فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی ایران مجله پژوهش های راهبردی در علوم کشاورزی و منابع طبیعی 24234757 3 2 2018 11 22 Genetic Engineering and Food Security مهندسی ژنتیک و امنیت غذایی 195 208 112926 10.22047/srjasnr.2018.112926 FA مطهره محسن‌پور استادیار پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی-سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی سمیرا کهک دانشجوی دکتری دانشگاه گیلان بهزاد قره‌یاضی استاد پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی-سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی Journal Article 2017 09 30 Food security is one of the most important challenges with respect to the climate change and population growth. Investment inagricultural research in particular in the field of plant biotechnology can be considered as a powerful tool to comfront, these challenges. Historically, farmers used to harvest their best crop and save it as “seed” for planting in the next season. Plant breeders used the genetic knowledge to improve plants using different techniques. However, in spite of admirable achievements in producing more quality food in less land, traditional plant breeding techniques suffer from different limitations. Genetic engineering that can overcome the mentioned problems is considered as a complementary but more powerful tool to assist plant breeders to comfront their challenges and it is considered the fastest adopted technology in the history of agriculture. Recent advances in genetic engineering such as the advent and application of CRISPR-Cas9 and TALEN for genome editing and gene drive have revolutionized already existing revolutionary technology. These techniques can be used for the improvement of organisms without leaving any transgene inside the final product and hence are required less stringent regulatory procedures in different countries. “Synthetic Biology” provides the opportunity to design from scratch metabolic pathways to produce entirely new products never existed or produce already existing products in closed rooms with new methodologies. Increasing demand and market for these new products guarantee the successful mainstream of this new technology into food and industrially used material for years to come. In this article, these technologies, their applications for attainment of food security, safety considerations and future prospects and challenges, they may be facing, are reviewed. امنیت غذایی یکی از مهمترین چالش‌های بشر برای مقابله با تهدیدهای تغییر اقلیم و رشد جمعیت است. سرمایه‌گذاری در پژوهش‌های کشاورزی به‌ویژه تنوع ژنتیکی، پروژه‌های توالی‌یابی کامل ژنگان⁴، شناسایی ژن‌های مهم زراعی و دیگر نوآوری‌های علمی در زمینه زیست‌فناوری گیاهی می‌تواند  ابزاری قدرتمند برای مقابله با این چالش در نظر گرفته شود. در طول تاریخ، کشاورزان با گزینش بهترین محصول خود برای کشت سال آتی، ناخودآگاه به بهبود ژنتیک محصول کمک کرده‌اند. بهنژادگران سنتی نیز با استفاده از دانش ژنتیک به موفقیت‌هایی در بهبود کمی و کیفی محصول‌های زراعی دست‌یافته‌اند ولی "روش‌های سنتی بهنژادی گیاهان‌" با محدودیت‌هایی مواجه است. مهندسی ‌ژنتیک ابزاری مکمل، اما قدرتمند است که می‌تواند جهت رفع این محدودیت‌ها به بهنژادگران کمک کند و سریع‌ترین فناوری مورد پذیرش در تاریخ کشاورزی به‌شمار می‌آید. پیشرفت‌های اخیر در مهندسی ‌ژنتیک مانند ظهور و کاربر کریسپر-کس‌⁵9 و تلن⁶ برای ویرایش ژنگان و ژن درایو⁷، انقلاب جدیدی در تحول‌های موجود ایجاد کرده است. این فناوری‌ها می‌توانند برای اصلاح موجودها بدون باقی‌گذاشتن ژن انتقالی (تراژن⁸) در محصول پایانی مورد استفاده قرار گیرند. از این‌رو، روش‌های نظارتی کمتری در کشورهای مختلف در مورد محصول آن‌ها اعمال می‌شود. از سوی دیگر "زیست‌شناسی مصنوعی⁹" فرصتی است برای طراحی مسیرهای متابولیکی برای تولید محصول‌هایی که هرگز پیش از این وجود نداشته یا تولید نشده است. افزایش تقاضا و بازار برای این محصول‌ها موفقیت این فناوری‌های روبه رشد را در تولید مواد غذایی و صنعتی در سال‌های آینده تضمین می‌کند. در این مقاله، به بررسی این فناوری‌ها، برنامه‌های کاربردی آن‌ها برای دستیابی به امنیت غذایی، رعایت ایمنی‌زیستی، چشم‌انداز‌های آینده و چالش‌های پیش‌رو خواهیم پرداخت. https://srj.asnr.ias.ac.ir/article_112926_894e519875fcef3689ff12fcb31e9254.pdf