كفاءة استنساخ تقترب من 100%! الصين تحقق اختراقًا في بحث الأرز الهجين بنظام السلالة الواحدة

أخبار ar.wedoany.com، نجح فريق الباحث وانغ كيجيان من معهد الأرز الصيني مؤخرًا في تطوير أرز هجين بنظام السلالة الواحدة (One-line System) يتميز بكفاءة استنساخ تقترب من 100% وإخصاب طبيعي، محققًا بذلك قفزة "من 1 إلى 100" في هذا المجال لأول مرة. نُشرت نتائج هذا البحث الأصلي في 21 يوليو في مجلة "Vita" (الحياة).

حاليًا، يبلغ الحد الأدنى المطلوب لنقاوة البذور في إنتاج الأرز الهجين، أي نسبة البذور التي تمتلك بالفعل قوة هجينة (أي المتطابقة وراثيًا مع نسل التهجين بين الأبوين)، 97%.

كفاءة الاستنساخ، هي النسبة المئوية للبذور المتطابقة وراثيًا تمامًا مع النبات الأم (أي البذور المستنسخة) من إجمالي البذور الناتجة عن عملية التكاثر اللاجنسي المستحث صناعيًا، وتُستخدم لقياس معدل نجاح تقنية "تثبيت قوة الهجين"، وهي تؤثر بشكل مباشر على نقاوة البذور. في عام 2017، كانت كفاءة الاستنساخ لأول نظام تكاثر لاجنسي للأرز الهجين الذي أنشأه فريق وانغ كيجيان أقل بكثير من المعايير المطلوبة للتطبيق الإنتاجي. ولمواجهة هذه المشكلة، وضع الفريق هدفًا بحثيًا يتمثل في "الانتقال من 1 إلى 100" – وهو تحقيق أرز هجين بنظام السلالة الواحدة بكفاءة استنساخ 100% ومعدل إخصاب مماثل للنباتات الطبيعية.

أشار وانغ كيجيان إلى أن أنظمة الأرز الهجين ثلاثية الخطوط (Three-line System) وثنائية الخطوط (Two-line System) المطبقة على نطاق واسع حاليًا لا يمكنها الاحتفاظ بالبذور لإعادة زراعتها بسبب الانعزال الوراثي في الأجيال اللاحقة، مما يستلزم الاعتماد سنويًا على إنتاج بذور صناعي جديد باستخدام خطوط العقم الذكري (الخط A) والخطوط المستعادة للخصوبة (الخط R). الهدف الأساسي لنظام السلالة الواحدة هو تمكين المحصول الهجين من التكاثر الذاتي لإنتاج بذور مستنسخة عبر التكاثر اللاجنسي، وبالتالي تثبيت قوة الهجين وتحقيق مبدأ "تهجين واحد، واستخدام دائم للأجيال"، أي نظريًا، بمجرد الحصول على بذرة هجينة واحدة، يمكن الاستفادة المستمرة من الأرز الهجين دون الحاجة إلى إعادة إنتاج البذور سنويًا.

بعد سنوات من البحث المتواصل، نجح الفريق في اكتشاف جين داخلي في الأرز وأطلق عليه اسم "هوا شو" (Huaxu). يُشفّر هذا الجين بروتينًا عاملاً نسخيًا خاصًا بالخلايا المنوية، وقد استُوحي اسمه من شخصية "هوا شو" في الأساطير الصينية القديمة التي "حملت بفوكسي ونوا بعد أن وطأت أثرًا عملاقًا"، في إشارة مجازية إلى الخاصية البيولوجية للتكاثر البكري (Parthenogenesis).

أظهرت الدراسات أن التعبير غير المتجانس (Ectopic Expression) لجين "هوا شو" في خلايا البويضة للأرز الهجين يمكن أن يحفز بكفاءة التكاثر البكري وينتج نسلًا أحادي الصيغة الصبغية (Haploid). وبالمزيد من الدمج مع استراتيجية الأمشاج المستنسخة (عن طريق تعطيل ثلاثة جينات رئيسية للانقسام الاختزالي لتحويله إلى انقسام متساوٍ)، حققت عدة سلالات تكاثر لاجنسي تم إنشاؤها كفاءة استنساخ تقترب من 100% – حيث حافظت على كفاءة استنساخ مستقرة تزيد عن 99% في أصناف متعددة من الأرز الهجين، وعبر أجيال مختلفة، ومجموعات زراعية متنوعة، وحتى في ظل ظروف الحقول الكبيرة، مع بقاء الإنتاجية عند المستويات الطبيعية. يمثل هذا الإنجاز تحقيقًا أوليًا لهدف "الانتقال من 1 إلى 100" في نظام الأرز الهجين أحادي السلالة، ويشكل خطوة حاسمة نحو تحقيق رؤية "التوارث جيلاً بعد جيل" لهذا النظام.

قال وانغ كيجيان إن هذه النتائج تحل مشكلة عالمية معترفًا بها في مجال تربية المحاصيل – وهي تمكين الأرز الهجين من تثبيت قوته الهجينة بشكل دائم عبر البذور، مما قد يغير جذريًا النمط التقليدي الذي يعتمد على إنتاج البذور سنويًا للأرز الهجين، ويوفر دعمًا تقنيًا جديدًا للأمن الغذائي العالمي.