علماء "كاوست" يكتشفون استراتيجية وراثية لحماية محصول الدخن

وجود جين رئيسي له تأثير كبير في مقاومة الأعشاب الطفيلية

أظهرت دراسة حديثة أجراها باحثون في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية 'كاوست'، وجود جين رئيسي له تأثير كبير على قدرة المحاصيل على مقاومة الأعشاب الطفيلية، التي تُعتبر من أخطر التهديدات للمحاصيل الغذائية عالميًا.

ويُعدّ الدخن اللؤلؤي، وهو نوع من الحبوب يُزرع في المملكة العربية السعودية وفي مناطق جافة وحارة أخرى، عرضة للإصابة بآفة الستريغا هيرمونثيكا (المعروفة أيضًا بعشبة دغل الساحرة الطفيلية).

وقد اكتشف الباحثون، أن سلالات الدخن اللؤلؤي التي تفتقر إلى الجين (CLAMT1b)، المسؤول عن إنتاج هرمونات معينة، أظهرت مقاومة لهذه الأعشاب. بينما كانت السلالات التي تحتوي على هذا الجين غير مقاومة.

وتعكس هذه النتائج إمكانية تطوير استراتيجيات جديدة في مجال تهجين وتربية النباتات؛ ما يسهم في تعزيز الأمن الغذائي.

كما يعد الدخن من الحبوب الغنية بالقيمة الغذائية؛ حيث يعتمد عليه حوالي 100 مليون شخص في إفريقيا وآسيا ضمن نظامهم الغذائي، وخصوصًا في المناطق الجافة.

وقد أكدت منظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة، أهميته في تعزيز الأمن الغذائي من خلال إعلان عام 2023، سنة دولية للدخن.

وتقوم شتلات الستريغا الناشئة بالارتباط بجذور النبات المضيف لتستمد الماء والمواد الغذائية منها بصورة طفيلية.

وقد اكتشف العلماء أن النباتات تقاوم هذه الأعشاب الطفيلية بطريقتين، الأولى تتعلق باستجابة مناعية تمنع التفاعل مع العشبة الطفيلية، في حين تعتمد الطريقة الثانية، التي تتبعها بعض المحاصيل مثل الدخن والأرز والذرة، على إنتاج هرمون معين يسمى ستريغولاكتون (strigolactone).

ومن خلال الفحوصات الجينومية لهذه المحاصيل، توصل الباحثون إلى أن وجود جين (CLAMT1b) يؤدي إلى إفراز أربعة أنواع من هرمون الستريغولاكتون؛ ما يعزز التفاعل مع الستريغا.

على النقيض، فإن النباتات التي تفتقر إلى هذا الجين تظهر مقاومة لهذه الأعشاب الطفيلية.

في نفس السياق، أظهرت دراسة إضافية تُعنى بأصناف مختلفة من الدخن اللؤلؤي، بما فيها الأصناف التجارية، وجود جين (CLAMT1b) في غالبية هذه الأصناف.

وكشفت البحوث أيضًا أن هذا الجين ليس له تأثير ملحوظ على العلاقة التكافلية بين الدخن اللؤلؤي والفطريات الجذرية المفيدة للنبات، لاسيما في تعزيز امتصاص الماء والمغذيات ومقاومة الأمراض.

وتدل هذه النتائج على أن استراتيجيات تربية النباتات التي تتخلص من جينات (CLAMT1b) قد تسهم في حماية المحصول من الطفيليات دون التأثير سلبًا على العلاقات البيئية الأخرى التي تدعم نموه وبقائه.

وقال البروفيسور سليم البابلي؛ أستاذ علوم النبات في 'كاوست'، الذي تولى قيادة هذه الدراسة: 'توفر دراستنا للمزارعين أدوات لاختيار بذور تحمل نسخ مختلفة من الجينات المقاومة.

ويسهم ذلك في تعزيز أصناف المحاصيل المقاومة بالمزارع التجارية داخل المملكة العربية السعودية وكذلك لدى المزارعين الصغار في إفريقيا؛ ما يؤدي إلى تحسين الأمن الغذائي في هذه المناطق إلى حد بعيد.