سایت دانلود

یک سایت دیگر با وردپرس فارسی
مهندسی کشاورزی

پروژه رشته کشاورزی درباره واكنش هاي تاريكي – قسمت نهم

اغلب گونه هاي گياهي، حاوي تعدادي از متابوليت هاي ثانويه هستند و طيف وسيعي از اين تركيبات، حتي اگر اغلب در سطوح نسبتاً پاييني باشند،‌ مي توانند در انتخاب ميزبان به وسيلة حشرات مشاركت كنند. پذيرش غذا به وسيلة لارو پروانة كرم ابريشم، نيازمند وجود مخلوطي ازترپنوئيدها و فلاوونوئيدها در برگهاي گياه توت مي باشد. فقدان تركيبات مفيد در توت معمولي،‌ باعث مي شود تا كرم ابريشم، از گرسنگي تلف شود.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه   کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان   کنید

حشرات به طور معمول فاقد متابوليسم ثانوية توليدي براي توليد تركيبات دفاعي خود مي باشند، ولي به جاي آن در بسياري موارد ، از متابوليت هاي ثانويه اي كه از مواد غذيي گياه ميزبان به دست مي آورند، استفاده مي كنند. به عنوان مثال تركيبات قندي استروئيدي تغذيه شده توسط لارو پروانة‌ مونارك از مواد غذايي گياه ميزبان و شير گياهان در بافت هاي حشره متراكم مي شوند. تركيبات قندي استروئيدي در پروانه هاي بالغ به عنوان عامل بازدارنده شكارچيان مي باشد. اين تركيبات براي پرندگان، در صورتي كه از اين حشرات استفاده كنند، سمي و زيان آور مي باشند. متابوليت هاي ثانوية ‌گياه همچنين ممكن است به عنوان فرمون ها به وسيلة حشرات،‌ يا به صورت مستقيم و يا بعد از تغييرات اصلاحي،‌ مورد استفاده قرار گيرند. به عنوان مثال پروانه هاي دانيد آلكالوئيد پيروليزيدين جمع آوري شده از ترشحات گياه را به عنوان پايه اي براي فرمون هاي جنسي مورد استفاده قرار مي دهند. تغيير و اصلاح متابوليت هاي ثانوية گياه معمولاً شامل اكسيداسيون است كه در فرايند رفع خاصيت سمي آنها اتفاق مي افتد. حشرات گياه خوار غيرتخصصي مانند ملخ ها يا برخي از گونه هاي پروانه ها به كمك آنزيم هاي اكسيداز چند منظوره ، قادر هستند از تعداد وسيعي متابوليتهاي ثانوية گياهان رفع سميت كنند.

گياهان صرفاً خودشان را محدود به داشتن متابوليت هاي ثانويه براي مقاصد دفاع بيوشيميايي بر عليه آفات و عوامل بيماري نمي كنند، بلكه تعدادي از پروتئين هاي سمي نيز در گياهان وجود دارند كه به نظر مي رسد آنها نيز در فعاليت هاي دفاعي گياه نقش داشته باشند. موقعي كه گياه در معرض حملة حشرات قرار مي گيرد، افزايش توليد پروتئين هاي دفاعي همراه با افزايش توليد آنزيم هاي مؤثر در توليد متابوليت هاي ثانويه مشاهده شده است.

