Το βαμβάκι

Το βαμβάκι

Μεγάλη Καλλιέργεια και ΟΠΑ

  • Σύντομη εισαγωγή : Το βαμβάκι έχει μια μακρά και πλούσια ιστορία που χρονολογείται από την αρχαιότητα.

  • Η εξέλιξη της καλλιέργειας και η διάδοση χρήσης με το πέρασμα των αιώνων.

 Αρχαιότητα:

Πρώτες καλλιέργειες: Το βαμβάκι καλλιεργήθηκε για πρώτη φορά πριν από περίπου 7.000 χρόνια. Τα αρχαιότερα ευρήματα βαμβακιού προέρχονται από την κοιλάδα του Ινδού ποταμού (σημερινό Πακιστάν) και το Περού.

Αρχαίοι πολιτισμοί: Στην Ινδία, το βαμβάκι χρησιμοποιούνταν ήδη από το 3.000 π.Χ. για την ύφανση υφασμάτων.

Οι Έλληνες ιστορικοί: όπως ο Ηρόδοτος, Irodotos.jpg

αναφέρονται στο βαμβάκι ως "μαλλί από τα δέντρα", περιγράφοντας την καλλιέργεια στις ανατολικές περιοχές. Τα χρόνια εκείνα το βαμβάκι αναφερόταν ως δέντρο, γεγονός που αποδεικνύει ότι καλλιεργούσαν δενδροειδείς ποικιλίες βαμβακιού. Η καλλιέργεια του βαμβακιού στην Ελλάδα αναφέρεται από τον Παυσανία το 2 μ.Χ. αιώνα με την ονομασία «βύσσος».

Στην Ελλάδα πρωτοήρθε από την Ασία κατά την εποχή του Μεγάλου Αλεξάνδρου γύρω στο 325 π.Χ. ». Η καλλιέργεια του επεκτάθηκε σε μεγάλη κλίμακα γύρω στο 550 μ.Χ.

Στη συνέχεια εξαπλώθηκε στις άλλες ευρωπαϊκές χώρες της Μεσογείου.cottonathira.jpg

ΠΕΛΛΑ.'ΑΡΧΕΙΟ ΑΘΥΡΑ''

Αίγυπτος: Οι Αιγύπτιοι επίσης καλλιεργούσαν βαμβάκι και το χρησιμοποιούσαν για την κατασκευή λεπτών υφασμάτων.

  • Μεσαίωνας:

Το βαμβάκι διαδόθηκε στις αραβικές χώρες, από όπου εισήχθη στην Ευρώπη κατά τον Μεσαίωνα, κυρίως μέσω του εμπορίου με τους Άραβες και την Ινδία.AraveskaiIndia.jpg

Στην Ευρώπη, ωστόσο, η χρήση του ήταν περιορισμένη μέχρι τον 13ο αιώνα, όταν οι εμπορικές σχέσεις με την Ανατολή άρχισαν να επεκτείνονται.

  • Νεότεροι χρόνοι:

Βιομηχανική Επανάσταση: Τον 18ο αιώνα, το βαμβάκι έγινε βασικό προϊόν της βιομηχανίας υφασμάτων, ιδιαίτερα στη Βρετανία.

viomichaniki.jpg

Η εφεύρεση μηχανών, όπως η Spinning Jenny και ο μηχανικός αργαλειός, αύξησαν κατακόρυφα την παραγωγή.

  • Δούλοι και βαμβάκι: Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η καλλιέργεια βαμβακιού συνδέθηκε άμεσα με τη δουλεία, καθώς οι δούλοι εργάζονταν στις φυτείες του Νότου.

  • Η εποχή του "βασιλιά βαμβακιού": Τον 19ο αιώνα, το βαμβάκι έγινε βασικό εξαγώγιμο προϊόν για πολλές χώρες, όπως οι ΗΠΑ, η Αίγυπτος και η Ινδία.

  • Σύγχρονη εποχή:Σήμερα, το βαμβάκι παραμένει ένα από τα πιο σημαντικά γεωργικά προϊόντα, με τη χρήση του να επεκτείνεται όχι μόνο

στην κλωστοϋφαντουργία, αλλά και στη βιομηχανία χαρτιού, ιατρικών προϊόντων και άλλων εφαρμογών.

