كجزء لا يتجزأ من البنك القومي للجينات (NGB) التابع لمركز البحوث الزراعية (ARC) في مصر، يختص معمل الموارد الوراثية الميكروبية بجمع، وتوصيف، وتحديد، وتوثيق، وحفظ الموارد الوراثية الميكروبية على المستوى القومي.
ويمتلك المعمل التجهيزات والمرافق والمعدات اللازمة لإنشاء مجموعة مزارع الميكروبات (MCC)، بالإضافة إلى تنفيذ برامج بحثية متقدمة في مجالات التسميد الحيوي، والمكافحة البيولوجية لأمراض النبات، والحفظ طويل الأجل للكائنات الحية الدقيقة.
وحتى الآن، نجح فريق العمل بالمعمل في جمع أكثر من 400 عزلة من بكتيريا الريزوبيا (Rhizobia) من مختلف المناطق المزروعة بالمحاصيل البقولية. وعلاوة على ذلك، يولي المعمل اهتمامًا حيويًا بجمع بعض الأنواع البكتيرية مثل بكتيريا Serratia Sp وبكتيريا Bacillus thuringiensis، والتي أثبتت مؤخرًا قدرتها الفائقة كعوامل مكافحة بيولوجية قوية وفعالة.
الأهداف والاستراتيجية
إنشاء مجموعة مزارع الميكروبات (MCC): لحفظ كافة الكائنات الحية الدقيقة (البكتيريا، الخمائر، الفطريات، والطحالب).
التوصيف والتعريف الميكروبي: جمع وعزل الكائنات الحية الدقيقة، وتوصيفها مظهريًا (Phenotypic) ووراثيًا (Genotypic)، والتعرف عليها بدقة.
صون وحفظ المزارع الميكروبية: حفظ واستدامة المزارع النقية إما عبر الحفظ قصير الأجل عند درجة حرارة 4 درجات مئوية، أو الحفظ طويل الأجل والذي يشمل: التجفيف بالتجميد (Freeze-drying)، أو التجميد في الجلسرين عند درجة حرارة (80- درجة مئوية)، أو الحفظ بالتجميد العميق (Cryopreservation).
تبادل المعرفة: العمل كمركز إقليمي ودولي لتبادل المعلومات ومجموعات مزارع الميكروبات.
دعم قطاعات الإنتاج: تزويد القطاعين العام والخاص بالمزارع الميكروبية اللازمة لتصنيع اللقاحات والمخصبات الحيوية.
خطط العمل والمشاريع المستقبلية
اقتراح خطط بحثية مبتكرة للتغلب على أي معوقات قد تواجه مجموعات مزارع الميكروبات.
تأسيس قاعدة بيانات شاملة لمجموعات مزارع الميكروبات، تضم كافة المعلومات اللازمة المتعلقة بالكائنات الحية الدقيقة (المرضية وغير المرضية) المستخدمة في القطاع الزراعي.
جمع، وعزل، واستزراع، وتوصيف، وتقييم، وتوثيق، وحفظ الكائنات الحية الدقيقة القادرة على النمو تحت ظروف التربة القاسية والمعاكسة في مصر.
تطوير وتحسين طرق توصيف وحفظ وتوزيع الأصول الوراثية الميكروبية (Microbial Germplasm).
جمع وتقييم السلالات الميكروبية لتعزيز وتوسيع نطاق استخدام اللقاحات الحيوية في الزراعة.
تُعّرف زراعة الأنسجة النباتية بأنها مجموعة من التقنيات المستخدمة للحفاظ على الخلايا أو الأنسجة أو الأعضاء النباتية ونموها تحت ظروف معقمة تمامًا، وذلك على بيئة غذائية منماة ذات تركيب كيميائي معلوم ومحدد. وتُستخدم زراعة الأنسجة النباتية على نطاق واسع لإنتاج مستنسخات مطابقة تمامًا للنبات الأم عبر طريقة تُعرف بالإكثار الدقيق.
وتشير زراعة الأنسجة النباتية إلى نمو ومضاعفة الخلايا والأنسجة والأعضاء النباتية على بيئات غذائية محددة، سواء كانت صلبة أو سائلة، بهدف إنتاج نباتات عالية الجودة، متجانسة وخالية تمامًا من الأمراض. وعلاوة على ذلك، تُستخدم تقنيات زراعة الأنسجة لعمليات الحفظ متوسط وطويل الأجل، بما في ذلك تقنيات الحفظ بالتجميد العميق للأصول الوراثية.
يختص القسم بالموارد الوراثية لمحاصيل البساتين الموجودة في مصر بهدف حمايتها وصونها من التدهور والانقراض. ويضم هذا القسم التخصصات التالية:
محاصيل الفاكهة
محاصيل الخضر
النباتات الطبية والعطرية
أشجار الأخشاب ونباتات الزينة
الاستراتيجية
وضع خطة عمل للإدارة المتكاملة للموارد الوراثية البستانية المستهدفة، والتعاون مع كافة المزارع، والحدائق، وبساتين الفاكهة على المستويين المحلي والإقليمي لجمع وتبادل العينات المختلفة من هذه النباتات.
