دراسة جديدة تسدّ الثغرات المعرفية بشأن تحمُّل محصول الأرز للملوحة في مرحلة النمو الزهري

  • يتفاوت مدى تحمُّل محصول الأرز للملوحة على مدار دورة حياته، ولذلك، فإن فهم الآليات المتضمنة في مختلف مراحل النمو يُعد أمرًا بالغ الأهمية لإنتاج أنماط جينية تتحمل الملوحة طوال فترة النمو وتعطي إنتاجية عالية.
الأحد, 25 يوليو 2021

تقدم إحدى الدراسات الحديثة التي أجراها فريق دولي من الخبراء، من بينهم الدكتور راكيش سينغ، مدير برنامج تنويع المحاصيل وتحسينها الوراثي في المركز الدولي للزراعة الملحية (إكبا)، تحليلًا عميقاً للبحوث التي أجريت حتى الآن بشأن أنواع الأرز التي تتحمل الملوحة وتلقي رؤى جديدة في النمط الظاهري لتحمل الأرز للملوحة في مرحلة النمو الزهري.

أُجريت هذه الدراسة التي نُشرت في مجلة علم الوراثة النظري والتطبيقي (وهي مجلة ذات معامل تأثير يبلغ 5.699)، بمشاركة خبراء من إكبا والمعهد الدولي لبحوث الأرز والمعهد الهندي لأبحاث الأرز و جامعة ساسكس وهي تركز بشكل محدد على تحمل الأرز للملوحة في مرحلة النمو الزهري حيث لا يوجد سوى القليل من الأبحاث السابقة بهذا الصدد.

يتفاوت مدى تحمُّل محصول الأرز للملوحة على مدار دورة حياته، ولذلك، فإن فهم الآليات المتضمنة في مختلف مراحل النمو يُعد أمرًا بالغ الأهمية لإنتاج أنماط جينية تتحمل الملوحة طوال فترة النمو وتعطي إنتاجية عالية.

على الرغم من تصنيف الأرز على أنه محصول يتأثر بالملوحة، إلا أنه لا يتأثر بها بنفس القدر في مختلف مراحل النمو، فهو أكثر تأثرًا بها في مرحلتي زراعة الشتلات والنمو الزهري.

يتم تحديد أنواع مختلفة من الأرز حسب قدرتها على تحمّل الملوحة ويتم زراعتها تجاريًا في المناطق المتأثرة بالملوحة، تشير الدراسة إلى أن أكثر من 90 في المائة من كافة الدراسات المتعلقة بتأثيرات الملوحة على محصول الأرز قد ركزت على مرحلة زراعة الشتلات في حين لم يتم إجراء سوى دراسات قليلة بشأن تحمل الملوحة في مرحلة النمو الزهري، ويرى الخبراء أن تحمل محصول الأرز للملوحة في مرحلة النمو الزهري أكثر أهمية لأن هذه المرحلة تحدد مدى إنتاجية الحبوب.

يتمثل أحد الأسباب الرئيسية وراء محدودية الأبحاث بشأن تحمل محصول الأرز للملوحة أثناء مرحلة النمو الزهري في أن النمط الظاهري يتطلب قدرًا كبيرًا من الوقت والجهد.

ولهذا السبب، تُلخص هذه الدراسة منهجيات مختلفة للنمط الظاهري أو تحديد مجموعة من السمات التي يمكن ملاحظتها في النبتة.

توصي الدراسة أيضًا ببعض طرق النمط الظاهري الحديثة لدراسة مرحلة النمو الزهري، ومن بينها الطريقة التي تم تطويرها في المعهد الدولي لبحوث الأرز تحت إشراف الدكتور راكيش سينغ.

بالإضافة إلى ذلك، تسلط الدراسة الضوء على أن ضعف الارتباط بين تحمل الملوحة في مرحلتي زراعة الشتلات والنمو الزهري في بعض الأنماط الجينية للأرز يشير إلى أن هناك مجموعة مختلفة من الجينات تتحكم في قدرتها على تحمل الملوحة في هاتين المرحلتين، لذلك، لا يُوصى بزراعة أنواع من الأرز استنادًا إلى قدرتها على تحمل الملوحة في مرحلة زراعة الشتلات فقط.

صرح الدكتور راكيش سينغ تعقيبًا على الدراسة قائلًا: "لقد استعرضنا، في هذه الدراسة، جميع مواضع السمات الكمية (QTLs) التي تم حصرها حتى الآن بالنسبة لتحمل محصول الأرز للملوحة وحددنا العديد من المناطق الجينومية التي تحكم عملية تحمل الملوحة في جينوم الأرز الذي يشمل 12 كروموسومًا، وقد حدد التحليل التفصيلي 63 موضع من مواضع السمات الكمية تحتوي على 5970 جينًا ضمن 567 موضعًا من مواضع السمات الكمية التي تم تحديدها مبدئيًا لتحمل الملوحة، وقد اقترحت الدراسة 15 موضع من مواضع السمات الكمية كنقاط نشطة لمواضع السمات الكمية التي تعزز السمات الرئيسية التي تنظم عملية تحمل الأرز للملوحة".

تُعتبر الملوحة ثاني أكبر عقبة أمام إنتاجية العديد من المحاصيل الرئيسية بعد الجفاف، بما فيها الأرز، حيث تشير الدراسة إلى أن تكرار حدوث الجفاف، بسبب انخفاض موارد المائية، والملوحة، في كثير من الأحيان بسبب سوء إدارة عملية الري، قد أفضى إلى ظهور حالة أصبحت فيها النظم البيئية للأرز الآن شديدة التأثر بتغير المناخ، وإضافة إلى ذلك، فإن تسرب مياه البحر في المناطق الساحلية يؤدي إلى تحول الأراضي الصالحة للزراعة إلى تربة مالحة.

لهذا السبب تُعد معرفة المزارعين عن استجابة محصول الأرز للإجهاد غير الحيوي مثل الملوحة والجفاف أمراً ضروريًا، كونها تمهد الطريق لتطوير أنواع مقاومة في المستقبل من شأنها في نهاية المطاف أن تساهم في تحقيق الأمن الغذائي والدخل لمزارعي محصول الأرز.

تخلص الدراسة إلى أنه من الضروري أن نحيط علماً بأحدث الأبحاث التي توضح كيفية استجابة محصول الأرز للملوحة لأنها يمكن أن تساهم في الجهود المبذولة بشأن الزراعة التقليدية للأرز والتحسين الوراثي لضمان تحمل الملوحة.