اصلاح گیاهان دارویی و جایگاه آن در ایران و جهان

.

مصاحبه با جناب آقای دکتر جواد هادیان

(عضو هیات علمی گروه کشاورزی پژوهشکده گیاهان و مواد اولیه دارویی دانشگاه شهید بهشتی)

.

به نقل از مستند مکتوب دومین جشنواره گیاهان دارویی، فرآورده های طبیعی و طب سنتی ایران – ۷ تا ۱۰ مهرماه ۱۳۹۳

(به کوشش تیم پژوهشی شبکه خبری آموزشی گیاهان دارویی)

.

دانلود Download

..

لطفا ضمن معرفی خودتان بفرمایید که چطور شد که به بحث اصلاح گیاهان دارویی علاقه­ مند شدید؟

من جواد هادیان هستم عضو هیأت علمی پژوهشکده گیاهان و مواد اولیه دارویی دانشگاه شهید بهشتی. از دوره کارشناسی ارشد (سال ۱۳۸۰) حسب علاقه ای که در دوره کارشناسی ایجاد شده بود، وارد مقوله گیاهان دارویی شدم. در آن زمان هنوز گرایش گیاهان دارویی بصورت رسمی وجود نداشت. با این حال در محضر اساتیدم شادروان دکتر سید­محمّد فخر طباطبایی و شادروان دکتر رضا امیدبیگی به اهمیت ذخایر ژنتیکی گیاهان دارویی بومی ایران پی بردم و با توجه به خلاء ای که در این زمینه حس می کردم، علاقه مند به این بحث شدم و به همین دلیل پایان نامه کارشناسی ارشد خود را در زمینه ارزیابی جمعیت های یکی از گیاهان دارویی بومی که پتانسیل اهلی کردن و اصلاح داشت، گذراندم و در دوره دکتری نیز ادامه دادم.

فرآیند اصلاح یک گیاه دارویی را مختصرا توضیح دهید؟

بطور کلی اصلاح یک گیاه دارویی بر منابع ژنتیکی موجود آن گیاه استوار است. به همین دلیل مرحله اول ارزیابی دقیق منابع ژنتیکی موجود از آن گیاه می باشد. در ادامه بسته به دامنه تنوع صفات هدف که البته مهمترین آنها صفات فیتوشیمیایی هستند، همچنین با آگاهی از روابط و میزان توارث صفات، روش اصلاحی مناسب را می توان انتخاب کرد که در این ارتباط باید ساده ترین و سریع ترین روش ها برای رسیدن به هدف انتخاب شود. روش های اصلاحی ایجاد کلون، رقم سینتتیک و انتخاب دوره ای از رایج ترین روش ها هستند. اخیرا در مورد چند گیاه خیلی مطرح از جمله آویشن باغی ارقام هیبرید هم مطرح شده اند.

پروژه های اصلاح گیاهان دارویی با سایر گیاهان چه تفاوتهایی دارند و در فرآیند اصلاح گیاهان دارویی چه صفاتی مورد توجه متخصصین این بخش می باشند؟

اهداف اصلاح گیاهان دارویی در ۲ مقوله قابل بحث هستند: اهداف مد نظر صنعت دارویی و اهداف مد نظر در سیستم کشاورزی و تولید. در بخش صنعت، کمیت و کیفیت مواد موثره مهمترین هدف می باشد. از نظر صنعت، گیاه مورد استفاه باید دارای ویژگی های گیاهشناسی مشخص، تیپ شیمیایی مشخص و حد بهینه از بازده و طیف ترکیبات مد نظر باشد. همگنی شیمیایی امکان کنترل کیفیت مواد گیاهی و فرآورده های آن را براحتی امکان پذیر خواهد نمود. از طرفی محتوای بالاتر مواد موثره بدلیل افزایش کارایی فرآیند استخراج و کاهش هزینه های تولید، امکان خرید مواد گیاهی مرغوب را به قیمت بالاتر فراهم خواهد کرد.

