علماء صينيون يحددون جينين لتربية محاصيل أرز أكثر قدرة على تحمل درجات الحرارة

شانغهاي 19 يونيو 2022 (شينخوا) اكتشف علماء صينيون جينين في الأرز يمكنهما جعل المحصول الأساسي أكثر مقاومة للحرارة، ما يوفر طريقة جديدة لتربية المحاصيل شديدة التحمل للحرارة.

فقد كشف باحثون من معهد شانغهاي لعلم وظائف وإيكولوجيا النبات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، وجامعة شانغهاي جياو تونغ، عن الآلية التي يستشعر بها غشاء خلية الأرز إشارات الإجهاد الحراري الخارجية قبل الاتصال بالبلاستيدات الخضراء، وهي العضو الذي يحدث فيه التمثيل الضوئي لتنظيم تحمل الحرارة.

ويمكن أن تتسبب الحرارة الزائدة في إتلاف البلاستيدات الخضراء للنبات، فعندما تتجاوز درجات الحرارة مستويات التحمل المعتادة للمحصول، فإن غلّاته تميل إلى الانخفاض.

وحدد الباحثون موضعاً بجينين، التحمل الحراري 3.1 (TT3.1)، والتحمل الحراري 3.2 (TT3.2)، اللذين يتفاعلان في تناسق لتعزيز تحمل الأرز الحراري، وتقليل خسائر محصول الحبوب الناتجة عن الإجهاد الحراري.

ولاحظ الباحثون أن (TT3.2) المتراكم يتسبب في تلف البلاستيدات الخضراء نتيجة الإجهاد الحراري، ولكن في هذا السيناريو، يمكن أن يعمل (TT3.1) بمثابة علاج.

وقالت الدراسة التي نُشرت يوم الجمعة الماضي في مجلة ساينس "Science"، إنه عند حدوث الإجهاد الحراري، سيقوم (TT3.1)، وهو مستشعر حراري محتمل، بإزالة غشاء الخلية عن الخلية لتحطيم بروتينات (TT3.2) الناضجة.

من جانبه؛ قال لين هونغ شيوان، المؤلف المشارك في البحث، من معهد شانغهاي لعلم وظائف وإيكولوجيا النبات: "توضح الدراسة آلية جزيئية جديدة تربط أغشية الخلايا النباتية بالبلاستيدات الخضراء في الاستجابة لإشارات التسخين".

ونتيجة لذلك؛ استخدم الباحثون عملية التهجين لترجمة موضع TT3 للأرز الأفريقي إلى أنواع آسيوية.

وأظهرت نتائج الاختبارات الميدانية أن الأنواع الجديدة أصبحت أكثر تحملاً للحرارة، بينما قال الباحثون إن بإمكانها تحمل الحرارة عند 38 درجة مئوية دون تلف المحاصيل، بينما سينخفض إنتاج الأنواع العادية إذا ما زادت الحرارة عن 35 درجة مئوية.

وأشار الباحثون أيضاً إلى إمكانية استخدام الجين المكتشف حديثاً في نباتات أخرى، بما في ذلك القمح، والذرة، والفاصوليا والخضروات، لزراعة سلالات أكثر قدرة على تحمّل الحرارة.