تحقيق اختراق في الأرز الهجين بتقنية "النظام الواحد" في الصين: معدل الاستنساخ يتجاوز 90% في 18 تركيبة

أخبار ar.wedoany.com، تحقق تقدم مرحلي مهم في البحث التقني لإنتاج بذور الأرز الهجين بتقنية "النظام الواحد". في 11 أكتوبر، عُقد في قاعدة التربية الحيوية للأرز في مقاطعة هونان اجتماع ميداني للمشاهدة والتقييم حول التكاثر اللاجنسي للأرز الهجين (الأرز الهجين بتقنية "النظام الواحد"). وعلم المراسل من الاجتماع أنه مع التقدم المستمر في التحقق من أصناف متعددة للأرز الهجين بتقنية "النظام الواحد" في مناطق بيئية متعددة والبحوث التقنية المصاحبة، يُتوقع أن يوفر التكاثر اللاجنسي الاصطناعي مساراً تقنياً جديداً للتكاثر المتواصل للتراكيب الهجينة الممتازة للأرز، مما يقلل من تكاليف ومخاطر إنتاج بذور الأرز الهجين، ويوفر دعماً مهماً لضمان الأمن الغذائي وتعزيز الابتكار في صناعة البذور.

من نظام الثلاثة خطوط إلى نظام الخطين، شهدت أصناف الأرز الهجين في الصين تحديثاً وتطويراً متواصلين، وقدّمت مساهمات كبيرة في ضمان الأمن الغذائي الوطني. غير أن إنتاج البذور التقليدي للأرز الهجين يعاني من مشكلات تتمثل في تعقيد عمليات إنتاج البذور وارتفاع الاستثمار والمخاطر، مما حدّ إلى حدٍّ ما من توسيع نطاق الترويج للتراكيب الهجينة الممتازة للأرز. وتظل مسألة كيفية تثبيت قوة الهجين في الأرز بحيث يمكن للأصناف الهجينة الممتازة أن تتكاثر بشكل متواصل عبر البذور، هدفاً علمياً رئيسياً يسعى إليه مربّو الأرز الهجين منذ فترة طويلة.

في عام 1987، طرح الأكاديمي في الأكاديمية الصينية للهندسة يوان لونغ بينغ رؤية استراتيجية كبرى لتطوير الأرز الهجين من "نظام الثلاثة خطوط" إلى "نظام الخطين" وصولاً في النهاية إلى "النظام الواحد". ويتمثل جوهر "النظام الواحد" في تثبيت قوة الهجين، بحيث يمكن للصنف الهجين الممتاز أن يتكاثر بشكل متواصل عبر بذوره الخاصة، محققاً مبدأ "تهجين واحد، صالح لأجيال متعاقبة". ويُعدّ التكاثر اللاجنسي الاصطناعي طريقة من خلال إعادة تصميم العملية التناسلية للنبات، تجعل الصنف الهجين ينتج بذوراً مستنسخة متطابقة أساساً مع تركيبته الوراثية، مما يوفر مساراً تقنياً جديداً لتحقيق هذا الهدف الاستراتيجي. وفور تحقيق تطبيق صناعي مستقر، يُتوقع أن تُبسّط هذه الطريقة جذرياً نظام إنتاج بذور الأرز الهجين، وتقلل من تكاليف ومخاطر إنتاج البذور، وتدفع الأرز الهجين نحو التحول إلى تثبيت الأنماط الجينية الهجينة الممتازة وتكاثرها المتواصل.

وعلى هذا الأساس، قاد مختبر ياتشو باي، بالتعاون مع معهد علوم المحاصيل التابع للأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية، والمعهد الصيني لبحوث الأرز، وأكاديمية العلوم الزراعية في مقاطعة هونان، وأكاديمية العلوم الزراعية في مقاطعة آنهوي، وشركة يوان لونغ بينغ للتقنيات الزراعية العالية المحدودة، وشركة آنهوي تشيوانيين هايتك لصناعة البذور المحدودة وغيرها من الفرق المتميزة، بحثاً مشتركاً يستهدف المشكلات الرئيسية المتعلقة بكفاءة الاستنساخ في الأرز، والقدرة على تكوين الحبوب، وملاءمة الخلفية الوراثية، والاستقرار الحقلي. وربط الفريق بين بحوث التنظيم التناسلي، وإنشاء المواد، والتكاثر عبر أجيال متعددة، والتقييم الحقلي، محققاً سلسلة من التقدمات في البحث الابتكاري الأساسي التخريبي لتقنية إنتاج بذور الأرز الهجين بتقنية "النظام الواحد"، بدءاً من الاستنساخ عالي الكفاءة وصولاً إلى التحقق من التطبيق لأصناف متعددة في مناطق بيئية متعددة.

