التطعيم باستخدام الجذر المعدل وراثيًا يحدث مفاجأة – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

Grafting with epigenetically-modified rootstock yields surprise
( جامعة بنسلفانيا –  Pennsylvania State University )

أنتجت نباتات الطماطم المطعمة المشاركة في البحث بذرة نتج عنها نسل كان – في المتوسط – أكثر إنتاجية بنسبة 35 ٪ ، واستمر هذا النمو في النسل على مدى خمسة أجيال أثناء فترة الدراسة.

النباتات الجديدة المطعمة – التي تتكون من طعوم جذرية معدلة وراثيًا “للاعتقاد” بأنها كانت تحت الإجهاد – المنضمة إلى سليل غير معدل، أو نبتة فوق الأرض، تؤدي إلى نشوء نسل أكثر نشاطًا وإنتاجًا ومرونة من النباتات الأبوية (الاصلية).

وهذا هو الاكتشاف المفاجئ الذي توصل إليه فريق من الباحثين، أجرى تجارب ميدانية واسعة النطاق على نباتات الطماطم في ثلاثة مواقع منفصلة على نطاق واسع عبر أجيال نباتية متعددة. وقد أكدوا أن هذا الاكتشاف، الذي جاء من تعاون بين جامعة ولاية بنسلفانيا وجامعة فلوريدا وشركة صغيرة ناشئة في نبراسكا، له آثار كبيرة على تناسل النباتات.

ونظرًا لأن التقنية تتضمن علم التخلق – التلاعب في قدرة الجينات الموجودة على تعديل النبات نفسه وليس إدخال مادة وراثية جديدة من نبات آخر – فإن المحاصيل التي تمت تربيتها باستخدام هذه التكنولوجيا يمكن أن تتجنب الجدل المرتبط بالكائنات والأطعمة المعدلة وراثيًا. وهذا هو أمل قائدة فريق البحث البروفيسور سالي ماكنزي، أستاذة علوم النبات في كلية العلوم الزراعية وأستاذة علم الأحياء في كلية إبرلي للعلوم في جامعة ولاية بنسلفانيا.

وقالت: “على الرغم من أننا فعلنا هذا بالطماطم، إلا أنه يمكن صنعه بأي نبات” ، وأضافت: “نعتقد أن هذه الدراسة تمثل تقدمًا كبيرًا في إظهار إمكانات التكاثر اللاجيني للمحاصيل، وبالتالي، سيكون لها آثار كبيرة على الأشجار والغابات في مواجهة تغير المناخ”.

قاد البروفيسور شياودونغ يانغ، أستاذ الأبحاث المساعد في علم الأحياء (على اليسار) وهارديك كونداريا (على اليمين)، الذي أكمل مؤخرًا متطلبات درجة الدكتوراه، المشروع في مختبر البروفيسور ماكنزي لإثبات آثار التلاعب اللاجيني على أداء النبات. ويظهران في الصورة وهما يقيِّمان التغييرات في نمو نباتات الأرابيدوبسيس المعدلة تخلقيًا.

وبناءً على الأبحاث السابقة التي أجرتها مجموعة ماكنزي البحثية في جامعة ولاية بنسلفانيا، جاء الجذر من نباتات الطماطم التي قام الباحثون بالتلاعب في قدرة الجينات الموجودة عن جين يسمى ام اس اتش ١ (MSH1) على تعديل نفسه لحث “ذاكرة التوتر”. تلك الذاكرة موروثة من قبل بعض السلالات، مما يمنحهم القدرة على نمو أكثر نشاطًا وقوة وإنتاجية.

وأعطى هذا الجين الباحثين إمكانية الوصول إلى المسار الذي يتحكم في مجموعة واسعة من شبكات مرونة النبات، كما أوضحت البروفيسور ماكينزي، وهي رئيسة قسم “لويد ودوتي هاك” لعلم الجينوم الوظيفي ومديرة معهد النبات في جامعة ولاية بنسلفانيا. وقالت: “عندما يتعرض النبات لإجهاد مثل الجفاف أو الحرارة الشديدة لفترات طويلة، يكون لديه القدرة على التكيف بسرعة مع بيئته ليصبح صلبا ظاهريًا – أو مرنًا” ، وتابعت: “واتضح أنه – النبات – يتذكر”.

وأشارت ماكنزي إلى أن اكتشاف أن تلك الصفات “التي تم تذكرها” انتقلت من الجذور عبر التطعيم إلى أعلى النبات – نُشرت الدراسة في 22 أكتوبر في مجلة ماينشر كوميونيكيشنز (Nature Communications) – مهمة للغاية. كما أشارت إلى أن نباتات الطماطم المطعمة المشاركة في البحث أنتجت بذوراً نتج عنها سلالة كانت في المتوسط ​​أكثر إنتاجية بنسبة 35٪ – وهي نتيجة مذهلة. واستمرت قوة النمو في النسل على مدى خمسة أجيال كانت تحت الدراسة والبحث.

ووفقًا لماكنزي ، فإن النباتات أكثر صلابة أيضًا. وخلال أحد مكونات الدراسة في مركز رسل إي لارسون (Russell E. Larson) للبحوث الزراعية بجامعة ولاية بنسلفانيا في عام 2018 ، أسقطت العواصف أكثر من 7 بوصات من الأمطار في شهر أغسطس، مما أدى إلى إغراق حقول الطماطم. وقد قضت المياه المجمعة على النباتات التي كانت جزءًا من تجارب بحثية أخرى. ومع ذلك ، فقد نجت معظم النباتات التي كانت نتاجًا للنباتات المطعمة مع الجذر التي تم التلاعب به وراثيًا، ثم ازدهرت.

إعداد نباتات الطماطم المعدلة وراثيًا … يعتقد الباحثون أن هذا هو أول عرض حقيقي لطريقة تربية جينية قابلة للزراعة ويقولون إن التكنولوجيا جاهزة للنشر على الفور من قبل مربي النباتات الزراعية.

وأظهر نسل النباتات المطعمة أيضًا قابلية بقاء فائقة في التجارب الميدانية الأخرى التي أجريت في ولايتي كاليفورنيا وفلوريدا. وذكرت البروفيسور ماكنزي أن البحث هو أول عرض حقيقي لطريقة تربية جينية قابلة للزراعة، مضيفة أن التكنولوجيا جاهزة للنشر على الفور. وقالت: “كل ما نقوم به، يمكن لأي مربي نبات في الزراعة القيام به، وقد أظهرنا الآن على نطاق واسع أن لها قيمة زراعية، وأنها جاهزة للانطلاق – يمكن المزارع المربي أن يقرأ عن هذا (الطريقة التي قمنا به) وينفذ النظام لتحسين تنوع ما لديه (من النباتات)”.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر:

https://phys.org/news/2020-10-grafting-epigenetically-modified-rootstock-yields.html

 

 

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *