مركزالنيماتولوجي والبيوتكنولوجي

الانجازات العلمية


- الوصول إلى كلونة cDNA التي تعبر عن جينات الغدة الظهرية والمختصة بعملية التطفل لنيماتودا البطاطس المتحوصلة ،ولقد تم إثبات أن الجينات لها دور في عملية التطفل.

- اعتماداً على أحد الطرق الحديثة وهي cDNA-AFLP أمكن كلونة ثلاثة جينات وهي M6309, A29R, A42 وهي جينات الغدة الظهرية في نيماتودا البطاطس المتحوصلة ، ولقد تم إثبات أن الجينات لها دور في عملية التطفل، وذلك اعتماداً على إحدى الطرق الحديثة وهي و cDNA-AFLP ولقد أمكن كلونة ثلاثة جينات وهي M6309, A29R, A42 وهي جينات الغدة الظهرية في نيماتودا البطاطس المتحوصلة، ولكي نحصل على التركيب الجينى الكامل لتلك الجينات فقد تم استخدام mRNAو cDNA-AFLP ولأن هذه الأنواع من النيماتودا لها طور معدي واحد وهو الطور اليرقي الثاني ، فقد تم استخلاص تلك الجينات من الطور اليرقي الثاني ، وتم اختبار Signal peptide وهو خاص بإمكانية تحديد هل البروتينات الناتجة عن تلك الجينات هي للإفراز للخارج أم لا ، وقد تم اكتشاف أن تلك الجينات موجودة في الغدة الظهرية في الطور المعدي والبروتين الناتج عنها يفرز للخارج وبذلك يكون لهذه الجينات دور في عملية التطفل.

- تقييم دور الـ AFLP كأحد التقنيات الحديثة للبصمة الوراثية باستخدام RNA للمقارنة بينStrains L 22 and L 19 كنوعين من نيماتودا البطاطس المتحوصلة.

- ولقد تم استخلاص mRNA من ثلاث أطوار عمرية مختلفة في النوعين (الشرس والغير شرس) وتم تحضير cDNA وتطبيق كل الخطوات الخاصة بتقنية AFLP وتم التوصل إلى نتائج جيدة من خلالها أمكن المقارنة بين النوعين وتبين عدم وجود فرق جيني كبير بينهم.

- تم تعريف أجناس وأنواع نيماتودا تعقد الجذور واستكشاف الاختلافات الوراثية بين الأنواع المختلفة وبين أفراد النوع الواحد داخل المجتمعات المختلفة باستخدام تقنية RAPD.تعتبر نيماتودا تعقد الجذور من الآفات الهامة التي تصيب العديد من المحاصيل الهامة وخاصة محاصيل الخضر (الطماطم والبامية والباذنجان ..وغيرها) وتسبب تورمات على جذور النباتات المصابة وكذلك إصفرار الأوراق وضعف المجموع الخضري مما يؤدي إلى نقص في إنتاجية المحصول وهذا يؤدي بدوره إلى أضرار مادية كبيرة ومن ضمن أنواع النيماتودا شائعة الانتشار بمصر والتي تتبع جنس Meloidogyne ثلاث أنواع هي :
M.javanica, M. arenaria, M. incognita
تتميز العزلات الجغرافية لهذه النيماتودا في مصر بتنوعها الو راثي ويعتبر اكتشاف التنوع الوراثي الموجود داخل وفيما بين هذه المجتمعات من الأهمية في إدارة عمليات مكافحتها.
تم تقييم دور SCAR كأحد التقنيات الحديثة والتي تستخدم PCR للمقارنة بين نوعين من نيماتودا تعقد الجذور.