الأهداف
حصر، وجمع، وإكثار، وتقييم، وصون الموارد الوراثية لمحاصيل البساتين، مع إعطاء الأولوية للأنواع المتوطنة والمهددة بالانقراض.
تعريف وتوصيف الموارد الوراثية لمحاصيل البساتين.
متابعة وصيانة الأنواع النادرة والمهددة بالانقراض في مواطنها الطبيعية الأصليّة.
رسم خرائط التوزيع الجغرافي، وصيانة، وتوثيق الأنواع البستانية المتوطنة وشبه المتوطنة، وذلك لحفظ حقوق الملكية الفكرية الوطنية.
تقييم الأصول الوراثية البستانية المجمعة ضد الإجهادات المختلفة، وتعظيم قيمها الغذائية والطبية والبيئية.
خطة العمل
تنفيذ بعثات ورحلات استكشافية علمية لاستكشاف وجمع الموارد الوراثية النباتية.
تحديد توزيع وأماكن تواجد النباتات بالتعاون مع الجهات المعنية ذات الصلة.
جمع البذور، والشتلات، والعقل، والنباتات القائمة خلال الرحلات الاستكشافية وتوثيق البيانات المرتبطة بها.
تبادل عينات محاصيل البساتين مع الجهات والهيئات الأخرى داخل مصر وخارجها.
دراسة الظروف البيئية لمختلف المناطق في جمهورية مصر العربية لتحديد العوامل المثلى المؤثرة على الموارد الوراثية النباتية.
تحديد الوضع الراهن لحالة التنوع البيولوجي في مصر.
التدريب وبناء القدرات، وتنظيم ورش عمل متخصصة ومؤتمرات علمية بالتعاون مع الجهات المختصة.
الصوب الزجاجية
الصوبة الزجاجية هي منشأة مصممة بخصائص محددة لحماية النباتات الرقيقة أو النباتات التي تنمو في غير موسمها من التقلبات المناخية في البيئة المفتوحة. ومن ناحية أخرى، تُعد الصوب أداة مثالية لحفظ الموارد الوراثية النباتية المختلفة في بنوك الجينات، لا سيما الأنواع التي لا تملك القدرة على إنتاج بذور حيوية تحت الظروف المحلية؛ وبالتالي، يتعين حفظها كفروع ونباتات كاملة ونضرة.
وفي البنك القومي المصري للجينات، خُصصت صوبة زجاجية مصممة ومجهزة بشكل ممتاز لصون عدد هائل من أشجار الأخشاب، ونباتات الزينة، والنباتات الطبية والعطرية التي جُمعت من جميع أنحاء مصر.
وتضم مجموعة الأصول الوراثية هذه داخل صوبة البنك القومي للجينات حوالي 83 عائلة نباتية، و177 جنسًا، و226 نوعًا.
وتعد بعض هذه الأنواع (سواء كانت برية أو منزرعة) نادرة ومهددة بالانقراض، بالرغم من قيمتها الاقتصادية والطبية والجمالية العالية.
ويتم الحصول على الأنواع المجمعة، بما في ذلك مواد الإكثار (مثل البذور، والعقل، والأبصال)، والشتلات، والغراس، بطرق قانونية وبحالة صحية ممتازة لضمان نموها بجودة عالية.
وبعد جمع المواد النباتية ونقلها إلى صوبة البنك القومي للجينات، يتم تعريفها علميًا، وتوثيقها، وزراعتها، وإمدادها بعوامل النمو المختلفة.
وتُجرى العمليات الزراعية اليومية داخل البنك القومي للجينات، بما في ذلك الري، ومكافحة الآفات والأمراض، والتسميد، وغيرها؛ لضمان النمو المثالي للمواد النباتية المجمعة.
ويعد إكثار هذه الأنواع عملية بالغ الأهمية ويتم إجراؤها بشكل دوري ومستمر داخل الصوبة الزجاجية للبنك.
وتُتاح هذه الأصول الوراثية المودعة داخل البنك القومي للجينات للطلاب، والباحثين، ومزارعي الحدائق، والمربين، والجهات الأكاديمية الأخرى للأغراض العلمية والبحثية، وكذلك لتبادلها مع أنواع وسلالات جديدة.
ولضمان الأداء العالي لصوبة البنك القومي للجينات، يتم التحكم بشكل كامل في عوامل النمو الأساسية والتي تشمل: الإضاءة، والرطوبة، ودرجة الحرارة.
الحديقة النباتية
تتبع صوبة البنك القومي للجينات حديقة نباتية صغيرة، خُصصت لزراعة النباتات الناضجة التي أصبحت كبيرة الحجم ولم تعد مناسبة للنمو والرعاية داخل الصوبة الزجاجية.