ج- نقش متابوليت هاي ثانويه در ارتباط متقابل گياه- مهره داران- پستانداران و پرندگان نيز مانند حشرات مي توانند نقش حياتي در چرخة زندگي گياهان ايفا كنند. اين دسته از موجودات زنده مي توانند به عنوان گرده افشان ها يا از بين برندگان بذور، مانند آفات صدمه دهندة گياهان عمل كنند. گياهان از متابوليت هاي ثانوية خود براي جذب و يا دفع انتخابي حيوانات استفاده كامل مي كنند. اهميت متابوليت هاي ثانويه‌ گياه در ارتباط متقابل با مهره داران را در اهلي شدن محصولات زراعي بخوبي نمايش داده شده است. در بستر گذشت زمان و كسب تجربه، بشر بتدريج گياهان حاوي ميزان بالاي عطر و طعم و رنگدانه هاي جذاب را انتخاب كرده است و گياهان حاوي تركيبات سمي و نامناسب را از چرخة غذايي خود و حيوانات حذف كرده است. همان طوريكه براي حشرات توضيح داده شد، استراتژي شيميايي مشابهي،‌ براي جذب گرده افشان هاي مهره دار، به طور عمده گلهاي رنگي و معطر،‌ مورد استفاده قرار مي گيرد. بسياري از انواع ميوه ها حاوي ترپن هاي فرار و جذب كنندة ‌حيوانات و تركيبات معطر، به علاوة تركيبات ديگري مانند لاكتون ها، آلدئيدها، و الك هاي مشتق شده از متابوليسم اسيدهاي چرب،‌ مي باشند. به عنوان مثال ليمونن (شكل شماره 246)، يك مونوترپن بوده و تركيب اصلي مولد بوي موجود در مركبات مي باشد،‌ در حالي كه در موز تركيب فنلي وجنول براي جذب حيوانات مورد استفاده قرار مي گيرد. تركيبات متابوليسم ثانويه همچنين به عنوان شيرين كننده در ميوه ها وجود دارند و مي توانند مورد استفاده قرار گيرند. به عنوان نمونه مشتق دي هيدروچالكن به دست آمده از نارينجنين (شكل شمارة 243) موجود در گريپ فروت، 500 برابر شيرين تر ازساكارز است.

گياهان اغلب براي جلوگيري از خورده شدن توسط جانوران و دفاع از خود زرادخانة شيميايي گسترده اي براي دفاع از خودشان استفاده مي كنند. يك استراتژي دفاعي معمول در گياهان، توليد كردن تركيبات بدمزة‌ دوركنندة جانوران،‌ مانند بسياري از تركيبات ازت دار تلخ شامل آلكالوئيدها (شكل شمارة‌249)، مي باشد. در برخي از موارد تركيبات دوركنندة حيوانات كه در گياهان توليد مي شوند،‌ به عنوان مواد افزودني غذاي مورد استفاده قرار مي گيرند. به عنوان مثال مونوپرن هاو تركيبات آروماتپك توليد شده در علف هاي وحشي و ادويه ها به عنوان مواد افزودني براي اصلاح مزة‌ غذاها مورد استفاده قرار مي گيرند. گياهان همچنين از طيف وسيع تركيبات سمي براي فراري دادن حيوانات از تغذية خودشان استفاده مي كنند كه بسياري از آنها مزة زننده نيز دارند. تركيبات سمي،‌ مانند زهر گياه شوكران كه يك آلكالوئيد پيپريدين است، ممكن است بلافاصله بعد از هضم توسط حيوان، علائم بيماري حادي ايجاد كند. ساير تركيبات سمي مانند نورسسكوئيترپن پتاكوئيلوسيد كه در رويش گاههاي سرخس ديده مي شود، باعث مسموميت مزمن، كوري و سرطان در حيوانات اهلي مي شوند. تركيب شيميايي سافرول كه در روغن نوعي درخت امريكايي به نام سسفرس پيدا مي شود، در جريان متابوليسم در جگر به يك مادة سرطانزايي قوي تبديل مي شود. تركيبات ثانوية سمي گياهان ممكن است در موفقيت توليد مثل پستانداران علف خوار از طريق توليد نوزادان ناقص الخلقه اثر كند. اين تركيبات سمي مانند مصرف آلكالوئيدهاي سيب زميني باعث تغيير شكل جنين در حال رشد (شكل شمارة‌248)، و مصرف چندين نوع ايزوفلاوونوئيد موجود در بقولات ، باعث جلوگيري از تخمك گذاري مي شوند.