Παράλληλα, η καλλιέργεια βαμβακιού αποτελεί πρόκληση λόγω της εντατικής χρήσης νερού και φυτοφαρμάκων, γεγονός που έχει οδηγήσει σε αυξημένο ενδιαφέρον για τη βιώσιμη παραγωγή.

Η ιστορία του βαμβακιού είναι στενά συνδεδεμένη με την ανθρώπινη πρόοδο, την οικονομία και τις κοινωνικές δομές, καθιστώντας το ένα από τα πιο συμβολικά υλικά στην ιστορία της ανθρωπότητας. Το βαμβάκι είναι Αγγειόσπερμο δικότυλο φυτό, ανήκει στο γένος Gossypium, το οποίο περιλαμβάνει περίπου 50 είδη φυτών.

Παρακάτω παρατίθεται η βοτανική ταξινόμηση του βαμβακιού:

Βοτανική Ταξινόμηση:

Βασίλειο:

Plantae (Φυτά)

Υποβασίλειο:

Tracheobionta (Αγγειόσπερμα)

Συνομοταξία:

Magnoliophyta (Μαγνολιοφυτά - Δικοτυλήδονα)

Κλάση:

Magnoliopsida

Τάξη:

Malvales (Μαλβώδη)

Οικογένεια:

Malvaceae (Μαλβίδες)

Γένος:

Gossypium

Είδος: υπάρχουν διάφορα είδη όπως:

  • Gossypium hirsutum (Αμερικανικό βαμβάκι, περίπου 90% της παγκόσμιας παραγωγής).

  • Gossypium barbadense (Μακρόινο βαμβάκι).

  • Gossypium herbaceum (Ασιατικό βαμβάκι).

  • Gossypium arboreum (Δέντρο-βαμβάκι).

Τα σημαντικότερα είδη περιγράγονται παρακάτω με διάφορες έρευνες:

Η περιγραφή παρουσιάζει τα στάδια ανάπτυξης των καρπών του Gossypium hirsutum.

  • Gossypium hirsutum (Αμερικανικό βαμβάκι, περίπου 90% της παγκόσμιας παραγωγής).

Η εικόνα περιγράφει τα στάδια ανάπτυξης από την άνθηση εως την καρπόδεση – τον σχηματισμό του βαμβακιού.

stadianaptiksis.jpg

1. 10–17 ημέρες μετά την άνθηση (dpa):

Ο καρπός του βαμβακιού είναι κυρίως σφαιρικός.

Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου, αναπτύσσεται το μεγαλύτερο μέρος του όγκου του καρπού.

2. 17 ημέρες μετά την άνθηση (dpa)

Ο καρπός υφίσταται σημαντικές μορφολογικές αλλαγές.

Το σχήμα μεταβαίνει από σφαιρικό σε «επιμηκυμένο», καθώς αναπτύσσεται προς την αντίθετη κατεύθυνση από τον μίσχο.

3. 36–51 ημέρες μετά την άνθηση (dpa):

Το περικάρπιο (εξωτερικό στρώμα του καρπού) φτάνει στην πλήρη ωρίμανση και τελικά ρήγνυται. Αυτό σηματοδοτεί το τελικό στάδιο ανάπτυξης του καρπού, όπου εκτίθενται οι ίνες του βαμβακιού. Αυτό το πρότυπο ανάπτυξης υπογραμμίζει τόσο την αύξηση του όγκου στα αρχικά στάδια όσο και τις μορφολογικές αλλαγές που οδηγούν στην ωρίμανση και τη ρήξη του περικαρπίου.

  • Gossypium barbadense (Μακρόινο βαμβάκι) Gossypiumbarbadense.jpg

Η Εικόνα περιγράφει ένα πείραμα σύγκρισης της ανθεκτικότητας στη Βερτισιλλίωση μεταξύ δύο ειδών βαμβακιού: Gossypium barbadense (ποικιλία Hai124) και Gossypium hirsutum (TM-1).

Πειραματική Διάταξη:

1. Στόχος: Σύγκριση των επιπέδων ανθεκτικότητας των δύο ποικιλιών βαμβακιού (Hai124 και TM-1) στη μόλυνση από Verticillium dahliae.

2. Δείγματα και Αξιολόγηση της Ασθένειας (A):

Gossypium barbadense ποικιλία Hai124 (ανθεκτικό)

Gossypium hirsutum πρόσβαση TM-1 (ευαίσθητο)

Τα φυτά μολύνθηκαν με V. dahliae και παρατηρήθηκαν τα συμπτώματα της ασθένειας για 50 ημέρες.