وتضم الحديقة الملحقة بهذه الصوبة حوالي 52 عائلة، و134 جنسًا، و155 نوعًا نباتيًا.
تشكل الموارد الوراثية الأساس البيولوجي للأمن الغذائي العالمي، وتدعم سبل عيش البشر بشكل مباشر أو غير مباشر من خلال ما توفره من أغذاء، ودواء، وأعلاف حيوانية، وألياف، وكساء، ومأوى، وطاقة، بالإضافة إلى العديد من المنتجات والخدمات الأخرى. وتتمثل هذه الموارد في تنوع المادة الوراثية الموجودة في الأصناف التقليدية والسلالات النباتية الحديثة، فضلاً عن الأقارب البرية للمحاصيل والأنواع النباتية الطبيعية الأخرى التي يمكن استخدامها حاليًا أو مستقبلاً في مجالات الغذاء والزراعة.
الأهداف
جمع الموارد الوراثية النباتية وصونها من التدهور والانقراض.
تبادل المعلومات المتعلقة بالموارد الوراثية مع بنوك الجينات المحلية والدولية.
تحديد “المجموعة الأساسية” (Core Collection) للموارد الوراثية التي يمكن الاستفادة منها في برامج التربية والبحوث التابعة للقطاعين العام والخاص.
وضع خطط لجمع الموارد الوراثية لضمان سلامتها، وإمداد برامج التربية المختلفة بالمواد الوراثية المطلوبة والمعلومات المتعلقة بها.
التوصيف الدقيق للموارد الوراثية التي يتم جمعها.
مواجهة التداعيات السائدة للتغيرات المناخية وتوجيه البحوث الزراعية وبرامج التربية نحو تحقيق الأمن الغذائي.
تعزيز التعاون الدولي في مجال الموارد الوراثية.
رفع مستوى الوعي العام بأهمية الحفاظ على الموارد الوراثية لحماية الثروات القومية من التدهور وتنظيم آليات الاستفادة منها.
المشاركة في البعثات الاستكشافية المخصصة لجمع الموارد الوراثية من بيئاتها ومواطنها الأصليّة.
تسهيل تبادل الموارد الوراثية وتطبيق تشريعات الملكية الفكرية المتعلقة بالموارد الوراثية الوطنية.
توثيق الموارد الوراثية المصرية في قاعدة بيانات البنك القومي للجينات (NGB).
الأنشطة
1. تخزين البذور
يُستخدم في البنك القومي للجينات نوعان مختلفان من التعبئة: تُستخدم العبوات البلاستيكية في كل من غرفة التخزين النشط (عند درجة حرارة 5- مئوية) وغرفة التخزين المؤقت (عند درجة حرارة 5+ مئوية). بينما تُستخدم عبوات رقائق الألومنيوم المتخصصة (الفویل) في غرفة التخزين الأساسي (عند درجة حرارة 20- مئوية) لحفظ العينات في التخزين البارد لفترات ممتدة وطويلة الأجل.
2. التوصيف
يجب أن يتم التوصيف بطريقة يسهل على المربين ومختلف برامج التربية الاستفادة منها؛ فهناك صفات مورفولوجية (مظهرية) ذات قدرة وراثية عالية تكتسب أهمية كبرى في برامج التربية، وهناك صفات أخرى متنوعة ذات قيمة زراعية عالية يجب تسجيلها أيضًا لتوصيف وتحديد تلك المدخلات وتحقيق الاستفادة القصوى من هذه الموارد الوراثية.
ملاحظة: يتم التوصيف وفقًا للنماذج والمعايير الدولية المعتمدة من الاتحاد الدولي لحماية الأصناف النباتية الجديدة (UPOV) والهيئة الدولية للموارد الوراثية النباتية (IPGRI).
3. التقييم
هي عملية اختبار الموارد الوراثية من خلال تقييم الصفات الوراثية الهامة التي تحملها هذه الأصول، والتي تتأثر بدرجات متفاوتة تحت 9 ظروف بيئية مختلفة، مثل مقاومة الآفات والأمراض أو جودة البذور. كما تشمل تقييم كافة الموارد الوراثية لمدى تحملها للظروف المعاكسة والإجهادات غير الحيوية (مثل تحمل الملوحة، والجفاف، والحرارة العالية) والإجهادات الحيوية (مثل تحمل الإصابة بالأمراض، والحشرات، والآفات) في مختلف المناطق.
4. التجديد
يعد الإكثار عملية رئيسية وجزءًا لا يتجزأ من مسؤولية أي بنك جينات يحفظ البذور التقليدية؛ وهي عملية تهدف إلى زيادة كمية البذور المخزنة في بنك الجينات و/أو رفع حيوية البذور لتصبح مساوية أو أعلى من الحد الأدنى المتفق عليه. يتم تجديد العينة إذا لم تعد تحتوي على كمية بذور كافية للتخزين طويل الأجل (أي أقل من 1500 بذرة للأنواع ذاتية التلقيح، و3000 بذرة للأنواع خلطية التلقيح)، أو عندما تنخفض حيويتها عن حد أدنى معين (أي أقل من 85% من نسبة الإنبات الأولية للبذور المخزنة).
