اكتشاف طريقة تقلل استهلاك النبات للمياه

اكتشف باحثون طريقة لتقليل استهلاك النباتات للماء تساعد في نموها سريعًا وإنتاج محصول أكبر، ويُعد البحث المنشور في دورية «نيتشر كوميونكيشنز» جزءًا من مشروع عالمي يسمى «إدراك زيادة كفاءة عملية البناء الضوئي» قادته «كاتارينا جلوواكا» باحثة الدكتوراه في معهد «كارل آر. ووس» للأحياء الجينومية التابع لجامعة إيلينوي الأمريكية.

وعملت كاتارينا مع فريقها على تعديل تعبير مورثة واحدة لزيادة معدلات بروتين «PsbS» للبناء الضوئي في نبات التبغ الذي يدفع النباتات إلى إغلاق مسامها جزئيًا «وهي فتحات موجودة على الأوراق تسمح بدخول ثاني أكسيد الكربون من أجل عملية البناء الضوئي وتسمح بفقد الماء أيضًا»، ويؤدي هذا إلى تقليل فقد الماء.

تؤثر كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة في النبات والرطوبة المحيطة ونوعية الضوء وكميته على المسام، فعادةً ما ينبه بروتين PsbS النبات بكمية الضوء المحيط، لهذا قد تشير زيادة اصطناعية في مستويات البروتين إلى قلة الضوء المحيط اللازم لعملية البناء الضوئي، فتدفع النباتات إلى إغلاق مسامها.

وأدت زيادة كمية البروتين في نبات التبغ إلى تقليل استهلاكه للماء؛ أي أن نسبة دخول ثاني أكسيد الكربون إلى النبات إلى نسبة فقد الماء منه زادت بنحو 25% دون التأثير على إنتاجية النبات ومحصوله.

أوضحت جلوواكا قائلةً: «تمتلك هذه النباتات كمية ماء أكبر من حاجتها، لكن هذا ليس دائمًا، إذ سوف تنمو هذه النباتات المُعدلة عند نقص الماء وستنتج محصولًا أكبر خلافًا لمثيلاتها غير المعدلة».

وقد اكتشف الفريق أن بروتين PsbS يوجد في جميع النباتات، ما يعني إمكانية تطبيق التجربة على النباتات الأخرى، ولإثبات هذا يحاول الفريق قريبًا تحسين كفاءة استهلاك المحاصيل الغذائية للماء واختبارها حينما يكون الماء شحيحًا.

وقال «يوهاننيس كرومدييك» باحث دكتوراه في معهد «كارل آر. ووس»: «لا شك أن تقليل استهلاك النبات للماء يُعد تحديًا كبيرًا لعلماء النباتات المعاصرين والمستقبليين، وعلى الرغم من استمرار الجدل العلني إن كانت الكائنات المعدلة وراثيًا مصدرًا آمنًا للغذاء أم لا، إلا أن هذه التعديلات تستمر في تحسين نوعية المحاصيل وكفاءتها».