https://bodybydarwin.com
Slider Image

يمكن أن تساعدنا هذه "النظارات" الوراثية في هندسة المحاصيل المرنة

2022

الصدأ الجذعي. تاج الصدأ. انفجار القمح. البياض الدقيقي. هذه الأمراض التي تحمل اسم غريب الأطوار وأمراض أخرى مثلها لها آثار مدمرة على المزارعين والأشخاص الذين يعتمدون على مكافأتهم. يمكن لطريقة جديدة للعثور على جينات مقاومة للأمراض في أبناء عمومة المحاصيل المدجنة أن تحسن من قدرتنا على القتال.

في البرية ، التهجين هو أحد الطرق التي تظل بها النباتات متنوعة وراثيا. المحاصيل المستأنسة لا تفعل هذا ، لذلك لديها تنوع وراثي أقل بكثير. إذا كان المرض يمكن أن يقتل أحدهم ، فمن المحتمل أن يقتلهم جميعًا - لذلك بدون وجود جينات متنوعة لمقاومة الأمراض ، تكون النباتات المستأنسة مثل القمح والشوفان عرضة للإصابة بالعدوى. عندما أصبحت المحاصيل مستأنسة ، أصبحت أيضًا متباينة وراثياً من أقاربها البرية بطرق تمنع الاثنين من التزاوج. أكبر تأثير لذلك هو عدم الاستقرار الغذائي: يمكن القضاء على المحاصيل الكاملة بسرعة بسبب الأمراض. في بنغلاديش ، على سبيل المثال ، وصل انفجار القمح - وهو نوع من الفطريات المستوطنة في أمريكا الجنوبية - في عام 2016 وأحدث بالفعل أضرارًا جسيمة في منطقة من العالم حيث ترتفع نسبة المصابين بسوء التغذية.

يقول مؤلف الدراسة الرئيسي براند وولف ، عالم التكنولوجيا الحيوية في مركز جون إنز بالمملكة المتحدة: "الطريقة التي نتعامل بها مع معظم نظم الزراعة المكثفة الحديثة هي إخماد محاصيلنا بالمواد الكيميائية". هذا ليس جيدًا للبيئة - وليس فعالًا دائمًا - ولكن لا يوجد الكثير من الخيارات الأخرى في الوقت الحالي.

ظل باحثو الزراعة يحاربون بنشاط المرض لفترة طويلة من خلال تهجين المحاصيل المحلية ، مثل القمح ، مع الأقارب البرية ، لكن الأمر يتطلب أكثر من عقد من الزمن لإنتاج سلالة قابلة للتطبيق تجارياً. يتضمن ذلك تحديد الجوانب المقاومة للأمراض من النباتات البرية ومحاولة إدخال هذه الجينات في نبات المحاصيل - وهي عملية قد تستغرق أجيال من التكاثر.

طور فريق Wulff طريقة جديدة لتسريع العملية باستخدام تقنية تسمى AgRenSeq. إنها أداة تعتمد على قاعدة بيانات لمعلومات عن الجينات المقاومة للأمراض في النباتات البرية للعثور على جينات مماثلة في محاصيل أخرى. إنها تعمل مثل "نظارات واقية" تسمح للباحثين بالاطلاع على الجينوم الكامل للنباتات البرية ، كما يقول وولف ، وبسرعة عزل الجينات التي يريدون إدخالها في المحاصيل المدجنة.

يقول وولف: "كان هناك الكثير من الشكوك ، لذلك كان من دواعي سرورنا أن نثبت أنه نجح". توضح الورقة التي نشرها الباحثون أنهم تمكنوا من استخدام AgRenSeq لعزل أربعة جينات مقاومة بسرعة في قريب بري من قمح الخبز المدجّن. "بسرعة" هنا مصطلح نسبي: لقد قاموا بالمهمة خلال شهور ، بدلاً من السنوات التي استغرقوها باستخدام الطرق التقليدية.

يقول ألان فريتز ، وهو مهندس زراعي من جامعة ولاية كنساس لم يشارك في الدراسة: "هذه المنهجية تسمح لك حقًا بتحريك المقاومة بشكل أكثر فاعلية". يعمل مختبر فريتز على تربية القمح. يقول: "نحن نعرف أن هؤلاء الأقارب المتوحشين لديهم جينات مقاومة مهمة". يقول وولف إن جينومات هذه النباتات ضخمة ومليئة بالمعلومات غير ذات الصلة مثل الترانسبوزونات. يقول فريتز إن الطريقة الجديدة تمنح الباحثين علامات تمكنهم من سحب [المعلومات الوراثية].

يمكن للباحثين استخدام هذه المعلومات لتسريع معدل التكاثر التقليدي أو حتى دمجها مع تقنيات تحرير الجينات مثل كريسبر لتقديم المقاومة بسرعة أكبر.

لا تزال التكنولوجيا في مراحلها المبكرة ، لكن لديها القدرة على أن تصبح مهمة للغاية ، وفقًا لجو ديبوراه هوشيل ، عالم فيزيولوجيا النبات بجامعة مينيسوتا. "مع تغير المناخ العالمي ، أصبحت الأمراض أكثر من مشكلة" ، كما تقول. "إنهم يتحركون ويتغيرون بشكل أسرع." هناك مجموعة من الأسباب لذلك: درجات الحرارة الدافئة تدعم نمو المرض ؛ الأعاصير يمكن أن تساعد في انتشار المرض عن طريق نقل العدوى إلى أماكن جديدة ؛ المناخات الأكثر جفافاً يمكن أن تساعد مسببات الأمراض على البقاء على قيد الحياة لفترة أطول.

الأمراض جيدة في التطور بسرعة للاستفادة من هذه العوامل - وهذا ما يجعلها ناجحة للغاية. النباتات ، من ناحية أخرى ، يستغرق وقتا أطول للتكيف. تعمل هيشيلي ، التي لم تشارك في الدراسة الحالية ، على تفشي المرض في الشوفان ، وتقول إن مختبرها يتحدث بالفعل عن طرق محتملة للعمل مع AgRenSeq.

مع مرور الوقت ، يأمل وولف ، "يجب أن نكون قادرين على إنتاج محاصيل ستكون مناعة ضد بعض الأمراض"

قرش أنثى كان لديه مجموعة من الأطفال دون اتصال من الذكور

قرش أنثى كان لديه مجموعة من الأطفال دون اتصال من الذكور

هل يمكنك تناول جرعة زائدة من الحشائش؟

هل يمكنك تناول جرعة زائدة من الحشائش؟

تقدم سيارات الأجرة الطائرة ، دقيقة واحدة في كل مرة

تقدم سيارات الأجرة الطائرة ، دقيقة واحدة في كل مرة