وإذا قلّ الطلب على إحدى العينات المسجلة مع احتفاظها بصلاحية ممتازة، فيمكن أن يصل عدد البذور إلى أقل من 1000 بذرة قبل تجديدها. ويجب إجراء التجديد عندما تنخفض الحيوية عن 85% من الحيوية الأصلية، أو عندما تكون كمية البذور المتبقية أقل مما يكفي لثلاث دورات زراعية للعشيرة الممثِلة للعينات المسجلة بالبنك، مع ضرورة استخدام أقدم عينة أصلية لإجراء عملية التجديد.
5. التوزيع
تهدف بنوك الجينات إلى إتاحة أكبر عدد ممكن من العينات المسجلة للمستخدمين، بما يشمل البيانات المرتبطة بها. وفي حال نفاد المخزون، يجب إكثار العينات لتلبية طلبات المستخدمين كأولوية قصوى. كما ينبغي لبنوك الجينات التي تحتفظ بمجموعات عاملة (Working Collections) تعزيز إتاحة الموارد الوراثية للاستخدامات التي تشمل البحوث، والتربية، والتعليم، والزراعة، وإعادة التوطين البيئي. وعلى المستوى الدولي، يمكن أن تكون بنوك الجينات مصدرًا لإمداد الدول التي تؤسس بنوك جينات خاصة بها بموارد وراثية نباتية ذات منشأ بري.
يتم توزيع البذور وفقًا للقوانين الوطنية والمعاهدات والاتفاقيات الدولية ذات الصلة.
تُسلّم عينات البذور مصحوبة بكافة الوثائق والمستندات ذات الصلة التي تطلبها الدولة المستوردة.
يتم تقليص المدة الزمنية المستغرقة بين تلقي طلب البذور وإرسالها إلى الحد الأدنى.
تندمج أغلبية الثروة الحيوانية مع الإنتاج النباتي في الحيازات الصغيرة، والتي تمثل حوالي 85% من إجمالي تعداد الماشية. ويمتلك المزارع التقليدي في المتوسط: 1.02 من إناث الجاموس، 0.53 من عجول الجاموس النامية، 0.94 من الأبقار، 0.51 من عجول الأبقار، و1.14 من الأغنام (بمتوسط يوازي رأسًا واحدًا تقريبًا)، و1.06 من الماعز، بالإضافة إلى أعداد متفاوتة من أنواع الطيور الداجنة المختلفة، والحمير، والجمال، و/أو الخيول.
وقد ساهمت القوى التطورية المتمثلة في الطفرات، والانتخاب الوراثي، والتكيف، والعزل، والانحراف الوراثي في خلق تنوع هائل بين العشائر والأنماط السلالية المحلية. وتوفر الثروة الحيوانية اللحوم، والألبان، والبيض، والألياف، والجلود، والسماد العضوي (لتخصيب التربة وكوقود)، وقوة الجر للزراعة والنقل، ومجموعة أخرى من المنتجات والخدمات. ويعد التنوع البيولوجي الحيواني ركيزة أساسية للأمن الغذائي واستدامة سبل العيش، لا سيما في العالم النامي.
نظم الإنتاج الحيواني في مصر
النظام شبه المكثف / المكثف (الدلتا ووادي النيل): يعتمد بشكل أساسي على المجترات الكبيرة والصغيرة، وعدد من الأنواع المختلفة من الدواجن، بالإضافة إلى الحمير والجمال و/أو الخيول.
النظام المكثف: (مزارع الدواجن وتسمين/إنتاج ألبان ماشية المهجن).
نظام الزرائب (حول المدن): يتركز على جاموس اللبن والماعز.
النظام المنتشر/ الرعوي (سيناء، الساحل الشمالي الغربي، وحلايب وشلاتين): يعتمد بشكل أساسي على المجترات الصغيرة (الأغنام والماعز) والجمال.
حالة السلالات المهددة بالانقراض
إن حجم عشائر سلالات الأبقار والجاموس المحلية مستقر تمامًا، ولا توجد مؤشرات تدل على أن أيًا من هذه السلالات مهدد بالخطر، باستثناء أبقار دمياط (الدمياطي) التي قد تكون مهددة بالانقراض نتيجة لانخفاض أعدادها.
كما لا تبدو السلالات المحلية الرئيسية من الأغنام والماعز مهددة بالخطر، باستثناء سلالة الماعز الزريبي التي قد تكون مهددة بالانقراض؛ حيث تشير جميع التقارير المتاحة إلى تناقص أعدادها. أما سلالات الجمال، والخيول، والحمير، والدجاج، والبط، والإوز، فهي ليست في خطر.
