اكتشاف علمي يعزز قدرة القمح على مقاومة الأمراض المدمرة
كتبت: أمنية شكري
قاد الأستاذ المساعد براند وولف -من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية-(KAUST)- فريقًا من العلماء من خمس قارات في دراسة جديدة نشرتها مجلة "ساينس"، والتي تناولت اكتشافًا جزيئيًا غير معروف سابقًا يحفز استجابة مناعية ضد مرض رئيسي يصيب القمح. توفر هذه الاكتشافات استراتيجيات لزراعة قمح يتمتع بمناعة أقوى ضد الأمراض.
أهمية القمح الاقتصادية في العالم
يعد القمح أحد المصادر الرئيسية للغذاء وعلف للحيوانات لمليارات الأشخاص حول العالم، وهو من أهم السلع الغذائية في العالم. لهذا السبب، يمكن أن تكون جائحة القمح أكثر تدميرًا من جائحة الإنسان. وقال وولف: إن تغير المناخ يؤدي إلى ظهور الأمراض في أماكن لم تكن موجودة من قبل، ونحن بحاجة إلى مزيد من الأبحاث حول المناعة النباتية لتطوير تقنيات لحماية المحاصيل الغذائية القيمة."
فهم المناعة النباتية وكيفية تطورها
مثل الحيوانات، تمتلك النباتات جهازًا مناعيًّا، لكنه يختلف تمامًا عن الجهاز المناعي في الفقاريات مثل البشر. في الفقاريات، تعتمد المناعة على خلايا الدم التي تفرز بروتينات تتحد مع مسببات الأمراض لتدميرها. بينما النباتات لا تملك جهازًا دوريًا مثل الحيوانات، تطورت لديها آلية مناعية خاصة تساعدها في مواجهة الأمراض. التحدي يكمن في فهم التفاعلات الجزيئية التي تؤدي إلى موت النباتات وبالتالي تمنحها القدرة على البقاء في مواجهة مسببات الأمراض الغازية.
الاكتشافات الجديدة في مكافحة صدأ الساق في القمح
أظهرت هذه الدراسة أن أول حدث جزيئي يحدث داخل خلايا النبات هو استجابة ضد مرض صدأ الساق. صدأ الساق هو فطر يتسبب في ظهور بثور بنية على سيقان وأوراق النباتات المصابة. يُعرف هذا المرض أحيانًا بـ "شلل الأطفال القمح"، وكان في الماضي سببًا للعديد من المجاعات. على الرغم من أن الأساليب الزراعية قد أنتجت قمحًا مقاومًا، إلا أن الانتشار المفاجئ للصدأ يمكن أن يدمر المحصول. فعندما يتفاعل صدأ الساق مع بروتين خاص يسمى "الكيناز المتسلسل"، تبدأ الاستجابة المناعية. الكينازات وهي جزيئات أساسية في المناعة النباتية، ومعروفة أيضًا بدورها في مناعة الإنسان. يُسمى "الكيناز المتسلسل" بهذا الاسم لأن هذه الجزيئات ترتبط ببعضها البعض فيزيائيًا.
آلية استجابة القمح ضد الأمراض: كيف يعمل الكيناز المتسلسل؟
أظهرت الدراسة أن الكيناز المتسلسل له دور رئيسي في مناعة القمح ضد الأمراض. عندما يتفاعل الممرض مع أحد الكينازات، يطلق ذلك استجابة مناعية من خلال فك القيود التي تربط هذه الكينازات ببعضها البعض. هذا الاكتشاف يفتح آفاقًا جديدة لزراعة قمح مقاوم ضد الأمراض.
أهمية البحث في مقاومة القمح للأمراض
نظرًا لاستمرارية تطور آليات المناعة في المحاصيل الأخرى، يوفر هذا البحث إطارًا لتقوية مقاومة المحاصيل ضد الأمراض. قال وولف: "تعتبر معظم الدول أن القمح أمر حيوي لسياساتها الغذائية وأمنها الغذائي. وكلما زادت معرفتنا بكيفية استجابة القمح للممرضات، أصبح بإمكاننا ضمان إمدادات غذائية مستدامة للسكان المتزايدين في العالم."
القمح كسلعة غذائية رئيسية: الإنتاج والتجارة
القمح سهل الزراعة والتخزين والمعالجة، مما يجعله من أكثر المحاصيل إنتاجًا وتجارة في العالم. حيث تمت زراعة أكثر من 750 مليون طن من القمح سنويًا خلال العقد الماضي. مقارنةً بذلك، تجاوز إنتاج الأرز 500 مليون طن فقط في الفترة نفسها.
دور براند وولف في الأبحاث المتعلقة بالأمن الغذائي المستدام
براند وولف أيضًا مشارك في رئاسة مركز التميز للأمن الغذائي المستدام، الذي يجري أبحاثًا علمية لتعزيز إنتاج الغذاء المستدام، خاصة في البيئات الجافة.
