فريق علمي أميركي يفك شفرة نمو جذور النبات

لا يوجد نظام عضوي في الجسم يفعل الكثير للبشر، مثلما تفعل الجذور للنباتات، فبنية نظام الجذر في النبات أمر بالغ الأهمية لنموه، لكن عملية إنشاء جذور جديدة يمكن أن تأتي بتأثيرات معاكسة في أوقات معينة، وهي العملية التي حاول فريق بحثي من جامعة واشنطن فهمها خلال دراسة نشرت في 18 يوليو (تموز) بدورية Developmental Cell.
قبل هذه الدراسة لم يكن من الواضح كيف تحدد النباتات ما يكفيها من الجذور ومتى تقرر التوقف عن إنتاج المزيد، ولكن الباحثين نجحوا في تحديد ناقل خلوي يربط بين اثنين من أقوى الهرمونات في نمو النبات، وهما «أوكسين» و«سيتوكينين»، وأوضحوا أن هذا الناقل يتحكم في تشغيل عملية الإنتاج والتوقف.
وكان من المعروف أن هرمون «أوكسين» يتحكم في كل جانب من جوانب نمو النبات وتنميته، بما في ذلك تحفيز نمو الجذر بشكل عام. وأظهرت الأبحاث السابقة أيضا أن هرموناً آخر مهماً يدعى «السيتوكينين» له تأثير في السيطرة على المواقع التي يمكن أن تنبت فيها جذور جانبية جديدة، ويضمن التباعد الكافي بينها.
والجذور الجانبية هي التي تتفرع أفقياً مثل الأصابع، وتشكل غالبية كتلة الجذر، وكشفت نتائج الدراسة عن إحدى الطرق التي يمكن أن يقلل بها «السيتوكينين» من إنتاج الجذر الجانبي، وذلك عن طريق زيادة مستويات الناقل الخلوي للحد من مساهمات الأوكسين المسؤول عن الإنتاج. كما كشفت الدراسة عن أن هذا الناقل الخلوي الذي أطلق عليه اسم «TOB1» يمكنه أن يزيل مركبات (IBA) المسؤولة عن تنشيط هذا الهرمون عن طريق تحريكها إلى عضو في الخلية النباتية يعمل كمساحة تخزين، وهذا الإجراء يحرم «الأوكسين» من استغلال كامل طاقته لتعزيز نمو الجذر.
ويلخص تقرير نشره موقع جامعة واشنطن هذه العملية، حيث ذهب إلى أن الناقل الخلوي «TOB1» هو الفرامل التي يتم وضعها لمنع الإنتاج غير المرغوب فيه للجذور، ويكون هرمون السيتوكينين هو القدم التي يتم وضعها على الفرامل.
وأشار التقرير إلى أن الفريق البحثي أكد هذه النتائج، عن طريق استخدام تقنيات تعديل الجينات لرؤية ماذا سيحدث عند القضاء على هذا الناقل الخلوي، حيث أدى ذلك إلى إنتاج ضعف عدد الجذور الجانبية، دون التضحية بعمق الجذر.
وتقول د.لويسا شترادر، المدير المشارك لمركز علوم وهندسة النظم الحية بجامعة واشنطن، والباحثة الرئيسية بالدراسة في تصريحات خاصة لـ«الشرق الأوسط»، بأنه يمكن استخدام هذه المعرفة لزيادة الإنتاج في النباتات، وخاصة عندما تساعد أنظمة زيادة الجذر في الحصول على المياه. وتضيف أن حظر نشاط الناقل الخلوي (TOB1) أثناء نمو الشتلات المبكر يمكن استخدامه أيضا لزيادة الإنتاجية.
وعن الخطوة البحثية التالية، تشير شترادر إلى أنهم في المستقبل سوف يستكشفون كيفية تعديل نشاط هذا الناقل الخلوي حسب الظروف البيئية المختلفة ومنها على سبيل المثال محتوى مغذيات التربة.