في المقابل، انقرضت بالفعل سلالتان محليتان من الأرانب وهما: (الجيزة الأبيض) و(البلدي الأبيض)، وهناك سلالتان أخريان مهددتان بالانقراض وهما: (البلدي الأحمر) و(البلدي الأسود).
المعوقات الرئيسية التي تواجه إنشاء البرنامج القومي للحفظ
تفتت الملكية والحيازات الخاصة بالثروة الحيوانية.
غياب تسجيل السجلات نسب الحيوانات (البديغري) ومعدلات أدائها الإنتاجي.
عدم تطبيق بروتوكولات موحدة لجمع الأصول الوراثية (السائل المنوي والأجنة) وبرامج الحفظ بالتجميد لكل سلالة.
نقص المعلومات الدقيقة حول التوصيف الوراثي لسلالاتنا المحلية.
ضعف الوعي والفهم العام بأهمية وقيمة الموارد الوراثية الحيوانية (AnGR).
غياب التشريعات والقوانين المنظمة للحفاظ على الموارد الوراثية الحيوانية.
الأهداف الرئيسية للقسم
التوصيف الوراثي للسلالات الحيوانية المحلية.
توحيد بروتوكولات جمع الأصول الوراثية، من خلال برامج حفظ بالتجميد مدروسة ومحددة بدقة لكل سلالة.
تحديد بعض المواقع الوراثية (Genetic Loci) للصفات الإنتاجية في بعض سلالات الدجاج المحلي باستخدام المؤشرات الوراثية لدقائق الحامض النووي (Microsatellite markers).
تنفيذ البنك القومي للجينات لمشروع قائم على “دمج إدارة الموارد الوراثية في مجتمعات الصحراء الغربية” بما يشمل الموارد الوراثية للحيوانات المزرعية (التوصيف الوراثي للأنماط البرية والمحلية من الأبقار والأغنام والماعز) في أربع واحات وهي: الخارِجة، الداخلة، الفرافرة، وسيوة.
يلعب معمل الوراثة الخلوية دورًا حاسمًا في صون الموارد الوراثية النباتية والحيوانية، مع التركيز على دراسة تركيب ووظيفة الكروموسومات. ويتضمن ذلك تطبيق تقنيات متنوعة مثل التنميط الكروموسومي، والتحزيم الكروموسومي، والتهجين الموضعي لفهم التنوع الوراثي، والمسارات التطورية، والقدرات التربوية.
وتستند الدراسات الكروموسومية إلى فحوصات مرئية لشرائط التحزيم من النوع C والنوع GTG، بالإضافة إلى الأحزمة الفلورية ومؤشرات التهجين الموضعي المتألق، وذلك في محاولة لتقديم تفاصيل دقيقة وتوصيفات معيارية للتنميط الكروموسومي. وبشكل عام، تهدف هذه الفحوصات إلى رسم الخرائط الكروموسومية للنباتات البرية، والحيوانات، والسلالات المحلية، والتي يمكن الاستفادة منها في برامج التربية المختلفة وتحديد العدد الكروموسومي في تضاعفات المجموع الجيني الثنائية والمتعددة.
وتساهم المعلومات المستمدة من دراسات الكروموسومات في تصنيف النباتات والحيوانات، فضلًا عن تحديد المواقع التصنيفية وعلاقات القرابة بين النباتات.
وتُجرى دراسات السمية الوراثية والسمية الخلوية (مثل قياس النشاط الانقسامي، ومعدل تكرار النوى الصغيرة، والتشوهات الكروموسومية في الانقسامات الخلوية الميتوزية) كدليل على مدى الاستقرار الوراثي والقدرة على التكيف مع الظروف البيئية المصرية في الأصناف، والسلالات المحلية، و/أو المدخلات النباتية، ومدى تحملها للإجهادات الحيوية وغير الحيوية. وعلاوة على ذلك، تهدف هذه الدراسات إلى رصد أي ارتباط قائم بين عدم الاستقرار الخلوي والصفات الزراعية والاقتصادية، بالإضافة إلى الكشف عن حيوية حبوب اللقاح لمختلف الأصناف والسلالات والمدخلات.
ويمتلك معمل الوراثة الخلوية خبرة واسعة في التنميط الكروموسومي باستخدام تقنيات التحزيم والتهجين الموضعي المتألق (FISH). وهو مجهز بميكروسكوب عمودي (Leica DM2500) مزود بكاميرا رقمية أحادية اللون ومبردة (Leica DFC340FX)، وميكروسكوب فلوري عمودي (Leica DM4 B) مزود بكاميرا رقمية ملونة ومبردة (Leica DFC450C)، مع نظام برمجيات آلي لمعالجة التنميط الكروموسومي القياسي عالي الدقة (Leica CW4000). كما يضم المعمل حاضنة مبردة وكابينة أمان بيولوجي.
ويهدف المعمل إلى استخدام التقنيات المعملية الحديثة وابتكار طرق جديدة تضمن الوصول إلى وسائل سريعة ودقيقة تدعم عمليات تقييم وتصنيف الموارد الوراثية، سواء كانت نباتية أو حيوانية.