اهداف مد نظر در سیستم کشاورزی عمدتا شبیه سایر گیاهان باغی است که مهمترین آنها افزایش عملکرد اندام دارویی گیاه در واحد سطح می باشد. امکان مکانیزاسیون نیز از اهداف مهم اصلاحی است چرا که در حال حاضر سیستم های کشت اکثر گیاهان دارویی نیازمند نیروی کار بالایی می باشند که باید با اصلاح این گیاهان برای سهولت مکانیزاسیون و نیز طراحی دستگاه های مناسب، امکان تولید صنعتی آنها را فراهم نمود. در گام های بعدی چنانچه و تنها در صورتی که مقاومت به تنش های محیطی هم­جهت با تزاید کیفیت مواد موثره گیاه باشد، می توان اصلاح برای مقاومت به تنش ها جهت توسعه کشت گیاهان دارویی در زمین های کم بهره تحت تنش را مد نظر قرار داد.

به نظرجنابعالی با توجه به شرایط موجود کشور، اهلی کردن گیاهان دارویی اولویت بیشتری دارد یا اصلاح آنها؟

برای پاسخ به این سوال باید گیاهان هدف را دسته بندی نمود.

تعداد زیادی از گیاهان تحت کشت ارقام اصلاح شده وارداتی هستند که در کشورهای متعدد دیگری این کار انجام شده است برای مثال رقم توپاز گل راعی امروزه در بسیاری از کشور ها شناخته شده و کشت می شود. بنابراین باید به این مقوله هم نظر مثبت داشت و البته باید هویت و همگنی بذر این ارقام اصلاح شده در موسسه یا شرکت های خاصی بطور مداوم حفظ شود در غیر اینصورت بتدریج در اثر تفرق ایجاد شده و ناخالصی هایی که ممکن است افزوده شود، کیفیت آنها کاهش خواهد یافت.

گروه دیگر گیاهانی هستند که ارقام اصلاح شده آنها موجود است ولی منابع ژنتیکی مرغوبی نیز در کشور وجود دارد از جمله ماریتیغال، بابونه، رازیانه، گشنیز و … که در مورد این گیاهان باید در برنامه اصلاحی مناسب ویژگی های مطلوب جمعیت های بومی را مورد بهره برداری قرار داد.

و نهایتا گیاهان بومی خودرو که در حال حاضر از طبیعت بهره برداری می شوند و بدلیل نیاز صنعت لازم است که به سیستم کشاورزی وارد شوند. در مورد این گیاهان که اصطلاحا قرار است اهلی شوند، اهلی سازی و اصلاح جدایی ناپذیر هستند. اگر به اهداف اصلاحی ذکر شده دقت کنیم این امر کاملا روشن می شود. گیاه اهلی شده باید از نظر طیف ترکیبات شیمیایی مد نظر صنایع دارویی باشد، همین طور از ویژگی های رشدی و عملکردی مناسب برخوردار بوده و قادر به رقابت با محصولات رایج منطقه باشد تا کشاورزان را به کشت آن ترغیب نماید. بنابراین الزاما برای رسیدن به این اهداف در فرایند اهلی سازی باید ابتدا اصلاح، هر چند به ساده ترین روش از جمله انتخاب کلون را مد نظر قرار داد. گیاهانی که قرار است اهلی شوند عمدتا در ۲ گروه قرار می گیرند: ۱) گیاهانی که در مناطق اکولوژیک متنوع گسترده اند (گیاهان Eury)، که این گیاهان بدلیل تطابق پذیری، استقرار اولیه خوبی نیز در سیستم کشاورزی دارند ولی بطور معمول جمعیت های رویش یافته در مناطق اکولوژیک مختلف از نظر شیمیایی دارای کموتیپ های متنوع هستند و باید کموتیپ مناسب صنعت ابتدا انتخاب و به کشت وارد شود. مثال این مورد آویشن شیرازی است که دارای کموتیپ های تیمول، کارواکرول و لینالول در بین جمعیت های خودرو است و بسته به هدف صنعت باید یکی را انتخاب نمود. در این گروه گیاهانی هم هستند چون مورد (Myrtus communis) که اگرچه تنوع شیمیایی بالایی ندارند اما بازده ماده موثره و میزان رشد و عملکرد جمعیت ها متنوع است و باید پربازده ترین ها را انتخاب و به کشت وارد کرد.

