إكتشاف جين يساعد في تطوير النباتات لمحاربة التغير المناخي

 

 

تتحرك شبكات جذور النباتات المتخفية تحت التربة وخلال الارض بحثا عن المواد الغذائية والماء، وهي شبيهة بالدودة التي تبحث عن الطعام. والى الان لا تزال التقنيات الجزئية والوراثية التي تحكم اجزاء من جذور التربه لاتزال غير معروفة. اكتشف باحثون من معهد سالك (Salk Institute) جينا يحدد اذا ماكانت الجذور تنمو عميقا في التربة او قريبا من سطحها.

بالاضافة الى ان النتائج، والتي نُشرت في مجلية سيل (Cell) بتأريخ 11 تموز/يوليو 2019، تسمح للباحثين ايضا بتطوير نباتات تساعد في مكافحة تغير المناخ كجزء من مبادره معهد سالك لتسخير النبات. وتهدف المبادرة الى زراعه نباتات ذات جذور اكثر قوة وعمقاً لتختزن كميات اكثر من الكاربون تحت الارض لمدة أطول لتقليل ثاني اوكسيد الكربون في الجو. سيستلم المعهد اكثر من 35 مليون دولار من عشرة أشخاص ومنظمات خلال (The Audacious Project) لتعزيز هذا الجهد.

يقول الاستاذ الزميل في المشروع واول الكتاب لورقة البحث وعضو في مختبر سالك للبيولوجيا الخلوية والجزيئية (SPMCB) وايضاً في مختبر الاحياء التكاملي (IBL)، ولفجانج بوش (Wolfgang Busch) :”نحن حقا متحمسون لأول اكتشاف في الطريق لتحقيق اهداف مبادرة تسخير النباتات،يُعد خفض مستويات ثاني اوكسيد الكاربون في الغلاف الجوي اكبر التحديات في الوقت الحالي ومن المهم بالنسبة لي ايجاد حلول.”

استخدم الباحثون، في العمل الجديد، نموذج نبات رشاد أذن الفأر (arabldopsis ‏thaliana) لتحديد الجينات ومتغيراتها التي تنظم طريقه عمل الاكسين، وهو هرمون رئيسي يسيطر على بنية نظام الجذور. بالرغم من ان الاكسين كان معروفا بتأثيره على جميع جوانب نمو النباتات تقريبا، الا انه لم يكن معروفاً اي العوامل التي تحدد كيفيه تاثيره بشكل خاص على بنيه نظام الجذور.

يقول اول مؤلفين الدراسة وزميل بحوث مابعد الدكتوراه في مختبر بوش، تاكيهيكو اوجورا (Takehiko Ogura) :” من اجل شرح افضـل لنمو الجذور، طورت وحسنت طريقة جديدة لدراسة انظمة جذور النباتات في التربة،
ان جذور نبات رشاد اذن الفأر صغيرة بشكل لايصدق بحيث لا يمكن رؤيتها بسهولة ولكن من خلال تقطيع النباتات الى نصفين يمكننا مراقبه وقياس توزيعات الجذور في التربة بشكل افضـل.”

وجد الفريق جينا يسمى (Exocyst7oa3)، ينظم بنية نظام الجذر مباشرة من خلال التحكم في مسار الاكسين دون تعطيل مسارات اخرى. وهذا الجين يقوم بتلك العمليه عن طريق التأثير على توزيع (PIN4)، وهو بروتين معروف بتأثيره على نقل الاوكسين. وعندما عدّل الباحثون الجين (EXocyst7oa3)وجدوا ان نظام اتجاه الجذر قد تحول والجذور نمت على عمق اكبر في التربة.

يقول اوجورا :”الانظمة البيولوجية معقده بشكل لا يصدق، لذلك من الصعب ربط الاليات الجزئية للنباتات باستجابة بيئية، ومن خلال ربط كيفية تأثير هذا الجين على سلوك الجذر، فقد اكتشفنا خطوة مهمة في كيفية تكيف النباتات مع البيئات المتغيرة من خلال مسار الاوكسين.”

بالاضافه الى تمكن الفريق من تطوير النباتات التي يمكنها ان تنمو بانظمة جذرية أعمق لتخزين المزيد من الكاربون، يمكن لهذا الاكتشاف مساعدة العلماء في فهم كيفية معالجة النباتات للتغيرات الموسمية في هطول الأمطار وعلى التكيف مع تغيرات المناخ.

يقول بوش :”نحن نأمل أن نستخدم هذه المعرفة لمسار الاوكسين كطريقه للكشف عن المزيد من المكونات المرتبطة بهذه الجينات وتاثيرها على بنية نظام الجذر،
وهذا سيساعد في انبات نباتات محاصيل افضـل وأكثر قدرة على التكيف، مثل فول الصويا والذرة، بحيث يمكن للمزارعين أن ينمّوها لإنتاج المزيد من الغذاء لسكان العالم المتزايد عددهم.”

 

 

 

ترجمـــة : Dhuha Muhanad
تصميـــم : Muthanna Hussein
تدقيق ونشـــر : Jazmine A. Al-Kazzaz
المصـــدر : هنـــــــا