لمواجهة تغير المناخ وزيادة الإنتاج.. فك شفرة جينوم القمح وتهجين أصناف قديمة

تقدم بنوك الجينات في جميع أنحاء العالم مساهمة مهمة في الحفاظ على التنوع البيولوجي، بالإضافة إلى السمات السلبية ، تمتلك الأصناف القديمة والغريبة العديد من المتغيرات الجينية القيمة التي فقدت في الأصناف الحديثة،  ولكنها قد تكون حاسمة لإنتاج النبات في المستقبل.

ولكن كيف يمكن استغلال هذا الكنز الخفي للتنوع البيولوجي الثمين للزراعة؟ هذا هو السؤال الذي كان فريق البحث يحقق فيه.

في نهج متعدد التخصصات يشمل مربي النباتات وعلماء الوراثة النباتية وعلماء أمراض النبات وعلماء المعلومات الحيوية ، نجحوا في اكتشاف التنوع البيولوجي الجديد من الأصناف القديمة لأداء الغلة ومقاومة الإصابة بالصدأ الأصفر من أجل الاستفادة منه لإنتاج المحاصيل.

بفضل التمويل المستمر للعمل على مدى ست سنوات حتى الآن من قبل الوزارة الفيدرالية للتعليم والبحوث، كان من الممكن اختبار مجموعة IPK Leibniz الواسعة من أصناف القمح القديمة لأداء محصولها ومقاومتها للصدأ الأصفر في المختبر ، ولكن أيضًا في التجارب الميدانية.

تربية القمح من أصناف قديمة واعدة

يقول الدكتور ألبرت شولثيس ، المؤلف الأول للدراسة: “لقد تطلب ذلك ضربة رئيسية لوجستية من جميع المشاركين في المشروع والعديد من الأساليب المبتكرة لتقييم إمكانات الأصناف القديمة دون آثار مدمرة”، لتحديد العائد المحتمل، تم تهجين الأصناف القديمة مع أصناف النخبة المتكيفة، على سبيل المثال. عندها فقط أصبحت إمكانات إنتاج الأصناف القديمة واضحة للعيان.

وهذا ليس كل شيء: استخدم الباحثون النتائج لتطوير خطوط تجسير لتربية القمح من أصناف قديمة واعدة من خلال تهجينها مع الأصناف الحالية.

فاجأ أداء السلالة الناتجة الباحثين: “لقد لاحظنا عوائد أعلى في بعض خطوط التجسير مقارنة بأصناف النخبة الحالية المهمة، كما يقول الدكتور ألبرت شولثيس ، العالم في مجموعة البحث “الوراثة الكمية”.

البروفيسور الدكتور يوخن ريف، منسق الاتحاد ورئيس المجموعة البحثية، مقتنع بأنه بفضل مشاركة شركتي التربية ، يمكن زيادة التنوع البيولوجي لمجموعة النخبة باستخدام التباين الجيني الجديد القيّم لخطوط الجسر : “هذا مهم للغاية لمعالجة المشاكل الضخمة التي يطرحها تغير المناخ على الزراعة.”

الزراعة باستخدام أقل أو بدون استخدام للمبيدات

لكن هذا لم يكن كل شيء، تمكن نتائج الدراسة من خطوة كبيرة نحو الزراعة باستخدام أقل أو بدون استخدام للمبيدات. يقول الدكتور ألبرت شولثيس: “من خلال التسلسل الشامل للأصناف القديمة والجديدة جنبًا إلى جنب مع البيانات الميدانية القيمة ، تمكنا من تحديد المتغيرات الجينية الجديدة المحتملة لمقاومة الإصابة بالصدأ الأصفر”، مضيفا، لم يكن هذا ممكناً لولا فك شفرة جينوم القمح ، حيث لعب معهد IPK Leibniz دورًا رائدًا.

يوضح البروفيسور الدكتور يوخن ريف: “مع مناطق الجينوم الجديدة التي اكتشفناها في عدد قليل من الأصناف القديمة ، يمكننا تنويع نظام المناعة للقمح”.

تحديات كبيرة

ومع ذلك ، لا تزال هناك تحديات كبيرة يجب التغلب عليها قبل استخدام جينات المقاومة الجديدة في إنتاج النبات، على سبيل المثال، يجب التحقق من صحة جينات المقاومة ودمجها في خلفية خطوط النخبة.

من الناحية المثالية ، يمكن اكتساب فهم أعمق لطبيعة رد الدفاع في نفس الوقت، هذا من شأنه أن يجعل من الممكن استخدام مصادر المقاومة الجديدة على المدى الطويل، يسعد الدكتور يوخن ريف لأنه تمت مراجعة تمديد المشروع بشكل إيجابي ووعد بالتمويل للسنوات الثلاث القادمة.