گروه بعدی گیاهانی هستند که نیازهای اکولوژیکی خاص دارند و عمدتا دارای پراکنش محدود جغرافیایی هستند (گیاهان Steno). این گیاهان حتی استقرار اولیه شان در کشت به سختی انجام می شود و ضمن انتخاب مکان مناسب کشت اولیه، سلکسیون طبیعی شدیدی در مزرعه اتفاق می افتد. در این گروه نیز علاوه بر سلکسیون طبیعی باید سلکسیون هدفمند جهت تامین اهداف صنعت و سیستم کشت انجام شود. بطور کلی ابتدا در مورد هر دو گروه باید با بررسی عمیق منابع ژنتیکی موجود مواد ژنتیکی مناسب را انتخاب و فرایند اهلی سازی را بوسیله آنها انجام داد. این امر تاثیر خیلی زیادی در موفقیت فرایند و کارایی آن دارد. فقط تصور کنید یک جمعیت آویشن دنایی با ۲ درصد اسانس انتخاب و پس از ۵ سال یا بیشتر کار اصلاحی بازده اسانس به ۳ درصد برسد در حالی که در گوشه ای از این سرزمین جمعیتی وجود دارد که دارای بیش از ۵ درصد اسانس است!!

کدام موسسات و دانشگاه ها در دنیا در مقوله اصلاح گیاهان دارویی پیشتاز هستند؟ بیشتر بر روی کدام گیاهان دارویی تمرکز دارند؟

مجارستان، آلمان، اتریش و ایتالیا از کشورهای پیشرو در زمینه اصلاح گیاهان دارویی هستند و عمده ارقام موجود، در این کشورها بدست آمده اند. فرانسه در زمینه گیاهان عطری پیشرفت های خوبی داشته است. در هند نیز موسسه CIMAP تعداد زیادی از ارقام تحت کشت در این کشور را اصلاح و معرفی نموده است. با این حال سایر کشورها به فراخور، ارقامی از گیاهان بومی خود معرفی کرده اند. موسسه LfL در ایالت بایرن آلمان تحقیقات گسترده ای در زمینه اصلاح گیاهان دارویی دارد. شرکت PHARMASAAT نیز از شرکت های مطرح در این زمینه است. با این حال تعداد موسسات و دانشگاه ها محدود ولی فعالیت آنها خیلی متمرکز و هدفمند انجام می شود.

در ارتباط با بخش دوم سوال، واقعا این گونه نیست که ذکر کنیم روی چه گیاهانی فعالیت دارند! آنها کاملا بر اساس نیاز صنعت و روی هر گیاهی که در صنعت استفاده شود و تقاضا داشته باشد کار می کنند. برای مثال با اینکه ارقام متنوعی از بابونه آلمانی وجود دارد، در حال حاضر پروژه ای جهت دستیابی به رقم جدید با طیف ترکیبات متفاوت (عمدتا فلاونوئید های آپی­ژنین و …) در حال انجام است و به وسیله صنعت حمایت می شود. روی گیاهان جدید چون Arnica montana برنامه اهلی سازی و اصلاح دارند و در مورد گیاهانی چون مریم گلی، آویشن، سنبل الطیب و از این قبیل که سطح زیر کشت گسترده ای در جهان دارند، فرایند اصلاح آنها می توان گفت که هرگز متوقف نشده و همواره برای رسیدن به ارقام بهتر تلاش شده است برای مثال اخیرا رقم جدید Phasa از رقم قبلی Extrakta برای گیاه Salvia officinalis معرفی شده است که دارای عملکرد و بازده اسانس بالاتری است.

لطفا برخی از ارقام اصلاح شده گیاهان دارویی را که در دنیا در صنعت تولید گیاهان دارویی مورد توجه هستند را جهت آشنایی خوانندگان محترم معرفی بفرمایید.

برای گونه های مختلف ارقام متنوعی وجود دارد که باید با توجه به طیف ترکیبات، سازگاری و عملکرد مورد استفاده قرار گیرند. در مورد آویشن باغی ارقام Deutscher Winter و Varico از انواع شناخته شده هستند. برای بابونه ارقام Bodegold و Goral، برای بادرنجبویه ارقام Citrata و Lemona و برای گل راعی ارقام Topaz و Taubertal را می توان نام برد.

ارقام اصلاح شده گیاهان دارویی تاچه اندازه می­توانند در ارتقاء کمی وکیفی صنعت تولید و فرآوری گیاهان دارویی نقش داشته باشند؟ لطفا مثالی بیاورید.