د- نقش متابوليت هاي ثانويه در رابطة متقابل گياه- گياه- گياهان داراي متابوليت هاي ثانوية ‌متعددي ( به عنوان علف كش و عوامل هشدار دهنده) در برقراري ارتباط با ساير انواع گياهان مي باشند. بسياري از فرآورده هاي متابوليسم ثانوية گياه براي خود گياه سمي هستند و مي توانند براي كنترل رشد ساير گياهان از گياه ميبان به داخل خاك ترشح شوند، اين پديده را آللوپاتي مي نامند. اگر چه گزارشهاي زيادي از موارد آللوپاتي در گياهان منتشر شده است، ولي تعداد معدودي از آنها مورد تأييد قرار گرفته اند. يكي از اين موارد كه از نظر كشاورزي مهم است ، مرض ناشي از شبدر مي باشد. به طوري كه بعد از استفاده از شبدر قرمز يا ساير گياهان تيرة پروانه آسا به عنوان كود سبز، براي افزايش ازت خاك، اين موضوع ثابت شده است كه رشد سبزيها و گياهان زراعي در اين نوع خاك دچار اشكال مي شود. به نظر مي رسد اين پديده مربوط به بالا بودن بسيار زياد غلظت ايزوفلاوونوئيدهاي سمي براي گياهان و فرآورده هاي حاصل از تجزية آنها باشد. اين تركيبات در خاك متراكم مي شوند و قدرت جوانه زني و رشد ساير گياهان را كاهش مي دهند. توانايي درختان گردو در جلوگيري از رشد ساير گياهان در محيط اطرف خود، بسيار معروف است. اين درختان، تركيبي به نام تري هيدروكسي نفتالين متصل به قند به عنوان يك متابوليت ثانوية‌ به ميزان فراوان توليد مي كنند. اين تركيب از برگها و ريشه اي درخت گردو به داخل خاك اطراف درخت نشت مي كند و در آنجا ابتدا هيدروليز مي شود و سپس اكسيد مي گردد و به يك نفتوكوئينون به نام جاگلون (شكل شمارة‌252) تبديل مي شود. جاگلون براي بسياري از گياهان تركيب سمي است و موقعي كه غلظت آن در خاك به M 3-10 برسد، تعداد كمي از گونه هاي گياهي قادر به ادامة حيات خواهند بود.

اهميت متابوليت هاي ثانوية‌گياهي براي انسان

بشر از زمانهاي قديم گياهان را به عنوان منابع تأمين كنندة داروها، تركيبات شيميايي مفيد، نگهدارنده ها، تركيبات معطر و رنگدانه ها، مورد استفاده قرار داده است. قسمت اعظم اين مواد شميميايي و تركيبات متنوع را،‌ متابوليت هاي ثانوية‌ گياهان تشكيل مي دهند. علاوه بر اين، چوب از سلولز متراكم تشكيل شده است و مشتقات تركيبات فنلي به نام ليگنين،‌ يك مادة ساختماني قابل استفاده در مصارف متعدد است.