بدارسة نتائج البصمات الوراثية RAPD-fingerprint المتحصل عليها من خلال نتائج مجموعة العمل القائمة بالبحث (وهي نتائج لم تنشر بعد) مع كل المجتمعات التي تم اختبارها تمكنا من تحديد زوج من قطع الدنا المميزة RAPD-markers إحدى هذه القطع مميزة للمجتمعات من نوع M. incognita . وقد ظهرت عند تفاعل الدنا المستخلص من تلك المجتمعات مع OPK-2 primer عند المسافة 1000 قاعدة نيتروجينية . والقطعة الأخرى مميزة للمجتمعات من نوع M. javanica وظهرت عند تفاعل الدنا مع OPB-3 primer عند المسافة 1100 قاعدة نيتروجينية. باستخدام تلك القطع المميزة ودراسة تركيبها عن طريق الحصول على ترتيب قواعدها النيتروجينية تمكنا من الحصول على نوع جديد من التقنيات التي تمكنا من تحديد التباين بين جزيئات الدنا لأفراد النوع الواحد تلك التقنية تسمى SCAR-marker.

تم تقييم بعض أصناف الطماطم من حيث قدرتها على مقاومة الإصابة بنيماتودا تعقد الجذور تحت درجات الحرارة السائدة في تلك المناطق
وذلك في ثلاث محافظات ( الفيوم – بني سويف – المنيا). ولقد تم اختيار الأصناف ( كاسل روك – مادير – جاكال – دور أ – أوريون – سي إل إن 475 وأيضا نيما 1400- فيونا – سولرست تحت درجات حرارة مختلفة "28 – 31- 34 – 37" وقد أثبتت التجارب التي أجريت على هذه الأصناف أن هناك ثلاثة أصناف هي (سي إل إن 475 – أوريون – نيما 1400 – فيونا) كانت مقاومة على درجات حرارة 28-31هم ، بينما كانت قابلة للإصابة على درجة 34 – 37هم وكذلك كانت باقي الأصناف قابلة للإصابة على جميع درجات الحرارة تحت الاختبار. واتضح أيضاً أن أكثر الأنواع شيوعاً في هذه المحافظات هي M. arenaria.

دراسة أولية على جين المقاومة في نبات الطماطم لنيماتودا تعقد الجذور.
تم عمل دراسة مبدئية على الجين Mi الموجود في بعض أنواع الطماطم والمقاوم لنيماتودا تعقد الجذور ، حيث ثبت أن هذا الجين يتأثر بارتفاع درجات الحرارة وأيضا يبطل تأثيره نتيجة لحدوث بعض الطفرات في النيماتودا والتي تنتج من تلوث التربة والتي قد تؤثر على التركيب الوراثي للنيماتودا مما يجعلها مقاومة لذلك الجين الموجود في الطماطم وتحدث إصابات في الطماطم رغم وجوده. ولقد تم دراسة جين المقاومة في الطماطم والذي يتركب من 3841 bp ، وهذه المسافة تنحصر بين مقطعي انزيم Hind III لذلك الجين. وفي هذه المسافة تم تحضير 14 بريمرز صناعية (Artificial primers) وذلك لاستخدامه مستقبلا لتحديد وجود جين المقاومة من عدم وجوده في أنواع الطماطم المختلفة.

التأثير المتبادل بين مزارع كالوس فول المانج وبعض الفطريات والنيماتودا.
تم بحث دراسة تراكم المضادات الميكروبية النباتية والتغيرات البيوكيميائية في مزارع أنسجة فول المانج بعد اصابتها بالفطريات الممرضة وبعض المؤثرات ومثل هذه الدراسة ستكون ذو فائدة عظيمة في الدراسات المستقبلية التي تهدف إلى انتخاب أصناف جديدة مقاومة للأمراض وكذلك انتاج المضادات الميكروبية النباتية معملياً.

