نجح باحثون في تطوير نباتات أرز مقاومة لمرض اللفحة البكتيرية، الذي يعتبر أحد أخطر الأمراض التي تصيب هذا المحصول الاستراتيجي، وتتسبب في خسائر كبيرة للمزارعين وتهدد إنتاج الغذاء في مناطق واسعة من العالم وذلك في ابتكار علمي يقود إلى فتح آفاقاً جديدة لحماية المحاصيل الزراعية وتعزيز الأمن الغذائي.
إنجاز
وجاء الإنجاز على يد فريق بحثي من جامعة ميزوري الأمريكية، بقيادة بينغ يانغ، في كلية الزراعة والموارد الطبيعية بالجامعة، باستخدام أداة متطورة لتحرير الجينات صممت بالاعتماد على الذكاء الاصطناعي، في خطوة تمثل توظيفاً جديداً لهذه التقنية في تطوير المحاصيل الزراعية.
ويستند الابتكار إلى نظام OpenCRISPR-1، الذي طورته شركة التكنولوجيا الحيوية الأمريكية "بروفلوينت" (Profluent)، ونجح الباحثون في تكييفه للعمل على نباتات الأرز، بعدما سبق اختبار التقنية في خلايا حيوانية، ما يفتح المجال أمام استخدامات أوسع لأدوات تحرير الجينات في القطاع الزراعي.
وتتيح تقنيات تحرير الجينات للعلماء إجراء تعديلات دقيقة وموجهة على الحمض النووي للكائنات الحية، بما يساعد على تحسين صفاتها الوراثية، ومن بينها تعزيز قدرتها على مقاومة الأمراض والظروف البيئية القاسية.
ومن خلال دراسة التفاعلات الجينية بين مسببات الأمراض البكتيرية ونبات الأرز، تمكن الباحثون من تحديد آليات يمكن استهدافها لتعزيز دفاعات النبات الطبيعية، وتطوير أصناف أكثر قدرة على مواجهة العدوى.
وتكمن إحدى أبرز مزايا نظام OpenCRISPR-1 في كونه متاحاً بنظام المصدر المفتوح، ما يعني إمكانية استخدامه مجاناً في الأبحاث والتطوير التجاري للمحاصيل، على خلاف بعض أدوات تحرير الجينات التي تخضع لحقوق ملكية وتتطلب اتفاقيات ترخيص لاستخدامها.
وأوضح بينغ يانغ أن إتاحة هذه التقنية بصورة مفتوحة تمنح الباحثين والشركات مرونة أكبر لاستكشاف حلول وراثية جديدة، وتطوير أصناف زراعية تحمل خصائص مفيدة، دون القيود المرتبطة بتكاليف التراخيص.
أبرز التحديات
ويُعد مرض اللفحة البكتيرية من أبرز التحديات التي تواجه زراعة الأرز، إذ يمكن أن يؤدي إلى تراجع كبير في حجم الإنتاج وجودته، ما ينعكس سلباً على دخل المزارعين، خصوصاً في المناطق التي يعتمد سكانها على الأرز بوصفه غذاءً أساسياً ومصدراً رئيسياً للرزق.
وأشار يانغ إلى أن المرض يتسبب في أضرار واسعة للمحاصيل، ويخلق تحديات حقيقية أمام المزارعين، مؤكداً أن فهم كيفية تفاعل البكتيريا المسببة للمرض مع التركيب الجيني لنبات الأرز يمثل خطوة أساسية لتحديد السبل الكفيلة بتعزيز مقاومته الطبيعية.
ورغم نجاح الفريق البحثي في إنتاج نباتات مقاومة للمرض، فإن التجارب لا تزال في مراحلها المختبرية، إذ تتمثل الخطوة المقبلة في نقل النتائج إلى أصناف الأرز المزروعة تجارياً، وإخضاعها لمزيد من الاختبارات والتقييمات، إلى جانب استكمال الإجراءات التنظيمية وبناء شراكات مع الشركات المتخصصة تمهيداً لإتاحتها في الأسواق.
طموح
ولا يقتصر طموح الباحثين على مكافحة اللفحة البكتيرية، إذ يرون أن التقنية الجديدة قد تمهد لتطوير محاصيل أكثر مقاومة لطيف واسع من الأمراض، فضلاً عن تعزيز قدرتها على تحمل الضغوط البيئية، مثل الجفاف وارتفاع درجات الحرارة والتقلبات المناخية الحادة.
وتشمل المحاصيل التي يمكن أن تستفيد مستقبلاً من هذه المقاربة الوراثية الذرة وفول الصويا، وإن كان توسيع نطاق استخدامها يتطلب إجراء مزيد من الدراسات والتجارب العلمية.
وأكد يانغ أن هذا الإنجاز يفتح الباب أمام استكشاف حلول جينية لمجموعة من التحديات التي تواجه المزارعين، سواء المرتبطة بالأمراض النباتية المدمرة أو الجفاف أو درجات الحرارة الشديدة، مشيراً إلى أن تطوير محاصيل أكثر قدرة على تحمل هذه الظروف من شأنه المساعدة في حماية الإنتاج الزراعي، وتعزيز مرونة القطاع، والاستعداد لتحديات الزراعة المستقبلية.
ومع أن وصول هذه الأصناف المطورة إلى المزارع قد يستغرق عدة سنوات، فإن الدراسة تقدم مؤشراً واعداً على الدور الذي يمكن أن يؤديه الذكاء الاصطناعي في إعادة رسم مستقبل الزراعة، عبر تطوير محاصيل لا تكتفي بمقاومة الأمراض، بل تمتلك قدرة أكبر على التكيف مع بيئة زراعية تزداد صعوبة.