تركيبات ثانوية توليد شده در گياهان به طور روز افزون،‌ هم درمصارف خانگي و هم به صورت فراورده هاي پالايش شدة طبيعي، موارد استفادة جديد در داروسازي پيدا مي كنند. استفاده از فراورده هاي طبيعي در داروسازي شاخة اختصاصي جديد در داروسازي به طور فعال در مورد استفاده از عصاره هاي گياهي در روشهاي طبيعي درمان بيماري كه آن را اثنوبوتاني مي نامند، تحقيق مي كنند. بسياري از انواع گياهان دارويي اصلي تاكنون شناسايي شده اند. به عنوان مثال در جوامع مختلف فرهنگي اثر پوست درخت بيد در كاهش تب، مورد تأكيد قرار گرفته است. اكنون به اين نتيجه رسيده اند كه پوست درخت بيد حاوي غلظت بالاي ساليسين است و خواص داريي مشابهي با اسيد استيل ساليسيليك كه معمولاً آن را به عنوان آسپيرين مي دانند، دارد. آلكالوئيدهاي گياهي نيز بويژه منابع غني از تركيبات دارويي هستند. آلكالوئيدهاي تروپان به نام هيوسي آمين (شكل شمارة‌247) و اسكوپل آمين كه از پيروليدين ها مشتق شده اند، داراي تعدادي از فعاليت هاي بيولوژيكي شامل آرام كنندة‌ ملايم ماهيچة مي باشند. از نظر تاريخي، هيوسي آمين كه به داروي آتروپين معروف است از نوي گياه خانوادة ‌تاج ريزي به نام بلادن يا بنگ دانه استخراج شده است بلادن كه به معناي زن زيباست از زنان دوران رنسانس اروپا گرفته شده است. اين زنان از آتروپين موجود در عصارة‌ گياه تاج ريزي براي انبساط مردمك به منظور افزايش جذابيت اسفتاده مي كردند و اين ماده هنوز هم در چشم پزشكي مورد استفاده قرار مي گيرد. آلكالوئيدهاي تروپان مفيد هستند و در سطح تجاري هنوز از گياهان دارويي، ماتنند دوبوزيا جدا مي شوند. اين گياه كه از گياهان خانوادة ‌بادمجانيان است نسبتاً براحتي تحت تغيير و اصلاح ساختار ژنتيكي توسط فناوري مهندسي ژنتيك قرار مي گيرد. ميزان اسكوپل آمين در گياه بلادن به وسيلة انتقال ژن مولد آنزيم هيوسيامين-6-بتاهيدروكسيلاز به دست آمده از هيوسياموس نيجر افزايش يافته است. اين آنزيم،‌ هيوسيامين را به تركيب مفيد تر اسكوپل آمين تبديل مي كند. يك نوع آلكالوئيد ايزوكوئينولين به نام مرفين كه از گياه خشخاش مولد ترياك جدا مي شود، اگر چه اعتيادآور است، ولي به علت اينكه از بين برندة درد است، هنوز به طور معمول مورد استفاده قرار مي گيرد. متيلاسيون يا استيلاسيون مرفين منجر به توليد تعدادي از داروهاي نيمه سنتيك، مانند كدئين و هروئين مي شود آلكالوئيدهاي اندول نيز همچين جزو داروهاي فعال مهم هستند. استريكنين (شكل شمارة‌218) كه به عنوان مهمترين متابوليت در بذور سمي درخت آسيايي جوز المقي يا كچوله موجود است، سمي معروف مي باشد ولي در گذشته به عنوان تقويت كنندة اعصاب مورد استفادة قرار مي گرفته است. تركيبات مشتقي، مانند كيواررين و توكسيفرين كه از دواستريكنين تشكيل شده اند، تركيبات فعال موجود در كيورير هستند و به عنوان آرام كنندة قوي عضلات در روشهاي جراحي مورد استفاده قرار مي گيرند. متابوليت هاي ثانوية ‌گياهي همچنين به عنوان تأمين كنندة داروهاي ضد سرطان، مفيد مي باشند. وينكريستين و وينبلاستين كه از گروه آلكالوئيدهاي اندول هستند در گل تلگرافي ماداگاسكار توليد مي شوند و در درمان بيماري سرطان لنفيت يا مرض هوجكين و بيمار لوكيمي مورد استفاده قرار مي گيرند. بمياري لوكيمي در اثر نقص فعاليت دستگاههاي مولد خون ايجاد شده و سبب ازدياد مفرط گلبول سفيد خون مي گردد. به طور تقريب براي توليد 1 گرم وينكريستين، 50 كيلرم از مواد گياهي لازم است. به علت اينكه راندمان توليد اين تركيب مهم دارويي از گل تلگرافي بسيار كم است، اشتياق استفاده از مهندسي ژنتيك براي افزايش توليد اين آلكالوئيدها وجود دارد. براي رسيدن به اين هدف، كوشش هاي اولية، بيشتر به افزايش توليد آنزيم تريپوتوفان دكربوكسيلاز، اولين آنزيم راه متابوليكي توليد اين آلكالوئيدها،‌ متمركز شده است. داروي ضد سرطان مهم ديگري از گياه سرخدار اقيانوس آرام استخراج شده است.