رؤيتنا
البصمة الوراثية الخلوية للموارد الوراثية المصرية.
التطبيقات
دراسات التنوع الوراثي: من خلال فحص التغيرات والتباينات الكروموسومية، يستطيع العلماء تقييم التنوع الوراثي داخل الأنواع وبين بعضها البعض، وهو أمر أساسي لبرامج الحفظ والتربية.
الدراسات التطورية: تساعد الوراثة الخلوية في تتبع علاقات القرابة التطورية وفهم كيفية تباعد الأنواع وتمايزها بمرور الوقت.
برامج التربية: يسهم فهم التركيب الكروموسومي للنباتات والحيوانات في تسهيل عملية انتخاب الصفات المرغوبة لأغراض التربية وتحسين السلالات.
مقاومة الأمراض: يمكن لدراسات الوراثة الخلوية تحديد العوامل الوراثية التي تساهم في مقاومة الأمراض لدى النباتات والحيوانات، وهو أمر بالغ الأهمية لتطوير أنواع سلالية مرنة وقادرة على الصمود.
الأثر والمردود
صون الموارد الوراثية: يضمن الحفاظ على التنوع الوراثي قدرة الأنواع على الصمود أمام التغيرات البيئية والأمراض.
القطاع الزراعي: يساهم تعزيز جودة المحاصيل والثروة الحيوانية من خلال برامج التربية القائمة على أسس علمية ودراسات دقيقة في دعم الأمن الغذائي واستدامته.
البحث العلمي: تقدم الوراثة الخلوية رؤى جوهرية في مجالات علم الوراثة وعلم الجينوم، مما يدفع بعجلة المعرفة العلمية إلى الأمام.
الطرق والتقنيات المستخدمة
1. السمية الوراثية والسمية الخلوية
الكشف عن معدلات تكرار كل من:
التشوهات الكروموسومية
النوى الصغيرة
النشاط الانقسامي الميتوزي
النشاط الانقسامي الميوزي
الاستقرار الكروموسومي
2. دراسة الكروموسومات
التنميط الكروموسومي (الكاريوتايب): تتضمن هذه التقنية تنظيم وتحليل الكروموسومات للكشف عن الشذوذات والتباينات الوراثية.
تركيب التحزيم الكروموسومي: استخدام صبغة جيما لتحديد النمط القياسي للتحزيم من النوع C والنوع G.
التحزيم الكروموسومي الفلوري المقارن: من خلال دراسة أنماط التحزيم الفلوري باستخدام صبغات الكروموميسين A3 (CMA)، و40-6-دياميدينو-2-فينيل إندول (DAPI)، وتحزيم مناطق منظم النواة (NOR).
The main objectives of the cytogenetics Laboratory are focused on the investigation of cytological disturbances and genetic disorders. These could be achieved through the study of:
Mitotic activity, frequency of micronuclei and the chromosomal aberrations in mitotic cell divisions as an indication of the adaptability to the Egyptian conditions in varieties, landraces and/or accessions
Meiotic irregularities, frequency of micronuclei and the chromosomal aberrations in meiotic cell divisions as an indication of the cytological instability in varieties, landraces and/or accessions. Moreover, to detect any existing association between the cytological and instabilities and agronomic characters.
Testing the pollen grain viability of different varieties, landraces and/or accessions.
Determination of chiasma frequency to test the recombination potential in varieties, landraces and/or accessions.
Investigate the chromosomal maps of wild plants, animals and landraces which can be utilized in the different breeding programs.
Study the different field and agronomic cytogenetically as related to agronomic and morphological characteristics to conclude the degree of genetic stability.
Chromosomes morphological characterization
From the karyotype analysis, the two homologues (a and b) of each chromosome pair were judged according to similarities in length of short arm, long arm and total lengths and centromeric index percentage.
Microscope examination, karyotyping and idiograming
Chromosomes examination was performed using a vertical fluorescence microscope (Leica DM2500) equipped with a cooled monochrome digital camera (Leica DFC340FX). Twenty cells with clearly observable and well spread were examined and photographed at 100 × magnification under oil immersion. Chromosome counting and karyotyping were performed using the automated karyotyping & FISH software processing (Leica CW4000) system. Idiograms were constructed from complete chromosomes which showed the maximum possible banding patterns in at least ten different metaphase plates.
Staff
Dr. Mona Ebrahim Abd El-Gawad +20 100 917 0469 monagenetist2012@gmail.com
Dr. Muhammad Ibrahim +20 100 695 1737 maibrahim30@icloud.com
معمل التحليل الكيميائي هو احد اهم المعامل الموجودة في البنك القومي للجينات، يقوم العمل فيه على تقييم و توصيف الموارد الوراثية النباتية على حسب تركيبها الكيميائي لمعرفه اهمية كل مورد وراثي والتعرف على المواد الفعالة الموجودة فيه وتقدير نسبتها بأدق الطرق وأحدث الأجهزة العلمية.