به این سوال به نوعی در قسمت های قبل پاسخ داده شد. ارقام مرغوب و همگن از نظر مواد موثره تضمین کننده کیفیت فراورده نهایی تولید شده خواهند بود. متاسفانه استفاده از مواد نامرغوب در برخی فراورده ها منجر به موثر نبودن دارو شده که این امر در دراز مدت آسیب جدی به باور جامعه نسبت به داروهای گیاهی خواهد زد. یک مثال ساده آویشن شیرازی است. اگر دارویی برای درمان سرفه تولید می شود حتما باید از کموتیپ تیمول این گیاه تولید شود در غیر اینصورت به این منظور موثر نخواهد بود. امروزه در صنعت دارویی ما بیشتر نام گیاه را می شناسند و واژه کموتیپ که اهمیت بالایی دارد، چندان شناخته شده نیست.

آینده اصلاح گیاهان دارویی به کدامین رویکرد در حال جهت دهی است؟روشها ی اصلاح کلاسیک در آینده جایگاهی خواهند داشت؟

اغلب ارقام موجود از ساده ترین روش های اصلاحی بوجود آمده اند. در آینده نیز با توجه به تنوع بالای منابع ژنتیکی این گیاهان بویژه در مورد گیاهان جدید این روش ها کارساز خواهند بود. با گسترش سطح زیرکشت این گیاهان و افزایش گردش مالی ناشی از تولید آنها، استفاده از روش های پیشرفته تر مانند روش های تولید ارقام هیبرید و همچنین استفاده از تکنیک های مولکولی جهت پیشبرد برنامه اصلاحی این گیاهان توجیه پذیر خواهد بود. چنانکه چنین فعالیت هایی در حال حاضر در مورد گیاهانی چون آویشن باغی، بابونه آلمانی و سنبل الطیب در حال انجام است.

آیا در کشورمان تاکنون رقم اصلاح شده یک گیاه دارویی توسط دانشگاه ها یا مراکز پژوهشی معرفی شده است؟ تاکنون چقدر در اصلاح گیاهان دارویی موفقیت داشته ایم؟

تا آنجا که من اطلاع دارم تاکنون هیچ رقم اصلاح شده ای معرفی نشده است. علی رغم منابع عظیم ژنتیکی که همه جا صحبت از آن است، تا کنون هیچ بهره برداری منجر به محصول که مورد استفاده صنعت واقع شود از این منابع بعمل نیامده است. علی رغم اینکه هر ساله گونه های جدید دارویی در دنیا معرفی و به سیستم کشت وارد می شوند و برخی از آنها به کشور ما نیز وارد شده، ما در معرفی گونه های جدید موفقیتی نداشته ایم و همچنان به دستاورده های نیاکانمان در کشت زعفران، زیره و … می بالیم!

علی رغم فعالیت های گسترده اصلاحی عمدتا منجر به محصول (رقم) که در تعداد معدودی موسسه یا دانشگاه بویژه در اروپا انجام می شود، در کشور ما در تعداد زیادی از موسسات فعالیت های سطحی، عمدتا تنها در مرحله ارزیابی ژرم پلاسم، بدون هدف و برنامه و بدون توجه به نیاز صنعت، انجام می شود و به همین دلیل تا کنون به نتیجه ای نرسیده است! نگاه کوتاه به آنچه در موسسه CIMAP هند اتفاق می افتد، تاسف شما را بر می انگیزد که چرا…!

البته مشکلی مهمی که وجود دارد اینکه شرکت های دارویی ما هم هنوز نگرش درستی نسبت به مواد اولیه گیاهی و بویژه اصلاح آنها ندارند در حالیکه در بسیاری از کشورها پروژه های اصلاحی مستقیما توسط این شرکت ها انجام یا حمایت می شود.

در کشور ما اگرچه در سال­های اخیر مقوله کشت و اهلی­ سازی گیاهان دارویی مورد توجه قرار گرفته، اما متأسفانه مواردی از تحقیقات هدفمند براساس روش­های علمی که به تولید ارقام مناسب و همچنین دستورالعمل­های کشت تجاری از گیاهان بومی ایران منجر شده باشد، کمتر وجود دارد که باید برنامه­ریزی­های لازم برای معرفی گیاهان جدید به فلور گیاهان دارویی تحت کشت در جهان صورت گیرد.