3. Συνθήκες Καλλιέργειας και Επεξεργασία (B):

Συνθήκες Ανάπτυξης: Τα σπορόφυτα επωάστηκαν σε θαλάμους ανάπτυξης στους 22°C με φωτοπερίοδο 16 ώρες φως - 8 ώρες σκοτάδι για περίπου 2 εβδομάδες (έως ότου ανέπτυξαν δύο πραγματικά φύλλα).

Επεξεργασία: Τα φυτά υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με V. dahliae και νερό. Συγκομίστηκαν σε χρονικά σημεία 0 ώρες, 12 ώρες μετά τη μόλυνση (hpi), 24 hpi, 72 hpi, 96 hpi και 144 hpi.

4. Ανάλυση Δεδομένων (C):

Κύρια Συνιστώσα Ανάλυσης (PCA): Απεικονίζει τη συσχέτιση κατά ζεύγη (Pearson) των τιμών γονιδιακής έκφρασης για όλα τα δείγματα.

  • Gossypium herbaceum (Ασιατικό βαμβάκι).

  • Ένα συγκεκριμένο πείραμα γενετικής βελτίωσης στο Gossypium herbaceum αφορά τη βελτίωση της ανθεκτικότητάς του σε παθογόνους μύκητες, όπως ο Verticillium dahliae, που προκαλεί μαρασμό.

Πείραμα: Εισαγωγή Γονιδίου Ανθεκτικότητας σε Μύκητες στο Gossypium herbaceum:

Σκοπός:

Να ενισχυθεί η ανθεκτικότητα του φυτού Gossypium herbaceum στον μύκητα Verticillium dahliae μέσω γενετικής τροποποίησης, εισάγοντας το γονίδιο Chitinase (CHI), το οποίο διασπά τη χιτίνη, βασικό συστατικό του κυτταρικού τοιχώματος των μυκήτων.

Υλικά και Μέθοδοι:

1. Απομόνωση και Κλωνοποίηση του Γονιδίου.

Το γονίδιο CHI απομονώνεται από βακτήρια ή φυτά που παράγουν φυσικά την πρωτεΐνη χιτινάση.

Το γονίδιο εισάγεται σε έναν πλασμιδιακό φορέα με υποστηρικτικά γονίδια για την έκφραση στα φυτά (π.χ., γονίδιο ανθεκτικότητας σε αντιβιοτικά για επιλογή).

2. Μεταφορά του Γονιδίου:

Χρήση της μεθόδου Agrobacterium tumefaciens:

Το γονίδιο CHI εισάγεται στο βακτήριο Agrobacterium tumefaciens, το οποίο έχει την ικανότητα να εισάγει γενετικό υλικό στα κύτταρα του βαμβακιού.

CHI.jpg

Τα κύτταρα του φυτού εκτίθενται σε αυτό το βακτήριο σε ειδικά μέσα καλλιέργειας.

3. Αναγέννηση Φυτών:

Τα τροποποιημένα κύτταρα του βαμβακιού τοποθετούνται σε θρεπτικό μέσο με ορμόνες (π.χ., αυξίνες) για την ανάπτυξη πλήρων φυτών.

4. Επιλογή Τροποποιημένων Φυτών:

Τα φυτά εξετάζονται για την παρουσία του γονιδίου CHI μέσω PCR και ανάλυσης αλληλουχίας.

Ελέγχεται η έκφραση του γονιδίου με ανάλυση RNA (RT-PCR) και πρωτεΐνης (Western blot).

5. Δοκιμές Ανθεκτικότητας:

Τα τροποποιημένα φυτά εκτίθενται στον μύκητα Verticillium dahliae:

  • Μέθοδος μόλυνσης: Εμβάπτιση ριζών σε αιώρημα σπορίων του μύκητα.

Μετρήσεις: Παρακολούθηση των συμπτωμάτων (μαρασμός, ξήρανση), ύψος φυτού, βάρος ξηρής μάζας.

6. Δοκιμές Πεδίου:

Τα φυτά καλλιεργούνται σε μολυσμένα εδάφη για να εξεταστεί η απόδοσή τους σε πραγματικές συνθήκες.

Αποτελέσματα:

Τα τροποποιημένα φυτά παρουσίασαν:

Μειωμένα συμπτώματα μαρασμού σε σύγκριση με μη τροποποιημένα φυτά.