أوضح الأكاديمي في الأكاديمية الصينية للعلوم تشيان تشيان أن الفريق أدخل لأول مرة جين التكاثر العذري ToPAR من الهندباء البرية إلى الأرز، ودمجه مع تقنية تعديل الانقسام الاختزالي، محققاً في بعض مواد الأرز معدل استنساخ بلغ 100% في نفس السلالة ومعدل تكوين حبوب بلغ 93.54%، بما يوازن بين الكفاءة العالية للاستنساخ والقدرة الطبيعية على تكوين الحبوب في الأرز. وعلى هذا الأساس، أكمل الفريق التحقق عبر خمسة أجيال متتالية للمادة L3 المُنشأة على خلفية صنف جيافنغ يو 3، مما يوفر أساساً مهماً للانتقال الوراثي عبر الأجيال للتركيبة الوراثية للتراكيب الهجينة الممتازة.

ولاختبار نطاق تطبيق هذه التقنية، أجرى الفريق تحققاً على 20 تركيباً هجيناً للأرز تمثل الصين وجنوب آسيا وجنوب شرق آسيا، تشمل النوع الإنديكا ثلاثي الخطوط، والنوع الإنديكا-جابونيكا ثلاثي الخطوط، والنوع الإنديكا ثنائي الخطوط، وتم الحصول على مواد تكاثر لاجنسي مقابلة لجميعها، تجاوز فيها معدل الاستنساخ 90% في 18 تركيباً.

وفي العام الجاري، وسّع الفريق نطاق التجارب الحقلية للموسم العادي في مناطق بيئية متعددة على مستوى البلاد في مناطق التربية الحيوية في بكين وخفي وتشانغشا وهانغتشو وسانيا وغيرها، حيث وزّع مواد التكاثر اللاجنسي في بيئات بيئية مختلفة تغطي من منطقة الأرز الشمالية إلى منطقة الأرز في الروافد الوسطى والدنيا لنهر اليانغتسي وصولاً إلى منطقة الأرز الاستوائية في جنوب الصين، وفحص أداء المواد تحت خطوط عرض مختلفة وظروف الضوء والحرارة وبيئات زراعة الأرز المختلفة، دافعاً تقييم التقنية من مادة واحدة نحو خلفيات وراثية متعددة ومناطق بيئية متعددة.

وأظهرت النتائج أن التكاثر اللاجنسي الاصطناعي يتقدم من مرحلة "قدرة مادة واحدة على تحقيق التكاثر الاستنساخي" نحو اتجاه "إمكانية تحويل تراكيب هجينة ممتازة مختلفة وإمكانية التحقق في مناطق بيئية مختلفة". ويُتوقع في المستقبل تحويل الأصناف الهجينة الناضجة التي خضعت لسنوات من التحقق الإنتاجي مباشرة إلى مواد "النظام الواحد" القادرة على التكاثر المتواصل، مما يقلص بشكل ملحوظ دورة دخول التقنية إلى الصناعة، ويرفع كفاءة ترقية الأصناف الهجينة الناضجة إلى "النظام الواحد".

وفي موقع المشاهدة الميدانية هذه المرة، عرض الفريق أساليب زراعة تشمل فرد شتلة واحدة، وشتلتين، وثلاث شتلات، جامعاً بين التربية الجزيئية والتنظيم الزراعي، لاستكشاف تدابير مصاحبة لتحسين استقرار المجموعة. وتحت ظروف الزراعة المعروضة، أظهرت المواد المعنية نمواً جيداً للمجموعة وصفات زراعية جيدة.

وقال مدير مختبر ياتشو باي والأكاديمي في الأكاديمية الصينية للعلوم لي جيا يانغ إن تثبيت قوة الهجين يُعدّ اتجاهاً بحثياً مهماً في تربية الأرز الهجين، وأن التقدم البحثي الحالي يُظهر إمكانات تطبيقية جيدة. غير أنه في الوقت نفسه، لا تزال النتائج المرحلية بعيدة عن التطبيق الإنتاجي الواسع النطاق الحقيقي، ولا تزال هناك العديد من الصعوبات الواقعية الملحّة للتغلب عليها. فلا يزال يتعين إجراء بحوث منهجية مستمرة حول تأثير البيئة على صفات التكاثر اللاجنسي، واستقرار الأداء في ظل خلفيات وراثية مختلفة، وموثوقية التكاثر طويل الأمد عبر أجيال متعددة، ونظام التقنيات الزراعية المصاحبة. واقترح مواصلة تعميق بحوث الآليات الأساسية في الخطوة التالية، وتعزيز التحقق التتبعي متعدد البيئات والأجيال، سعياً لتشكيل منظومة تقنية مستقرة وقابلة للتكرار ومناسبة للتطبيق الإنتاجي.