الملخص:
أعلن فريق بحث في جامعة ميسوري بالولايات المتحدة مؤخرًا أنهم نجحوا في تطوير نباتات أرز يمكنها مقاومة الذبول البكتيري (لفحة الأرز البكتيرية). ويهدد هذا المرض منذ فترة طويلة أحد أهم المحاصيل الغذائية في العالم، وهو شديد الخطورة بشكل خاص في أجزاء من آسيا وأفريقيا، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى خسائر واسعة النطاق في المحاصيل وتأثيرات كبيرة على سبل عيش المزارعين والأمن الغذائي.
أشرف على هذا البحث بنج يانج، الأستاذ المتميز في كلية الزراعة والغذاء والموارد الطبيعية بجامعة ميسوري. ويقول الباحثون إنه ليس من المتوقع أن تساعد النتائج الأرز على مواجهة الأمراض المدمرة فحسب، بل ستفتح أيضًا مسارات جديدة لزراعة محاصيل قوية يمكنها تحمل التحديات الزراعية الأخرى.
وفقًا للتقارير، يمكن أن تلحق اللفحة البكتيرية ضررًا خطيرًا بنمو الأرز، وتقلل من المحصول والجودة، وتشكل تهديدًا طويل المدى للمزارعين الذين يعتمدون على زراعة الأرز للحفاظ على دخلهم. ويعمل فريق البحث منذ سنوات عديدة على تحليل التفاعلات الجينية بين مسببات الأمراض والأرز، على أمل إيجاد طرق لتعزيز القدرات الدفاعية الطبيعية للأرز.
توجد في قلب هذا الإنجاز أداة لتحرير الجينات تسمى OpenCRISPR-1. ويمكن للأداة، المصممة باستخدام الذكاء الاصطناعي، إجراء تعديلات دقيقة على الحمض النووي للكائن الحي، مثل تغيير الجينات التي تجعل النباتات أكثر عرضة للإصابة بالأمراض. تم تطوير OpenCRISPR-1 في الأصل بواسطة شركة Profluent، وهي شركة للتكنولوجيا الحيوية في كاليفورنيا، وتم التحقق منه سابقًا بشكل أساسي في الخلايا الحيوانية. وقد نجح فريق جامعة ميسوري في تطبيقه بنجاح على تحرير جينات الأرز لأول مرة.
يستخدم الباحثون هذه الأداة لإجراء تعديل مستهدف لجينات الأرز لجعل النباتات أكثر مقاومة للآفة البكتيرية. تم نشر النتائج ذات الصلة في المجلة الأكاديمية "aBIOTECH" مع ورقة بحثية بعنوان "OpenCRISPR-1 المصمم بواسطة الذكاء الاصطناعي يتيح توليد الطفرات المستهدفة بكفاءة والتحرير الأولي في الأرز".
أشار فريق البحث إلى أنه بالمقارنة مع بعض تقنيات تحرير الجينات المسجلة الملكية والتي تتطلب ترخيصًا تجاريًا قبل أن يمكن تطبيقها، فإن إحدى أكبر ميزات OpenCRISPR-1 هي أنه مفتوح المصدر. يمكن للمؤسسات والشركات البحثية استخدامه لأبحاث تحرير جينوم المحاصيل والتطوير التجاري دون دفع رسوم الترخيص التجاري. ومن المتوقع أن يخفض هذا النموذج المفتوح عتبة الابتكار، مما يسمح لمزيد من الباحثين العلميين والمؤسسات الزراعية باستكشاف حلول جديدة للتحسين الوراثي وزراعة أصناف المحاصيل ذات السمات الزراعية الأفضل.
يعتقد الخبراء أن هذا الإنجاز لن يساعد المزارعين على تقليل الخسائر الناجمة عن الأمراض فحسب، بل قد يعزز أيضًا ظهور المزيد من المحاصيل الجديدة المقاومة للأمراض والإجهاد. ولأن هذه التكنولوجيا مفتوحة أمام الأوساط الأكاديمية والصناعية، فمن المتوقع أن تعمل على تسريع تحويل نتائج البحوث المختبرية إلى إنتاج زراعي فعلي.
ومع ذلك، أكد الباحثون أيضًا أن الأمر سيستغرق بعض الوقت قبل أن يتمكن المزارعون من زراعة هذا الأرز المقاوم للأمراض على نطاق واسع. المواد التي حققت نتائج حتى الآن هي في الأساس خطوط بحثية معملية. والخطوة التالية هي إدخال السمات ذات الصلة في أصناف الأرز المزروعة تجاريا، وفي الوقت نفسه استكمال المزيد من التجارب الميدانية، والموافقات التنظيمية، والتعاون في مجال التصنيع.
ومع ذلك، يظل فريق البحث متفائلًا بشأن الآفاق المستقبلية. ويعتقدون أنه بالإضافة إلى الأرز، يمكن تطبيق نفس الطريقة على محاصيل رئيسية أخرى مثل الذرة وفول الصويا في المستقبل لمواجهة التحديات الزراعية المتزايدة الشدة مثل الأمراض والجفاف ودرجات الحرارة المرتفعة. ويقول الباحثون إنه من خلال تطوير محاصيل جديدة يمكنها تحمل الضغوط البيئية المتعددة، سيتمكن المزارعون من تأمين المحاصيل بشكل أفضل، وزيادة مرونة النظم الزراعية، والاستعداد لبيئة مناخية متغيرة.
التعليقات