شناسایی پایه های ژنتیکی موثر در مقاومت گیاهان در برابر کم آبی

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از روزنامه ایندیپندنت، محصولات کشاورزی از بزرگترین عوامل مصرف آب در جهان هستند. تولید محصولاتی که به آب کمتری نیاز داشته باشند، برای مناطق نیمه خشک جهان اهمیت زیادی دارد.
گیاهان مقاوم به خشکسالی مکانیسمی معروف به متابولیسم کراسولاسیون یا CAM دارند که به آنها امکان می دهد به رغم وجود سطوح پایین آب زنده بمانند.
در مطالعه جدیدی که در مجله Nature Communications منتشر شد، گروهی از محققان موفق به شناسایی مجموعه ژن های زیربنای CAM شده اند، این مجموعه زمینه را برای مهندسی ژنتیک محصولات غذایی در آینده فراهم می کند.
دکتر شیائوحان یانگ، زیست شناس گیاهی در آزمایشگاه ملی Oak Ridge وزارت انرژی آمریکا که در نوشتن این مطالعه همکاری داشت، گفت: CAM یک مکانیسم ثابت شده برای افزایش بهره وری استفاده از آب در گیاهان است.
CAM اساسا شکلی از فتوسنتز است که اجازه می دهد منافذ موجود در برگ های گیاهان شب ها برای جذب دی اکسید کربن باز شوند؛ اما در طول روز که خورشید در آسمان است، این منافذ به منظور جلوگیری از هدررفت آب بسته می مانند.
وی افزود: همانطور که توانستیم مولفه های ساختار فتوسنتز CAM را نشان دهیم، می توانیم فرآیند متابولیک محصولاتی را هم که آب زیاد مصرف می کنند، مانند برنج، گندم و دانه های سویا، برای تسریع سازگاری آنها با محیط هایی که به لحاظ آب محدودیت دارند، مهندسی کنیم .
این محقق و همکارانش ژنوم های سه گونه مختلف گیاهی از جمله خانواده های ارکیده و آناناس را که از مکانیزم CAM استفاده می کنند، بررسی کردند و در نهایت موفق به کشف 60 ژن شدند که در تمامی این سه گونه مختلف گیاه به یک شیوه تکامل یافته اند تا آنها از این مکانیزم (CAM) برخوردار شوند.
محققان امیدوارند که با شناخت این ژن ها بتوانند در محصولات غذایی و انرژی ظرفیتی برای CAM مهندسی کنند. این ظرفیت به محصولات اجازه می دهد تا در محیط هایی که پیش از این تولید محصول در آنها ممکن نبود ، رشد کنند و یا زمانی که با آب و هوای نامطلوب مواجه می شوند، مقاوم تر شوند.