت و افزايش عملكرد در واحد سطح، بايستي استفاده از واريته‌هايي را كه داراي ارزش غذايي بالايي (بدون تاثير بر عملكرد) هستند، نيز مهم دانست. عدم كنترل جمعيت و رشد روزافزون آن در جهان و تامين نيازهاي غذايي بشر بيشتر از هر چيز ذهن انسان را به خود مشغول كرده است. لذا توجه به بهبود كيفيت و كميت امري الزامي است.

جمعيت دنيا در حال حاضر متجاوز از 6 ميليارد نفر مي‌باشد كه كمبود غذا، قحطي و گرسنگي دامنگير بيش از 700 ميليون نفر بوده و بالغ بر 3 ميليارد نفر داراي سوء تغذيه وجود دارند. عليرغم پيشرفت‌هاي قابل توجه در علوم، بدليل كمبود مواد غذايي اكنون بيش از 5/1 ميليارد نفر به سوء تغذيه و بيماري‌هاي ناشي از آن مبتلا هستند.

طبق آمار سازمان برنامه و بودجه، طي 25 سال آينده، جمعيت ايران به دو برابر خواهد رسيد. تامين غذاي اين جمعيت به عهده بخش كشاورزي مي‌باشد. مي‌بايست با برنامه‌ريزي صحيح، كنترل جمعيت، تهيه نظام كشت و بهره‌برداري درست از منابع توليد و نيروي انساني، ماشين‌آلات، آب و خاك، بهره‌برداري از علوم ژنتيك و اصلاح نباتات، توليد ارقام مقاوم و واريته‌هاي پرمحصول و داراي كيفيت مناسب در اين امر مهم كوشا بود. كارشناسان و محققان با ايجاد تغييرات ژنتيكي در گياهان زراع سعي دارند كه هرچه بيشتر بر ميزان توليد افزوده و كيفيت محصولات را نيز بهبود بخشيد.

متاسفانه كشور ما يكي از بزرگترين واردكنندگان مواد غذايي است و بخش مهمي از واردات را فرآورده هاي دامي تشكيل مي‌دهد. از جمله راه‌هاي تامين پروتئين حيواني در داخل كشور، افزايش توليد گوشت طيور است. براي تهيه خوراك دام و طيور از مواد غذايي مختلفي استفاده مي‌گردد، كه بيشترين آن ذرت مي‌باشد و بيشترين رقم واردات بعد از گندم را به خود اختصاص داده است. ذرات از نظر مواد غذايي قابل هضم و انرژي، در ميانه غلات در درجه اول اهميت قرار گرفته است، اما كيفيت پروتئين آن پايين است.

در ذرت معمولي ميزان دو اسيد آمينه ضروري ليزين و تريپتوفان پايين است. اگر ذرت اساس تغذيه باشد، مي‌بايست اين كمبود را به هنگام تغذيه طيور و انسان با افزودن مواد دارنده اين اسيدآمينه‌ها برطرف نمود. با كشف ذرت، اوپك ـ 2 توسط مرتز و همكاران در سال 1964 اميدواري‌هايي براي بهبود كيفيت پروتئين ذرت بوجود آمد، ولي عملكرد ذرت اوپك ـ 2 معمولاً كمتر از ذرت نرمال مي‌باشد. اصلاح‌گران به دنبال راه‌هايي هستند كه علاوه بر واردكردن ژن اوپك ـ 2، عملكرد را به سطح ذرت نرمال برسانند.

اصلاح براي كيفيت پروتئين ذرت

مقدمه

ذرت بطور متوسط در 8/128 ميليون هكتار از اراضي سراسر جهان در سال‌هاي 87-1985 كشت مي‌شد كه 3/80 ميليون هكتار يا 62% آن در كشورهاي در حال توسعه بوده است. (فائو، 1988) كل توليد ذرت بر اساس متوسط سال‌هاي 87-1985، 9/477 ميليون تن بوده است و 7/176 ميليون تن آن مربوط به كشورهاي در حال توسعه است. در كشورهاي توسعه يافته، 78% از ذرت توليدي براي تغذيه دام استفاده مي‌شود و فقط 6% به عنوان غذا، در حالي كه در كشورهاي كمترتوسعه يافته، 50% به عنوان علوفه و 40% به عنوان غذا مصرف مي‌شود، باقي‌مانده براي اشكال صنعتي يا توليد بذر استفاده مي‌شود.

