كشف فريق بحثي دولي بقيادة معهد «إيرلهام» البريطاني عن خريطة جينية جديدة للقمح قد تُحدث نقلة نوعية في جهود تحسين المحصول، وتعزيز قدرته على مواجهة التغير المناخي.
وأوضح الباحثون أن نتائج الدراسة تكتسب أهمية كبيرة في ظل التحديات العالمية التي تواجه إنتاج القمح، وهو الغذاء الأساسي لمليارات البشر حول العالم، ونُشرت النتائج، الاثنين، بدورية «Nature Communications».
ويُعدّ القمح أكثر المحاصيل الزراعية انتشاراً في العالم؛ إذ تزرع منه أكثر من 215 مليون هكتار سنوياً. ولتلبية احتياجات السكان المتزايدة، يواجه العلماء تحدياً يتمثل في ضرورة زيادة إنتاج القمح بنحو 60 في المائة خلال العقود الأربعة المقبلة.
وأشار الباحثون إلى أن الجينوم الخاص بالقمح يتميز بضخامته وتعقيده الكبيرين، وأن أصنافه المختلفة تستخدم جيناتها بطرق متعددة. وقد مكّنت الدراسة الجديدة، التي اعتمدت على تحليل الحمض النووي الريبي «RNA» لرصد نشاط الجينات المختلفة، العلماء لأول مرة من رسم خريطة جينية شاملة لما يُعرف بـ«الترانسكريبتوم الشامل للقمح» (wheat pan-transcriptome)، وهو مورد علمي سيسهم في تسريع برامج تطوير سلالات القمح على مستوى العالم.
كما أظهرت الدراسة أن تنوع القمح الجيني لا يقتصر على اختلافات في تسلسل الحمض النووي «DNA»، بل يمتد إلى مستوى التعبير الجيني، أي كيفية استخدام الجينات داخل النبات لإنتاج البروتينات التي تحدد صفاته وقدرته على التكيف. وتمكَّن العلماء من تتبّع الجينات النشطة في كل صنف من أصناف القمح، وتحديد الأوقات والظروف التي يتم فيها تشغيل هذه الجينات أو إيقافها؛ ما أتاح إنشاء «أطلس شامل لتعبير الجينات» يُظهر الاختلافات الدقيقة بين الأصناف في استجابتها للحرارة والجفاف ونقص العناصر الغذائية.
وكشفت النتائج عن وجود اختلافات واضحة في «الشبكات التنظيمية» التي تتحكم في نشاط مجموعات من الجينات، حيث تبين أن بعض الأصناف تمتلك شبكات أكثر كفاءة في التعامل مع الإجهاد البيئي، مثل الحرارة العالية أو نقص الماء. كما تم تحديد تنوع كبير في عائلة بروتينات «البرولامين» المسؤولة عن جودة الحبوب، وفي البروتينات المرتبطة بالمناعة النباتية؛ ما يشير إلى إمكانية تحسين القمح من حيث الإنتاجية والجودة والمقاومة للأمراض.
وبحسب الفريق، فإن هذه الخريطة الجينية الجديدة تمثل أداة قوية تمكّن العلماء من تسريع برامج تطوير سلالات القمح عبر تحديد الجينات المسؤولة عن تحمُّل الإجهاد البيئي، وتحسين جودة الحبوب والإنتاجية. كما تفتح الباب أمام تطوير أصناف أكثر استدامة وإنتاجية وقدرة على مقاومة الحرارة المرتفعة، ونقص المياه، وتدهور جودة التربة دون الاعتماد المتزايد على الأسمدة والمبيدات؛ ما يسهم في حماية البيئة والتنوع البيولوجي.
وأضاف الفريق أن هذا الإنجاز العلمي يمثل مورداً قيِّماً للمجتمع العلمي الدولي، ودليلاً على أهمية التعاون البحثي واستخدام التقنيات الحديثة لتحقيق تقدم ملموس في مجال الأمن الغذائي العالمي.