به نظر شما چنانچه موسسه ای در کشور بخواهد بر روی اصلاح یک گیاه دارویی پژوهشی را آغازکند، کدام گیاهان در اولویت باید قرارگیرند؟

با توجه به اینکه پروژه های اصلاحی بویژه در مورد گیاهان دارویی هزینه بالایی دارند، انتخاب گونه باید با دقت و کاملا هدفمند انجام شود. برای مثال آیا باید روی همه گونه های آویشن و مرزه بومی ایران برنامه اهلی سازی و اصلاح گذاشت؟ مسلما خیر! بلکه دقیقا بسته به نیاز صنعت از نظر کموتیپ باید یکی از آنها انتخاب و برای ویژگی های تولیدی هم اصلاح شود. به همین دلیل باید گونه هایی که در حال حاضر مورد استفاده صنعت هستند ردیابی، اهلی و اصلاح شوند چون آویشن شیرازی، آویشن دنایی، کرفس کوهی، چویل، مشکک و گاو زبان ایرانی که در مورد اکثرشان می­توان در شروع از طریق انتخاب و تکثیر کلون عمل کرد.

در برخی از کشورها امروزه قانون­هایی در ارتباط با “قابلیت ردیابی[۱] مواد گیاهی تا منشأ” وضع شده که به­موجب آن شرکت­های فعال در زمینه تولید داروها و سایر فرآورده‏های مرتبط با گیاهان دارویی، باید تنها مواد گیاهی را استفاده کنند که دارای منشأ مشخص باشند و به این وسیله برداشت از طبیعت را تحت کنترل در می­آورند. در حالی که مواد اولیه تعداد زیادی از داروهای گیاهی در کشور ما تنها از طبیعت برداشت می­شوند، شاید اجرای چنین قانون­هایی به تشویق شرکت­های داخلی برای مشارکت در برنامه­های اهلی­سازی و کشت و جلوگیری از بهره­کشی از طبیعت و تهدید ذخایر ژنتیکی منجر شود.

علاوه بر نیاز داخل، تنوع اقلیمی و گیاهی زمینه مساعدی را برای صادرات مواد گیاهی فراهم کرده است. در این ارتباط نعناع های ایران، ترخون، پنیرک، گل محمدی، شیرین بیان، گشنیز، رازیانه، زیره سبز، بابونه، ماریتیغال و … در اولویت اند. همچنین به نظر من حفظ و تکثیر ارقام موجود گیاهان دارویی نیز از اولویت هایی است که باید مد نظر قرار گیرد.

در ارتباط با فعالیت های خودتان در زمینه اصلاح گیاهان دارویی مختصرا توضیح دهید؟

ما در گروه کشاورزی پژوهشکده گیاهان و مواد اولیه دارویی از ۶ سال پیش تعدادی گیاه را به عنوان هدف انتخاب و برنامه اصلاحی روی آنها را آغاز نمودیم. پروژه اهلی سازی و اصلاح دو گونه مرزه خوزستانی و مرزه رشینگری به سفارش و حمایت شرکت داروسازی خرمان در سال ۸۷ آغاز شد. با برنامه غربالگری ژرم پلاسم خوشبختانه کلون های مرغوبی از این گیاه تهیه و زیر کشت رفت. همچنین برنامه تولید رقم سینتتیک این گیاه در حال انجام است که انشاءالله تا پایان امسال به نتیجه نهایی خواهد رسید. پروژه دیگری بطور مشابه روی آویشن دنایی انجام شده است که کلون های مرغوب با بیش از ۵ درصد اسانس تهیه و اصلاح رقم بذری آن نیز جهت کشت دیم این گیاه در حال انجام است. برنامه ی سلکسیون روی گیاه با ارزش ترخون در حال انجام است که جمعیت ها پررشد و با بازده اسانس بالا شناسایی شده است و در حال حاضر شناسایی مقاومت به زنگ و سفیدک سطحی که در کشت تجاری این گیاه خسارت بالایی می زنند، در حال انجام است. اخیرا برنامه اصلاحی پنیرک خبازی که ارزش صادراتی بالایی دارد، جهت دستیابی به رقم پرگل، گل درشت، دوره گلدهی طولانی و غنی از آنتوسیانین آغاز شده است. امیدواریم در آینده نزدیک از طریق جمع آوری و ارزیابی نعناع های ایران بویژه از نظر خواص کیفی ادویه ای، انواع مطلوب بازار ادویه ای را شناسایی و زمینه تولید و صادرات آن را فراهم کنیم.

[۱]Traceability