الاستراتيجية
بحث ودراسة احدث الطرق المعمليه للتحليل الكيميائى المستخدمة فى الكشف عن المكونات الكيميائية وتطبيقها على الموارد الوراثية الموجودة فى البنك القومى للجينات
توثيق البيانات والنتائج بعد الحصول عليها و مقارنتها مع المراجع العلمية المتخصصة.
المشاركة فى الدورات التدريبة لطلبة الجامعات والباحثين الجدد للحصول على الخبرة اللازمة فى ما يتعلق بطرق التحليل الكيميائى والتصنيف الكيميائى للموارد الوراثية النباتية.
الاهداف
تقدير المواد الفعالة الأساسية في كل مورد وراثي نباتي.
تقييم وتوصيف الموارد الوراثية النباتية على اساس تركيبها الكيميائي.
دراسة تأثير البيئة المحيطة بكل مورد وراثي على تركيبه الكيميائي وتفسير العلاقة بينهما.
ادخال البيانات والنتائج الخاصة بالتركيب الكيميائية لكل مورد وراثى نباتى الى قاعدة البيانات الخاصة بالبنك القومى للجينات لسهولة الحصول عليها والرجوع لها في اى وقت.
تقديم جميع المعلومات الخاصة بالخبرات في مجال التحليل الكيميائي لكل الباحثين والمهتمين بهذا المجال مع تبادل هذه الخبرات بين المعمل والمعامل الاخرى المتخصصة في هذا المجال.
دور المعمل
تعتبر معرفة التركيب الكيميائي لكل مورد وراثى نباتى من اهم الخطوات الواجب اخذها في عملية التصنيف والتوصيف وهنا تكمن اهمية معمل التحليل الكيميائى حيث يقوم هو بهذا الدور المهم. وبإستخدام أحدث الطرق والاجهزة العلمية يقوم المعمل برسم صورة تقديرية للتركيب الكيميائى لكل مورد وراثي ومعرفة الاختلافات في التركيب الكيميائى بين الموارد الوراثية النباتية وبعضها البعض كما تقوم النتائج بتفسير العلاقة بين البيئة المحيطة بكل مورد وتركيبه الكيميائي والمواد الفعالة الموجوده به.
فريق العمل
أ.د. عبير أحمد حمدى الحلوجى abeerelhalwagi@gmail.com
تُعد وحدة نظم المعلومات والتوثيق من الركائز الأساسية في بنك الجينات، حيث تضطلع بدور حيوي في تنظيم وإدارة البيانات المتعلقة بالموارد الوراثية النباتية. تهدف هذه الوحدة إلى ضمان جمع، توثيق، حفظ، وتحديث كافة المعلومات ذات الصلة بالأصول الوراثية النباتية، بما يشمل البيانات الجينية والمورفولوجية والبيئية والجغرافية، وكذلك معلومات الحفظ والصيانة والتوزيع. ومن خلال تطوير قواعد بيانات متكاملة وحديثة، تتيح الوحدة تتبع كل مادة وراثية منذ لحظة إدخالها إلى البنك وحتى استخدامها في أنشطة البحث أو الإكثار أو التوزيع. كما تعمل على ربط هذه البيانات بمعايير دولية مثل تلك المعتمدة من منظمة الفاو (FAO) ونظام المعلومات العالمي للموارد الوراثية النباتية (GENESYS)، مما يسهم في تعزيز الشفافية وتبادل المعلومات على المستوىين الوطني والدولي.
بالإضافة إلى ذلك، تسهم وحدة نظم المعلومات والتوثيق في تسهيل الوصول إلى الموارد الوراثية عبر منصات إلكترونية تفاعلية تتيح للباحثين وصناع القرار والمزارعين استكشاف التنوع الوراثي المتوفر، وتحليل البيانات باستخدام أدوات ذكية تدعم اتخاذ القرارات العلمية والزراعية. كما تلعب دورًا مهمًا في توثيق المعارف التقليدية المرتبطة بالاستخدامات الزراعية والطبية للنباتات المحلية، بما يضمن نقلها للأجيال القادمة وحمايتها من الاندثار. وتحرص الوحدة على مواكبة التطورات التقنية من خلال استخدام نظم إدارة قواعد البيانات المتقدمة، وتقنيات الذكاء الاصطناعي لتحليل البيانات وتوقع سلوك الأصول الوراثية تحت ظروف بيئية مختلفة، مما يعزز من كفاءة جهود الحفظ والتكيف مع التغيرات المناخية.
وباختصار، فإن وحدة نظم المعلومات والتوثيق تمثل العمود الفقري لعمليات الحفظ والاستخدام المستدام للموارد الوراثية النباتية، حيث تدمج بين التكنولوجيا والمعرفة لحماية ثرواتنا الوراثية، وضمان استدامتها كرافد أساسي للأمن الغذائي والسيادة الزراعية..
