كتب – باسل يوسف:
تمكن العلماء من تحديد جين معزز في نوع من أشجار الحور يمكنه مساعدة بعض النباتات على النمو بشكل أكبر وإنتاج المزيد من المواد النباتية.
اكتشف هذا الجين بعد دراسة الأشجار المزروعة في بيئات مختلفة ولاحظ الباحثون اختلافات كبيرة في سرعة نموها.
لفت الجين، الذي أطلقوا عليه اسم “Booster”، انتباههم بأصوله غير العادية وارتباطه المباشر بنمو أقوى واستخدام أفضل لأشعة الشمس.
يمكن للجين أن يعزز ارتفاع الأشجار بنحو 30% في ظروف الحقل وبنسبة تصل إلى 200% في الصوبات الزراعية، ما يشير إلى طريق محتمل نحو نباتات أكثر صحة وإنتاجية.
ما هو جين “Booster“؟
أجرى الدراسة جزئيًا ستيفن لونج من جامعة إلينوي في أوربانا شامبين وجيري توسكان في مختبر أوك ريدج الوطني.
قال لونج “قد يكون هذا الاكتشاف بمثابة نقطة تحول من حيث التحفيز الكبير لعملية التمثيل الضوئي وإنتاجية النبات”.
ركز الباحثون على شجرة الحور الأسود، التي تنمو من باجا كاليفورنيا حتى شمال كندا.
غالبًا ما يُعتبر هذا النوع مرشحًا واعدًا لإنتاج الوقود الحيوي وغيره من المواد المفيدة.
وكان الباحثون قد عثروا هنا على جين Booster، وهو جين هجين نشأ من عدة قطع جينية دُمجت في قطعة واحدة.
تطور Booster كمزيج من 3 تسلسلات جينية منفصلة في الأصل.
جاء أحدها من بكتيريا تعيش في منطقة جذر الشجرة، وآخر من نملة مرتبطة بفطر يصيب الشجرة، وثالث من الوحدة الفرعية الكبيرة لبروتين يسمى Rubisco.
يلعب Rubisco دورًا رئيسيًا في التقاط ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التمثيل الضوئي. وعندما شجع الفريق أشجار الحور على التعبير عن Booster بقوة أكبر، كانت النتائج مذهلة.
أظهرت الأشجار زيادة في محتوى الروبيسكو بنسبة 62%، وزيادة في امتصاص ثاني أكسيد الكربون الصافي للأوراق بنسبة 25%، ونموا أطول بنسبة 37% في الاختبارات الميدانية، وحجما أكبر للجذع بنسبة 88%، وفي الصوبات ارتفاعات أطول بنسبة 200%.
أدى اختبار نفس الجين في نبات أرابيدوبسيس، وهو نبات مزهر صغير، إلى زيادة كتلته الحيوية وتحسين إنتاج بذوره بنسبة 50%.
أوضح بيروك فييسا: “أكد التحقق الجزيئي والفسيولوجي لدينا أن Booster يعزز عملية التمثيل الضوئي بحيث تعمل النباتات بشكل أفضل في ظل ظروف الإضاءة الثابتة والمتقلبة”.
ينتمي كل من الحور الأسود ونبات أرابيدوبسيس إلى مجموعة تُعرف باسم نباتات C3. تشمل هذه المجموعة المحاصيل الغذائية المعروفة مثل فول الصويا والأرز والقمح والشوفان.
إذا كان Booster يعمل بشكل مماثل في هذه النباتات الأخرى، فقد يحقق المزارعون إنتاجًا أعلى دون الحاجة إلى المزيد من الأرض أو المياه أو الأسمدة.
كما أن زراعة المحاصيل عالية الغلة والمعمرة لإنتاج الطاقة الحيوية على الأراضي الهامشية غير المناسبة للزراعة التقليدية يمكن أن يساعدنا في تلبية الطلب المتزايد على الوقود الحيوي السائل للقطاعات التي يصعب كهربتها مثل الطيران.
ويتطلع العلماء الآن إلى اختبار هذه النتائج في أماكن مختلفة على مدى فترات أطول. ومن خلال تجربة Booster في بيئات مختلفة، يمكنهم معرفة مدى صموده ونوع النتائج التي يقدمها على المدى الطويل.
نُشرت الدراسة الكاملة في مجلة Developmental Cell.
اقرأ أيضا:
