لا تنمو الطماطم بسرعة من تلقاء نفسها، بل تتسارع عملية نموها عندما يُصحَّح خطأ بسيط في حمضها النووي باستخدام أدوات دقيقة.
وقد نجح فريق بحثي سويسري في تحقيق ذلك على سلالة طماطم مستأنسة، إذ عدّل جين “SSP2” فبدأت النباتات بالإثمار مبكرًا مع بقائها مدمجة الحجم.
وفي دراسة جديدة، أظهر الباحثون أن إصلاح طفرة واحدة ضارة يمكنه ضبط جدول نمو النبات بشكل متوقع.
فقد كانت الطماطم تحمل تغييرًا طفيفًا في جين “SSP2” المسؤول عن تحويل القمم النامية من إنتاج الأوراق إلى إنتاج الأزهار.
ويحدد هذا التحول وتيرة الإثمار، لذا أدى إصلاح النسخة الضارة من الجين إلى تحفيز النباتات على الإثمار مبكرًا من دون زيادة في الحجم.
تحرير الجينوم يتيح تحسين المحاصيل
الدراسة منشورة في دورية “Nature Genetics”.
هذا العمل يقوده الأستاذ المساعد سيباستيان سويك في جامعة لوزان، الذي يركز فريقه على وراثة الإزهار وبنية النبات.
وكتب سويك في التقرير: “يُظهر عملنا كيف أن المتغيرات الضارة جعلت الأنماط الوراثية الحديثة أكثر حساسية للضبط الظاهري، ويبين كيف يمكن لإصلاح هذه الطفرات باستخدام تحرير الجينوم أن يتيح تحسين المحاصيل بشكل متوقع”.
خلال تدجين الطماطم، اختار البشر صفات مثل الثمار الأكبر والنمو المحدد، لكن هذا الانتقاء جر معه تغييرات غير مرغوبة في الحمض النووي، وهو ما يُعرف بـ “كلفة التدجين”.
وقد أوضح استعراض علمي عام 2018 كيف تتراكم مثل هذه الطفرات وتؤثر تدريجيًا على الأداء.
موازنة النمو الخضري وإنتاج الأزهار
اكتشف الفريق السويسري تغييرًا في حرف واحد بجين “SSP2” أضعف ارتباط البروتين بالحمض النووي.
كما بيّنوا أن “SSP2” يدعم عادة نظيره “SSP”، وأن هذا التكرار الوظيفي تآكل في الطماطم المستأنسة عبر الزمن.
وتُشغَّل عملية الإزهار في الطماطم عبر “الفلورجين” وهو إشارة متحركة يشفرها جين “SINGLE FLOWER TRUSS” أو “SFT”.
وأظهرت أبحاث كلاسيكية أن “SFT” يشكّل الغلة من خلال موازنة النمو الخضري وإنتاج الأزهار، بما في ذلك تأثيرات قوة الهجين، في دراسة مرجعية.
يعمل “SSP” و”SSP2” كشريكين لعامل نسخ يساعد الفلورجين على إطلاق برنامج الإزهار.
وعندما يتضرر “SSP2” تصبح هذه العملية بطيئة، فتستطيل السوق أكثر قبل الإزهار ويتأخر الإثمار المبكر.
نضج أسرع
وبعد تصحيح الحرف الضار في “SSP2” أنتجت النباتات دفعة مبكرة من الثمار الناضجة في ظروف خاضعة للرقابة.
وأظهرت السلالة المُعدّلة نموًا مدمجًا وعددًا أقل من الأزهار في كل عنقود، ما وجّه النمو نحو نضج أسرع.
وعند الحصاد، امتلكت النباتات المُعدّلة نسبة أكبر من الثمار الحمراء الكاملة بلغت 8% أكثر من نظيراتها غير المُعدّلة، لكنها أظهرت انخفاضًا في محتوى السكر بمعدل 11% حسب قياس البريكس.
يؤدي التدجين غالبًا إلى تضييق التنوع الجيني وتثبيت متغيرات ضارة طفيفة ترافق الصفات المفيدة.
ومع التحرير الدقيق يمكن للمربّين إزالة طفرة محددة من دون المساس بالأليلات المفيدة المجاورة، هذا النهج يكمل التربية التقليدية ويقلل التخمين الذي يرافق عادة الطفرات العشوائية أو دورات التهجين الطويلة.
تنظيم المسافات والتقليم بكفاءة أكبر
تأتي هذه النتائج في سياق سياسي حساس؛ إذ أبقت سويسرا منذ عام 2005 على حظر زراعة المحاصيل المعدلة وراثيًا، وصوّت النواب في يونيو 2025 على تمديده حتى 2030 مع مناقشة قواعد خاصة للتقنيات الجينية الحديثة.
وتدور النقاشات حول ما إذا كان التعديل الذي يمكن أن يحدث طبيعيًا يجب أن يُنظَّم كما في النهج القديمة التي تُدخل حمضًا نوويًا أجنبيًا.
يمكن للإثمار المبكر أن يكون ذا قيمة للمزارعين في المناطق ذات المواسم القصيرة أو خطوط العرض العالية أو في الأنظمة الداخلية، حيث يعني تقصير الدورة زيادة الأرباح.
كما تتيح النباتات المدمجة والمزهرات المنتظمة تنظيم المسافات والتقليم بكفاءة أكبر، وهو ما يساعد على التخطيط.
وهناك جانب يجب مراقبته، إذ يؤدي انخفاض البريكس إلى قلة الحلاوة، لكن يمكن للمربين التغلب على ذلك بدمج إصلاح “SSP2” مع أليلات مرتبطة بالسكر أو استهدافه لبيئات يكون فيها الثمر الأحمر المبكر أهم من حلاوته القصوى.
مسار “SFT” يمثل دائرة توقيت أساسية في الطماطم، وقد أثبتت أبحاث طويلة أن ضبطه وسيلة فعالة لتحسين الغلة.
ويعمل “SSP” و”SSP2” مباشرة قبل هذه النتائج، موجّهين البراعم للانتقال من النمو الورقي إلى عناقيد الأزهار في وقتها المناسب.
لم يزد إصلاح “SSP2” عدد الثمار الكلي في هذه التجربة، لكنه عجّل النضج وضيق شكل النبات، وهو ما يُعد أداة واضحة للتخطيط الزراعي.