المعشبة هي عبارة عن متحف يضم مجموعة من عينات النباتات المحفوظة الخاصة بالبنك القومي للجينات والبيانات المرتبطة بها. قد تكون هذه العينات نباتات كاملة أو أجزاءً منها، وعادةً ما تكون في صورة مجففة ومثبتة على فرخ ورق مقوى، ولكن اعتمادًا على طبيعة المادة النباتية، يمكن أيضًا حفظها في الكحول أو أي مواد حافظة أخرى.
وتُستخدم العينات الموجودة في المعشبة كمرجع أساسي عند وصف التصنيفات النباتية، وقد تمثل بعض هذه العينات “عينات نمطية” أو مرجعية فريدة.
أهمية المعشبة في البنك القومي للجينات
تعتبر المعاشب ركيزة أساسية لدراسة تصنيف النباتات، والتطور السلالي، والتوزيع الجغرافي، ومراقبة التنوع البيولوجي، والتعرف على الفلورا والنباتات الخاصة بمنطقة معينة.
كما تحفظ المعاشب سجلًا تاريخيًا للتغيرات التي تطرأ على الغطاء النباتي بمرور الوقت، حيث يستخدم علماء البيئة هذه البيانات لتتبع التغيرات المناخية وتأثير الأنشطة البشرية.
إعداد عينات المعشبة
الجمع
الخطوة الأولى هي جمع الموارد الوراثية للنبات بحيث تكون كاملة قدر الإمكان؛ ففي حالة الأعشاب الصغيرة يُفضل جمعها دائمًا بجذورها، أما في حالة الأشجار أو الشجيرات فيكفي جمع فرع يحمل أوراقًا مكتملة النمو، ويُستحسن أن يحتوي أيضًا على أزهار أو ثمار. وتعد العينات التي تبدو جافة تمامًا ونضرة هي الأنسب للجمع.
يجب تنظيف العينات المجمعة بعناية من جميع الحشرات، وشبكات العنكبوت، والأجسام الغريبة العالقة بها.
كما يجب ترقيم العينات المجمعة ووضع بطاقات البيانات عليها، وترتيبها داخل المجلد بين بضع طبقات من الورق.
ومن الجدير بالذكر أن التقاط صور ملونة لكل نبات في بيئته الطبيعية يرفع من جودة وقيمة العينة المعشبية.
التجفيف
تتضمن عملية التجفيف إبقاء العينات مضغوطة بين طبقات من الورق حتى تخلو تمامًا من محتواها المائي الأصلي.
التثبيت
بمجرد تجفيف العينات، يتم تثبيتها بشكل ظاهر على فرخ ورق مقوى. وأفضل ورق تثبيت دائم هو الورق الأبيض الجيد أو الورقي القشدي (من نوع الكارتريج)، لا سيما المصنوع بنسبة 100% من الخرق القطنية أو لب الخشب الكيميائي. وتتراوح أبعاد ورق التثبيت عادةً بين 42 × 26 سم إلى 45 × 30 سم.
ويمكن تغطية العينات المثبتة الأكثر رقة ونعومة بورقة واقية شفافة.
ويمكن أن تحوي الأظرف الورقية الصغيرة أجزاءً معينة من النبات (مثل البذور) أو النباتات الصغيرة جدًا؛ وعند طي هذه الأظرف ولصقها على الفرخ، يجب أن يكون من الممكن فتحها بشكل مسطح وإغلاقها دون الحاجة إلى مشابك، كما يجب أن تحافظ على محتوياتها بأمان.
أما العينات الخشبية السميكة فيمكن ربطها وتثبيتها بخيوط من الكتان أو القطن، وتُعقد هذه الخيوط على الظهر المعاكس للفرخ الورقي.
وضع بطاقات البيانات
يجب أن تحتوي كل عينة على بطاقة بيانات خاصة بها ومثبتة على الفرخ الورقي الخاص بها.
وينبغي أن تتضمن البطاقة التسمية التصنيفية (العائلة، الجنس، النوع، … إلخ)، إلى جانب معلومات عن تاريخ ومكان الجمع، وملاحظات بيئية عن الموقع، واسم جامع العينة، والشخص الذي قام بالتعريف والتصنيف. ولتدوين هذه البطاقات، يُنصح باستخدام حبر دائم ومقاوم للماء، أو استخدام قلم رصاص (بدرجة رصاص متوسطة).
الترتيب والتصنيف
تستخدم معظم المعاشب نظامًا قياسيًا لتنظيم عيناتها داخل خزائن المعشبة. وتُرتب فروع العينات في مجموعات بناءً على الأنواع التي تنتمي إليها، وتُوضع داخل مجلد كبير يُصنف ويُسمى عند حافته السفلية، ثم تُخزن مجلدات الأجناس بعد ذلك. ويمكن ترتيب المجموعة هجائيًا، أو تصنيفها أولًا إلى مجموعات صغيرة (بحسب المنطقة، أو الحالة، …) ثم ترتبيها هجائيًا.