Αύξηση της συνολικής βιομάζας κατά 25-30%.

Ανθεκτικότητα μεγαλύτερη κατά 40% στις συνθήκες μόλυνσης.

Συμπέρασμα:

Η εισαγωγή του γονιδίου χιτινάσης στα φυτά Gossypium herbaceum βελτίωσε σημαντικά την ανθεκτικότητά τους στον μύκητα Verticillium dahliae. Το πείραμα αυτό επιβεβαιώνει τη δυνατότητα γενετικής τροποποίησης ως εργαλείο για την προστασία των καλλιεργειών από παθογόνους οργανισμούς.

H μελέτη, ανακάλυψη και ταυτοποίηση υποψήφιων γονιδίων από την οικογένεια γονιδίων χιτινάσης για ανθεκτικότητα στο Verticillium dahliae στο βαμβάκι εντόπισε και ανέλυσε γονίδια χιτινάσης σε διάφορα είδη βαμβακιού, συμπεριλαμβανομένων των :

  • Gossypium raimondii,

  • G. arboreum,

  • G. hirsutum

  • και G. barbadense.

Η σίγαση συγκεκριμένων γονιδίων χιτινάσης μείωσε την ανθεκτικότητα στο V. dahliae, υποδεικνύοντας τον ρόλο τους ως θετικούς ρυθμιστές στην αντίσταση.

Το γονίδιο Gbve1 από το Gossypium barbadense, που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη τύπου υποδοχέα, προσδίδει ανθεκτικότητα σε αποφυλλωτικά και μη αποφυλλωτικά στελέχη του Verticillium dahliae:

Η μελέτη αυτή έδειξε ότι το γονίδιο Gbve1 είναι υπεύθυνο για την ανθεκτικότητα στο V. dahliae στο G. barbadense και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη ποικιλιών βαμβακιού ανθεκτικών σε αυτή την ασθένεια.

Αλληλεπιδράσεις μεταξύ του Verticillium dahliae και του βαμβακιού:

Αυτή η ανασκόπηση παρέχει σημαντικές πληροφορίες για την ανάπτυξη νέων γενετικών πόρων βαμβακιού με ανθεκτικότητα στο Verticillium μέσω γενετικής μηχανικής.

Ενώ οι παραπάνω μελέτες επικεντρώνονται κυρίως σε άλλα είδη βαμβακιού, τα ευρήματά τους μπορούν να αποτελέσουν βάση για μελλοντική έρευνα στο Gossypium herbaceum.

herbaceum.jpg

  • Gossypium arboreum (Δέντρο-βαμβάκι):

Μετά από ενδελεχής μελέτες διαπιστώθηκε πως το Gossypium arboreum έχει μεγάλη δυναμική στη Βιομηχανία Χειρουργικού Βαμβακιού:

Οι κοντές και χονδροειδείς ίνες του : θεωρούνται λιγότερο επιθυμητές για υφαντικές εφαρμογές όμως είναι ιδιαίτερα πολύτιμες στη βιομηχανία χειρουργικού βαμβακιού λόγω της εξαιρετικής απορροφητικότητας και της καταλληλότητάς τους για επεξεργασία. Επίσης , πραγματοποιήθηκε ανάλυση σε ένα ευρύ φάσμα γενοτύπων του Gossypium arboreum. Αξιολογήθηκαν γενότυποι για την απόδοση και τις ιδιότητες ινών που είναι κρίσιμες για το ιατρικό βαμβάκι. Παρατηρήθηκε σημαντική γενετική ποικιλομορφία στους γενότυπους για χαρακτηριστικά όπως :το μήκος ίνας, η λεπτότητα (micronaire), η απόδοση και άλλες παραμέτρους ποιότητας, αναδεικνύοντας τη γενετική ποικιλία αυτού του είδους .Ένα σύνολο αναφοράς γενότυπων καθορίστηκε με βάση βασικά κριτήρια όπως το μήκος 2.5% span (μέτρο μήκους ίνας) και η λεπτότητα (micronaire).Εντοπίστηκαν γενότυποι με σημαντική δυναμική και εφαρμογές στον χώρο κυρίως της Ιατρικής όπως προαναφέρθηκε.

Το βαμβάκι είναι μία από τις πιο σημαντικές φυτικές ίνες στον κόσμο .

