باختصار
ابتكر علماء طريقةً لتقليل استهلاك نبات التبغ للماء دون التأثير على كمية محصوله أو نوعيته، بدفعه إلى إغلاق مسام أوراقه.

اكتشف العلماء طريقةً 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 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 في بيان صحافي قائلةً «تمتلك هذه النباتات كمية ماء أكبر من حاجتها، لكن هذا ليس دائمًا،» وأضافت «ستنمو هذه النباتات المُعدلة عند نقص الماء وستنتج محصولًا أكبر خلافًا لمثيلاتها غير المعدلة.» اكتشف الفريق أن بروتين PsbS يوجد في جميع النباتات، ما يعني إمكانية تطبيق التجربة على النباتات الأخرى. ولإثبات هذا، سيحاول الفريق قريبًا تحسين كفاءة استهلاك المحاصيل الغذائية للماء واختبارها حينما يكون الماء شحيحًا.

لا يُعد المشروع الحالي الأول في محاولة تحسين كفاءة المحصول، إذ استخدم باحثون من مختبر «كولد سبرينغ هاربور» في مدينة نيويورك الأمريكية خلال العام الماضي تقنية كريسبر للتعديل المورثي لزيادة نتاج محصول الطماطم، واستخدمت شركة «دوبون» تقنية كريسبر في العام 2015 لتعديل الذرة والقمح. ويُعد المشروع مثالًا على تعديل مورثات النبات، ما يؤدي إلى تغيير سلوكه دون تغيير حجمه أو شكله.

قال «يوهاننيس كرومدييك» باحث دكتوراه في المعهد في البيان الصحافي ذاته «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.