گرچه در ابتدا ذرت به عنوان يك منبع فراهم آورنده كالري مورد توجه بوده است. مجموع پروتئين آن نيز قابل توجه است. در سال‌هاي 87-1985 ذرت تقريباً 43 ميليون تن پروتئين عرصه كرده است (با فرض محتواي پروتئين 9%) كه مي‌تواند با 39 ميليون تن پروتئين حاصل از سويا (با محتواي پروتئين 38%) مقايسه شود.

الف) مقدار پروتئين ذرت

حيوانات تك‌معده‌اي و انسان قادر به سنتز اسيدهاي آمينه ضروري نيستند، لذا لازم است مقادير كافي از اين اسيدها براي سنتز پروتئين فراهم شود. ارزش بيولوژيكي پروتئين ذرت معمولي براي حيوانات تك‌معده‌اي و انسان محدود است، زيرا تركيب آمينواسيدهاي آن نامناسب است. آمينواسيدها تا زمان بروز محدوديت يكي از آنها، در ذرت پروتئين بكار برده مي‌شوند. (ميستر،[1] 1965) براي انسان ليزين، اولين آمينواسيد محدودكننده در ذرت است. (كيس و همكاران[2]، 1965، برساني و همكاران[3]، 1968، اگوم[4]، 1974) و دومي تريپتوفان است. (برساني، 1975) در حالي كه براي خوك تريپتوفان در درجه اول و ليزين در درجه دوم قرار دارد (بيكر و همكاران[5]، 1965). كيفيت پروتئين در غلات توسط نشريات مختلفي دسته‌بندي شده است و اخيراً توسط (برايت و شوري،[6] 1983 و اولسن و فري،[7] 1987) بازنگري شده است.

ب) ذرت با پروتئين بالا

تحقيقات با هدف افزايش ارزش غذايي ذرت بر روي تغليظ پروتئين آن متمركز شده است كه در دانه و سيلو تحت تاثير تركيب ژنتيكي گياه و محيط قرار دارد. (كلوور و مرتز[8]، 1987)

آزمايشات انتخاب كلاسيك براي محتواي پروتئين زياد و كم در دانه ذرت كه در ايستگاه آزمايشات كشاورزي ايلينويز شروع شد، بصيرت لازم در مورد امكانات و محدوديت‌هاي انتخاب متناوب براي يك صفت پلي‌ژنيك را فراهم آورد. پس از 70 نسل انتخاب محتواي پروتئين ايلينويز از 9/10% در جمعيت اوليه به 6/26% در استرين‌هاي پروتئين ايلينويز (IHP) رسيد. (دودلي[9]، 1974)

پس از 76 نسل انتخاب دودلي (1977) نتيجه گرفت كه محدوديت نظري انتخاب هنوز بروز نكرده است، اما يك همبستگي منفي بين عملكرد دانه و درصد پروتئين دانه استرين IHP اتفاق افتاده است. او اصلاح براي سطح متوسط پروتئين و پيشرفت عملكرد را براي افزايش توليد پروتئين در هكتار مطرح كرده است.

IHP به عنوان يك منبع‌هاي پروتئين در برنامه‌هاي اصلاحي متنوعي بكار رفته است. در رژيم پلاسمي كه محتوي 4 لاين مربوط به IHP بود، (پالرمو و همكاران[10]، 1987، الف و ب) هيچ رابطه‌اي بين عملكرد دانه و درصد پروتئين دانه پيدا نكردند. پالرمو (1990، مكاتبات خصوصي) گزارش كرده است كه چندين هيبريد با محتواي پروتئين افزايش يافته براي تهيه سيلو جهت احشام در آلمان غربي آزاد شده است.

[1] . Meister 1965

[2] . Kies et all. 1965

[3] . Bressani et alL. 1965

[4] . Eggum. 1977

[5] .Baker et all. 1969

[6] .Bright & Shawry. 1983

[7] . Olson & Frey. 1987

[8] . Clover & Mertz. 1987)

[9] .Dudley. 1974

[10] .Pollmet et all. 1987a & 1987b