Η φυσική ίνα είναι:

  • απαλή,

  • ανθεκτική,

  • απορροφητική

χρησιμοποιείται κυρίως στην κλωστοϋφαντουργία για την παραγωγή υφασμάτων. Προέρχεται από το φυτό βαμβακιά (Gossypium), το οποίο καλλιεργείται ευρέως σε περιοχές με θερμό κλίμα όπου χρειάζεται αρκετή ποσότητα νερού για να αναπτυχθεί γεγονός που επηρεάζει την καλλιέργειά του σε περιοχές με ξηρασία. Η καλλιέργεια του βαμβακιού έχει περιβαλλοντικό αντίκτυπο, καθώς όπως αναφέρθηκε απαιτείται μεγάλη κατανάλωση νερού και συχνά εντατική χρήση φυτοφαρμάκων. Παρ' όλα αυτά, οι βιολογικές και βιώσιμες πρακτικές καλλιέργειας κερδίζουν έδαφος για τη μείωση αυτών των επιπτώσεων.

Το βαμβάκι είναι μία από τις πιο σημαντικές φυτικές ίνες στον κόσμο, χρησιμοποιείται κυρίως στην κλωστοϋφαντουργία για την παραγωγή υφασμάτων. Εκτός από ρούχα, χρησιμοποιείται σε:

  • νήματα,nimata.jpg

  • συχνά σε καλλυντικά kalintika.jpg

  • φαρμακευτικά προϊόντα (π.χ. αποστειρωμένο βαμβάκι).pharm.jpg

  • βιομηχανία χαρτιού industrypapper.jpg

Παρακάτω απεικονίζονται οι

-Εισαγωγές

-Εξαγωγές

-Παραγωγή

- Κατανάλωση σε παγκόσμιο επίπεδο.cons1.jpg

cons2.jpgcons3.jpgΩς συμπέρασμα των παραπάνω διαγραμμάτων προκύπτει ότι :

η Ελλάδα κατατάσσεται στην 7η θέση στις εξαγωγές και στην 12η στην παραγωγή .

Η παραγωγή της χώρας μας τα τελευταία χρόνια διαγραμματική απεικόνιση:Greececotton.jpg

 

Βιβλιογραφία

  • Ελληνική βιβλιογραφία:

  • Σ. Γαλανοπούλου-Σενδουκά
    Καθηγήτρια Πανεπιστημίου
    Θεσσαλίας     Εκδόσεις: ΣΤΑΜΟΥΛΗΣ     

  • Δ. Παπακώστα-Τασοπούλου
    Καθηγήτρια Πανεπιστημίου
    Θεσσαλονίκης     Εκδόσεις: ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΠΑΙΔΕΙΑ

  • Φωτιάδης Σιδέρης. ΑΝΩΤΑΤΗ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΦΙΛΙΠΠΟΥΠΟΛΗΣ : ΤΜΗΜΑ ΦΥΤΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Καθηγητής: Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης Τμήμα Αγροτικής Ανάπτυξης Δ.Π.Θ Ορεστιάδα.
  • Χρήστος Δαμαλάς Πτυχίο Γεωπονίας, Τμήμα Γεωπονίας, Α.Π.Θ. Μεταπτυχιακό Δίπλωμα στη Γενετική Βελτίωση και Φυσιολογία Φυτών, Τμήμα Γεωπονίας, Α.Π.Θ. Διδακτορικό Δίπλωμα στη Ζιζανιολογία, Τμήμα Γεωπονίας, Α.Π.Θ. Among the 2% top scientists across all fields according to Stanford list 2020.
  • Κουτρούμπας Σπυρίδων Γεωπόνος, Σχολής Γεωτεχνικών Επιστημών, Τμήμα Γεωπονίας (Κατεύθυνση Φυτικής Παραγωγής), Α.Π.Θ. MSc στη Γενετική Βελτίωση Φυτών και Γεωργία, Σχολή Γεωτεχνικών Επιστημών, Τμήμα Γεωπονίας, Α.Π.Θ. Διδακτορικό Δίπλωμα στη Γεωργία, Σχολή Γεωτεχνικών Επιστημών, Τμήμα Γεωπονίας, Α.Π.Θ

 

 

Γιαμαλής Γεώργιος

Γεωπόνος Φυτικής Παραγωγής M.Sc.

Σχολή Επιστημών Γεωπονίας και Δασολογίας Του Τμήματος Αγροτικής Ανάπτυξης Δ.Π.Θ. Ορεστιάδα.

Εκτύπωση   Email