التباين الوراثي في نيماتودا تعقد الجذور بمنطقتي السادات والتحرير.
في منطقة التحرير والسادات قام الفريق العلمي بحصر شامل لجميع أنواع النيماتودا المتواجدة في هذه المناطق ، ومن النتائج الهامة لهذا الحصر وجود نيماتودا تعقد الجذور بدرجة كبيرة جداً قد تصل إلى حوالي 95% من حيث تواجدها في الزراعات المختلفة بمنطقة جنوب التحرير وذلك بجميع أنواعها سواء كانت M. incognita, M. javanica, M. arenaria وأيضا لقد تم حصر لأنواع النيماتودا الأخرى المتواجدة في جنوب التحرير والتي تتواجد بنسب متفاوته تختلف من محصول لأخر. وعند إتمام الحصر وجد عدد لا يقل عن 15 نوع من أنواع النيماتودا المتطفلة على النبات. ومن أهمها نيماتودا التقرح – النيماتودا الواخزة- النيماتودا الخنجرية ونيماتودا الموالح. ولقد تم الاتجاه إلى البيولوجيا الجزيئية بتقنياتها المختلفة للتعرف على الأنواع العديدة للنيماتودا وأيضا تم استخدامها للتفرقة بين الأنواع المختلفة لنيماتودا تعقد الجذور. ولكن دلت بعض النتائج الأولية أن معظم العزلات المختلفة لنيماتودا تعقد الجذور تنتمي إلى مجموعات متقاربة ولا يوجد اختلافات أو تباين وراثي شديد بين هذه التجمعات ،وربما يرجع ذلك إلى عدم تلوث التربة بالمبيدات والأسمدة العضوية.

1- تأثير النباتات الطبية والعطرية على تجمعات نيماتودا تعقد الجذور.
- استخدمت بعض النباتات الطبية والعطرية كمقاومة حيوية ضد النيماتودا التي تصيب أشجار الموالح وأشجار الفاكهة، تم استعمالOriganum, Hyoscyamus, ambrosia, linum, peppermint
- هذه النباتات كان لها تأثير كبير على خفض أعداد النيماتودا في جذور أشجار الموالح والفاكهة المستخدمة في التجربة حتى وصلت النتيجة إلى اختفاء النيماتودا تماماً بعد تسع شهور من استعمالها كعنصر مقاوم للنيماتودا. وبالرغم من أن بعض يرقات النيماتودا في المرحلة الثانية استطاعت النفاذ إلى جذور هذه النباتات إلا أنها فشلت في الوصول إلى مرحلة النضج التس تسمح لها بإحداث الإصابة. وتحت الظروف المعملية أثبتت النباتات الطبية والعطرية المستعملة أيضا قدرة عالية في مقاومة النيماتودا في مراحل نموها المختلفة.

2- تأثير استخدام التسميد العضوي على الأعداد النيماتودية في التربة ولقد اتضح من التجارب أن استخدام السماد العضوي النظيف "كومبوست" يزيد من قوة النبات ويقل من الإصابات النيماتودية.

3- دراسة التعرف على جين المقاومة في نبات القطن ضد نيماتودا تعقد الجذور.
- الدراسات الحصرية في حقول القطن بمحافظة الفيوم تشير إلى وجود 9 أجناس من النيماتودا المتطفلة على النباتات المصاحبة لجذور القطن.
- وبدراسة قابلية أصناف القطن للإصابة بنيماتودا تعقد الجذور وجد أن من الإحدى عشر صنفاً 2 صنفاً عالية القابلية للإصابة – 5 قابلين للإصابة – 4 مقاومين للإصابة. وأيضاً وجد أن الإصابة قد أثرت على معدل النمو النباتي للقطن ما عدا الأصناف المقاومة للإصابة.
- ولقد وجد أن باستخدام تقنية RAPD-PCR أن درجة التشابه كانت 67.6 بين اثنين من الأصناف المقاومة وكانت 60.6%بين اثنين من الأصناف العالية القابلية والقابلة للإصابة بنيماتودا تعقد الجذور. وأيضاً تقنية RAPD-PCR ساعدت في الحصول على بعض الحزم المميزة لمقاومة وحساسية أصناف القطن المصري للإصابة بنيماتودا تعقد الجذور.