علاوه بر اهميت متابوليت هاي ثانويه در ساختن داروهاي گياهي، شواهد بيشتري نشان مي دهند كه اين تركيبات در سلامتي عمومي انسان نيز بسيار مهم هستند. برخي از متابوليتهاي ثانويه، به طور عمده فلاوونوئيدها و تركيبات فنلي، به عنوان جلوگيري كننده از اكسيداسيون،‌ گيرندگان انواع فعال اكسيژن، و ممانعت از مسموميت سلولي در انسان فعاليت مي كنند. به نظر مي رسد ساير فراورده هاي متابوليسم ثانويه، مانند گلوكزينولات ها، براي انسان به طور انتخاب براي سلول هاي آمادة گرفتن سرطان سمي باشند و يا مي توانند سيستم داخل ضد سم بدن را، براي اينكه خطر تشكيل سلول هاي سرطاني را كاهش دهند،‌ تقويت كنند.

علاوه بر اهميت بارزي كه مشاركت متابوليت هاي ثانويه در مزه و رنگ مواد غذايي گياهي خواهند داشت، علاقه مندي زيادي به وجود آمده است تا متابوليت هاي ثانويه را به عنوان افزودني هاي مواد غذايي براي جايگزين كردن تركيبات سنتتيك، توسعه دهند، بويژه كيفيت نگهدارندگي و ممانعت از اكسيداسيون مشتقات فنيل پروپانوئيد، اين تركيبات را به عنوان افزودني هاي طبيعي مواد غذايي مطلوب مي سازد. تانن هاي متراكم (شكل شمارة‌ 242) و همچنين تانن هاي هيدروليز شده (شكل شمارة‌243) هر دو از مدتها ققل براي افزايش نگهداري محصولات طبيعي و صاف كردن محلول ها مورد استفاده قرار گرفته اند. اين تركيبات همچنين به عنوان عوامل تغيير ماهيت دادن و غيرطبيعي كردن پروتئين ها عمل مي نمايند. اضافه بر ماركت روغن هاي روري در مزه، طعم و بوي مواد غذايي همچنين از تركيبات مهم تشكيل دهندة‌ عطرها نيز به شمار مي آيند. روغن هاي ضروري از گياهان به روش تقطير استخراج مي شوند.

اين موضع ثابت شده است كه متابوليت هاي ثانوية گياهي در تشخيص اولية فعاليت هاي بيولوژيكي مفيد بسيار سودمند هستند و متعاقب آن مي توانند به كمك شيمي سنتتيك تغير و اصلاح شوند. نمونة بارز آن را مي توان در پيرترين ها ، تركيبات ترپني كه در گل مرواريد توليد مي شوند، جستجو كرد. شكل طبيعي تركيبات پيرترين ها بسيار حساس تر و ناپايدارتر از آن هستند تا بتوانند به عنوان حشره كش هاي مؤثر مورد استفاده قرار گيرند. با وجود اين، بعد از كشف ساختمان پيرترين در دهة 1970 ميلادي،‌ مشتقات پيرتروئيدي آنها به صورت سنتتيك توليد شدند و در حال حاضر يكي از مهمترين حشره كش هاي موجود در بازار به حساب مي آيند. چنين اكتشافاتي در حال حاضر رو به گسترش مي باشند و متابوليت هاي ثانوية گياهان به علت تنوع فعاليت زيستي خود مي توانند در بستر اين اكتشافات جديد باقي بمانند. گياهان كماكان يك منبع غني از داروها و تركيبات شيميايي جديد به حساب مي آيند.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

لینک متن کامل

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *