استحداث الطفرات MUTATIONS INDUCTION

نظرا لانخفاض معدل ظهور الطفرات التلقائية فقد بذلت المحاولات والمجهودات منذ أوائل القرن العشرين لاستحداث الطفرات بواسطة وسائل أخرى مختلفة مثل الأشعة والمطفرات الكيميائية الاخري وكذلك الوسائل البيئية الاخري.
1-الحرارة:
كان Gerrassimew 1901 أول من نجح في إحداث التضاعف الكروموسومي بتعريض الخلايا للحرارة المنخفضة ؛وتلي ذلك نجاح العديد من العلماء في زيادة معدل الطفور في pseudoobscura Drosophila إلي ثلاثة أمثال بتربية الحشرة علي درجة حرارة 27 درجة مئوية بدلا من 19 درجة مئوية .(Muller 1928)وجربت الصدمات الحرارية ولم تؤدي إلي زيادة معنوية في معدل الطفور.
2-الأشعة:
جرت المحاولات استخدام الأشعة منذ عام 1906 ولكن التجارب الدقيقة المحكمة بدأت عام 1920 حيث استعمل الراديوم علي الانثرهينم كما استعمل الراديوم والأشعة السينية علي الدروسوفيلا ثم توالي استحداث الطفرات في الشعير والدخان باستعمال الأشعة وأيضا علي الحيوانات إلي أن شملت التجارب العديد من الكائنات والعديد من أنواع الأشعة مؤينة وغير مؤينة.
3-المواد الكيميائية:
بدأت محاولات استعمال المواد الكيميائية في إحداث الطفرات في عام 1926 باستخدام الرصاص والمنجنيز في بعض الحشرات ثم استعمال الكحول مع الفئران ثم استعملت مواد عديدة مع الدروسوفيلا مثل( الكحول والكينين والزرنيخ والمورفين والميثلين الأزرق والرصاص والنحاس والليثيوم وخلات الرصاص وكلوريد المغنسيوم واليود) ولكن جميع هذه المحاولات لم تؤدي إلي نتائج معنوية . كما أن استعمال بعض المواد الكيميائية مع النباتات لم يؤدي إلي أي نتائج.
وكان أول إعلان عن نجاح المواد الكيميائية ما نشرة كل من Blakeslee and Avery 1937 وكذلك Neble 1937 عن الكولشيسين وامكان إحداث التعدد الكروموسومي. ثم تلي ذلك نجاح مواد كيميائية أخري في إحداث الطفرات منها (الفورمالين والفينول )؛وقد ذكر Kerskwitz 1951 انه حتى عام 1950 ثبت نجاح حوالي 50 مادة كيميائية في استحداث الطفرات . وقد اختلفت الآراء في طريقة سلوك المواد الكيميائية نوردها بإيجاز في الأتي:-
 قد تستحدث الطفرات عن طريق التفاعل الكيميائي المباشر مع البروتين أو الأحماض النووية أو الإنزيم.
 قد يكون التاثير الناتج عن الطاقة الناتجة من المواد الكيميائية قريبا من احد الكروموسومات.
 قد يكون عن طريق التدخل في عملية تكرار بناء الجينات.

طرق استحداث الطفرات
يمكن استحداث الطفرات بواسطة :
أولا: الإشعاعات Radiation وهي تنقسم إلي :
1. أشعة متأينة ionizing-radiation مثل أشعة x وأشعة جاما والنيترونات والالفا.
2. أشعة غير متاينة مثل الأشعة فوق البنفسجية ومن المعروف أن الأشعة المتأينة تحدث تأينات في المادة المعرضة للإشعاع فنجد أن المنطقة المعرضة للإشعاعات من الكرموسوم تحدث فيها تأينات تؤدي إلي حدوث كسر في الكروموسوم إذا حدثت بمعدل معين وتحدث تأثيرات سطحية excitation وإثارة الالكترونات الموجودة حول الذرة في حالة الأشعة مثلِUltraviolet.
وحدات قياس الإشعاع
يستخدم في قياس الإشعاع وحدات كثيرة مثل الكيوري ويرمز له بالرمز c والرونتجن ويرمز لها بالرمز r والوحدات Rontgen eqnivalent physical ويرمز لها بالرمز repكما تستخدم الوحدات Rad وعموما يعتبر قياس الإشعاع بالوحدة rرونتجن أكثر شيوعا ويطلق علي كل 1000 رونتجن كيلو رونتجن kr .
الجرعة الكلية للإشعاع:Total dose
الجرعة الكلية للإشعاع التي تتعرض لها المواد النباتية التي يستخدمها المربي في برمجة تكون غالبا الجرعة LD50 وهي التي تكون قادرة علي حدوث تغير وراثي في الامكان مزولة الانتخاب في الأجيال الإشعاعية ابتداء من الجيل الثاني الإشعاعي والجرعات العالية من الإشعاع تسبب أضرار كبيرة للنمو والحيوية بينما قد تحدث الجرعات الخفيفة من الإشعاع تأثيرا منشطا stimulation effect في الجيل الأول ويختلف تأثير الجرعة الكلية وفقا لنوع النبات ونوع النسيج المعرض والحالة الفسيولوجية للمادة النباتية ونوع الإشعاع فمثلا700. رونتجن مميت للإنسان ؛ 10.000 رونتجن مميت للبطاطس ؛2.500.000 رونتجن مميت لكل الكائنات الحية.
وتعرف الجرعة التي تسبب ضررا قدرة 50% للجيل الأول الإشعاعي بالاصطلاح Lethal dose 50 LD50 .

معدل إعطاء الجرعةDose rate :
يمكن إعطاء الجرعة الإشعاعية مرة واحدة وفي زمن قصير نسبيا ويطلق علية تعريض Acute أو حاد أو قد تعطي الجرعة علي فترة طويلة نسبيا ويطلق علية تعريض مستمر أو مزمن chronic ويختلف تأثير كل من التعريض الحاد أو المزمن وفقا لنوع الكائن وكذلك الطور المعرض منه ونوع النسيج المعرض . كما إن هناك نوع من التعريض يطلق علية recurrent irradiation وفية تعرض بذور الجيل الإشعاعي الأول والثاني والثالث لجرعات من الإشعاع.


ثانيا: الكيمياويات
تستخدم الكيمياويات في استحداث الطفرات وهي تشمل كيمياويات ينتج عن المعاملة بها طفرات جينيه كما إن ينتج أيضا كسور كروموسومية مثل الكولشيسين الذي ينتج عن استعمالة إحداث تضاعفات كروموسومية Polyploidizing Agents ويطلق علي الطفرات الناتجة بواسطة الكيمياويات Directed mutations
واغلب الكيمياويات المستخدمة في مجال تربية النبات تتبع Alkalating agents مثل الايثيل ميثان سلفونيت EMS والداي ايثيل سلفات DESوالنيتروز ايثيل يوريات NEU والنيتروز ايثيل يوريا NEN.

طريقة المعاملة بالكيمياويات: procedures of treatment
تستخدم في المعاملة بذور جافة أو منبتة في أطور النمو الأولي كما أمكن معاملة النباتات النامية وحبوب اللقاح.
1. تنقع البذور أو البراعم أو العقل في التركيز المناسب للمحلول المطفر.
2. يمكن معاملة مكان معين من الساق أو مراحل تكوين النورات الأولي عن طريق إحاطتها بالمحلول بواسطة قطعة من القطن مشبعة منه .
3. يمكن حقن محلول المادة المطفرة في الجزء النباتي أو العضو النباتي المراد إحداث الطفرة فيه .
4. يمكن إضافة المادة المطفرة مع المحاليل المغذية التي تضاف للجذور وتعمل في النباتات عن طريق دخولها من الجذر وبهذه الوسيلة يمكن دراسة تأثير المعاملة chronic بواسطة الكيمياويات وكذلك حساسية الأطوار المختلفة للتعرض للكيمياويات.

الجرعة في حالة استخدام الكيمياويات :
تتوقف الجرعة علي حسب نوع المركب الكيماوي والمادة المذيبة والمادة النباتية المستخدمة في التعريض وبالنسبة للمركب الكيماوي يؤخذ في الاعتبار مقدار ذوبان ومقدار سميتة ودرجة فاعليتة ويؤخذ في الاعتبار أيضا تركيز المحلول ومدة التعريض ودرجة الحرارة أثناء المعاملة.