4- استخدمت طريقة الإكثار العشوائي للحامض النوويDNA (RAPD-PCR) لدراسة التنوع الو راثي في عشائر حشرة دودة القصب الكبيرة (Sesamia Cretica Led.).
جمعت هده العينات من 5 مناطق يفترض أنها تمثل عشائر داخل جمهورية مصر العربية. وقد تم اختبار الحامض النووي DNA المستخلص من دودة القصب الكبيرة مع 16 بادئ عشوائي ووجد أن 15 من هده البادئات أعطت 127 شظية واضحة بعد تفريدها كهربياً على جل الأجاروز. وقد تم حساب التشابه الو راثي بين كل العينات المستخدمة وقد وضح الدنروجرام (شجرة النسب) للعينات درجة القرابة وميز بوضوح بين العينات وبعضها. وقد وضحت نتائج درجة القرابة وجود فروق صغيرة على مستوى الأفراد التابعين للمنطقة الجغرافية الواحدة بينما وجدت فروق كبيرة على مستوى الأفراد من المناطق المختلفة. هده النتائج دلت على وجود اختلافات وراثية على المستوى الجزيئي بين العينات المستخدمة من دودة القصب الكبيرة وكذلك فإن الاختلافات الوراثية على مستوى المناطق الجغرافية أوضحت وجود اختلافات داخل العشيرة الواحدة وبين العشائر بعضها. وبذلك فإن تنقية RAPD-PCR تعتبر أداة قوية لتعريف الاختلافات الوراثية بين عشائر دودة القصب الكبيرة.

5- الخلايا العملاقة تتكون عند الإصابة بكل الأنواع السابقة للنيماتودا (مشروع تحت البحث)
يتم جمع هذه الخلايا العملاقة باستخدام تقنية التشريح بأشعة الليزر وسيتم عزل ر.ن.أ(RNA) وإنشاء مكتبة من الـ د.ن.أ الكيل (CDNA) منها وبعد ذلك يجرى تعريف الآف من مستعمرة جينية وتحديد التتابع النيوكليونيوى لكل منها ثم عمل مسابر التتابعات العاملة لمقارنة تكرارية وجود مستعمرات (كلونات) محددة في مكتبة د.ن.أ بتلك الموجودة في الخلايا المتحوصلة من خلال النتائج المتوفرة . مع الافتراض أن الجينات تعبر عن نفسها بمستويات مختلفة أو في أحد أنواع الخلايا دون الأخرى ، بينما بعض الجينات الأخرى ستعبر عن نفسها كثيراً في كل من أنواع الخلايا التي تسببها أنواع النيماتودا المستخدمة في هذا البحث. أيضا سوف يتم النظر في بعض أنواع القطن الذي يقاوم بعض سلالات نيماتودا تعقد الجذور بينما أنواع أخرى من القطن لا تقاوم هذه السلالات لذا سوف يتم البحث عن جين المقاومة في نباتات القطن التي تقاوم هذه السلالات باستخدام نفس الخطوات السابقة وأيضا استخدام تكنولوجيا الميكروآرى.

هذه النتائج من الممكن أن تساعدنا في التعرف على الميكانيكية التي يتم بها أختراق الخلايا بواسطة النيماتودا لتكون الخلايا المغذية والخلايا العملاقة أيضا من الممكن أن تظهر مواقع جينية لتثبيط التعبير الجيني لوقف نشاط تكوين الخلايا المغذية والعملاقة مما يؤدي إلى عدم تمكن النيماتودا من التغذية وموتها بعد اختراق الجذور.

وهذا يؤدي إلى استحداث طرق لمقاومة النيماتودا بالطرق الطبيعية والتي يمكن أن تستخدم مستقبلاً بعيداً عن استخدام المبيدات التي تلوث التربة والنبات وأيضا لخطورتها على صحة الإنسان.

يقوم مركز النيماتولوجي والبيوتكنولوجي بالتبادل العلمي والاستعانة بالخبرات المتميزة في المعاهد والمراكز البحثية الأخرى ، وذلك مثل مركز الهندسة الوراثية التابع لمركز البحوث الزراعية بالجيزة حيث يوجد طلاب وطالبات دراسات عليا في لجان مشتركة مع أساتذة المركز . أيضا تم الاستعانة بالخبرات المميزة في المركز للمساهمة في الدورات التدريبية المقامة بالفيوم ، أيضا هناك تبادل علمي مع مركز الهندسة الوراثية بجامعة أسيوط في مجال زراعة الأنسجة والاستفادة من خبراتهم في ذلك المجال. أيضاً يوجد اتصال علمي مميز مع مركز الهندسة الوراثية بجامعة عين شمس.