أخبار ar.wedoany.com، في مساء يوم 23 يوليو بتوقيت بكين، نشر فريق البروفيسور شيونغ لي تشونغ من جامعة هواتشونغ الزراعية الصينية نتائج بحثية جديدة عبر الإنترنت في مجلة "Cell"، حيث تم تحديد جين يتيم خاص بالأرز لمقاومة الجفاف يُدعى "ROAD1"، وتبين أن الأرز الحامل للأليل الوظيفي ROAD1C يحقق زيادة ملحوظة في الإنتاجية مقارنة بالمجموعة الضابطة تحت ظروف الجفاف الحقلية.
كما أظهر ROAD1 إمكانات تطبيقية عبر الأنواع النباتية لمقاومة الجفاف في العديد من النباتات المختبرة، بما في ذلك الأرابيدوبسيس، والكانولا، والذرة، والقمح، والحور.
أوضح شيونغ لي تشونغ أن النباتات تمتلك نظام إشارات كلاسيكي لمقاومة الجفاف، حيث تكون مكوناته الأساسية محفوظة بدرجة عالية بين النباتات المختلفة، وتشارك على نطاق واسع في العمليات الحيوية الرئيسية مثل النمو والتطور والاستجابة البيئية.
ومع ذلك، فإن التدخل المباشر في هذه المكونات الأساسية غالباً ما يؤدي إلى آثار جانبية مثل تثبيط نمو النبات وانخفاض الإنتاجية. لذلك، أصبحت كيفية تحسين قدرة النبات على مقاومة الجفاف بدقة دون التأثير على نموه الطبيعي مشكلة علمية مهمة تحتاج إلى حل عاجل.
استخدم فريق شيونغ 240 عينة من الموارد الوراثية للأرز، ونجح في تحديد جين يتيم خاص بجنس الأرز يُدعى ROAD1. هذا النوع من الجينات يوجد فقط في أنواع محددة، ويفتقر إلى جينات متماثلة بعيدة يمكن اكتشافها.
أظهرت الدراسة أن الأرز الحامل للأليل الوظيفي ROAD1C يعاني من تجعد أوراق أقل تحت الإجهاد الجفافي، وخسائر إنتاجية أقل. أشار التحليل التطوري إلى أن ROAD1 يمكن تتبعه إلى تسلسل سلفي في الأرز البري الجنوبي. خلال التطور اللاحق، تشكل الأليل الوظيفي ROAD1C تدريجياً. أظهر التحليل الوراثي السكاني أيضاً أن ROAD1C خضع للانتقاء أثناء استئناس الأرز اليابونيكا، وظهر بترددات أعلى في مواد الأرز اليابونيكا القادمة من مناطق ذات هطول أمطار منخفض نسبياً.
كما كشفت الدراسة أنه في مسار إشارات مقاومة الجفاف في الأرز، يلعب بروتين OsPP2C68 دور "المكابح"، حيث يثبط استجابة الجفاف عندما ينمو النبات في ظروف توفر مياه كافية. عند حلول الجفاف، يتراكم بروتين ROAD1 بكميات كبيرة ويتحد مع OsPP2C68، مما يزيل تأثير "المكابح" لـ OsPP2C68، وبالتالي يعزز استجابة النبات لمقاومة الجفاف.
قال شيونغ لي تشونغ إن بروتين ROAD1 يشبه "عامل تعزيز يعتمد على الإجهاد"، حيث يكون مستواه البروتيني منخفضاً جداً في ظروف توفر المياه الكافية، ولا يؤثر على النمو الطبيعي، ولا يتراكم ويعمل إلا تحت الإجهاد الجفافي. هذه الآلية "التي تُفعّل عند الحاجة" توازن بشكل مثالي بين مقاومة الجفاف واستقرار الإنتاجية في الأرز.
للتحقق من القيمة التطبيقية الفعلية لـ ROAD1، قام فريق البحث بإدخال الأليل الوظيفي ROAD1C في أصناف أرز ممتازة لإجراء اختبارات حقلية. أظهرت النتائج أنه تحت ظروف الجفاف، زادت إنتاجية الأرز من الخطوط المتقاربة وراثياً الحاملة لـ ROAD1C بنحو 21% إلى 35% مقارنة بالمجموعة الضابطة، بينما لم تُلاحظ أي تغييرات سلبية واضحة في النمو والإنتاجية تحت ظروف الري العادي. رأى الأكاديمي في الأكاديمية الصينية للعلوم والباحث في معهد علم النبات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، تشونغ كانغ، أن هذه الدراسة أسست سلسلة أدلة كاملة من الأصل التطوري إلى الآلية الجزيئية وصولاً إلى التقييم الحقلي والتحقق عبر الأنواع، مما عمق الفهم لدور الجينات اليتيمة في تكيف النبات مع البيئة، وقدم أفكاراً جديدة لاستكشاف موارد جينات مقاومة الجفاف وتربية محاصيل مقاومة للجفاف ومستقرة الإنتاجية.
