محصول بیشتر، پاداش همکاری گیاهان زراعی با یکدیگر
محققان بین الملل با هدایت دانشمندانی از سوئیس موفق به ابداع روشی شده اند که به آن ها در یافتن ژن های گیاهی که موجب همکاری گیاهان و عملکرد بالاتر آن ها می شود، کمک موثری می کند.
به گزارش سیناپرس، بر اساس مطالعه جدیدی که نتایج آن امروز منتشر شده است، پژوهشگران بین المللی نشان داده اند که انجام یک آزمایش اصلاحی ساده همراه با تجزیه و تحلیل ژنتیکی مرتبط، می‌تواند به سرعت، باعث کشف ژن‌هایی شود که موجب افزایش همکاری و عملکرد جمعیت‌های گیاهی می شوند. این نتایج، پتانسیل افزایش سریع بهره‌وری محصولات کشاورزی را از طریق روش‌های اصلاحی مرسوم در گیاهان دارند.
بنابر نظریه کلاسیک تکامل، افراد جوامع برای بقا با یگدیگر به رقابت می پردازند و آن هایی که دارای ژن‌های بهتر و قوی تری هستند، فرزندان بیشتری را به وجود می آورند که که واجد همان ژن‌های برنده هستند. به گزارش سیناپرس، این موضوع برای متخصصان اصلاح نبات به عنوان یک چالش مطرح است، چراکه آنان با گیاهانی مواجه هستند که به جای رقابت، با یکدیگر همکاری می کنند.
در توده‌های تک‌کشتی متراکم ذرت یا گندم، گیاهانی که دارای رشد بیش از حد قد و یا توسعه بیش از حد برگ های خود نیستند، باعث می شوند که عملکرد کل جامعه، برتری واضحی نسبت به حالت های دیگر پیدا کند. به گزارش سیناپرس، پدیده انقلاب سبز نیز که در اواسط قرن بیستم به وقوع پیوست و گامی بزرگ را برای رفع گرسنگی در جهان برداشت، اصولا بر پایه گیاهانی بنا شد که به دلایل ژنتیکی ناشی از فرایندهای اصلاح نبات، دارای رشد بیش از حد ارتفاع نبودند و کود مصرفی را به جای قد کشیدن، برای تولید دانه های بیشتر به کار می بردند.
کشف نسخه‌های مختلف از ژن‌هایی که بین افراد مختلف، متفاوت بوده و ممکن است همکاری بین آن ها را تقویت کنند، امری چالش برانگیز است، اما محققان دانشگاه زوریخ سوئیس توانسته اند سیستمی را برای آشکار کردن آن ها طراحی کند.
آن ها با به کارگیری یک گیاه مدل به نام آرابیدوپسیس تالیانا که بسیار در تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می گیرد، روشی را ابداع کرده اند که به کمک آن می توانند ببینند کدام گیاهان هم دارای توانایی رشد سریع و هم دارای توانایی همکاری با افراد مشابه از لحاظ ژنتیکی هستند و از این طریق باعث می شوند که همسایگان آن ها نیز به خوبی رشد کنند.
به گزارش سیناپرس، آنها ضمن در دست داشتن این داده‌ها، از داده‌های دیگر مربوط به چندشکلی ژنوم منتشر شده برای یافتن ژن‌های مرتبط با صفات مشارکتی استفاده کردند.
این محققان دریافتند که بیشترین ارتباط این موضوع با گروه کوچکی از چندشکلی های ژنی یا اصطلاحا پلی مورفیسم های مرتبط و به ویژه شکلی خاص یا به قول متخصصان اصلاح نبات، آللی از یک ژن است. هنگامی که گیاهان حامل آن آلل کوچک در مجاورت یکدیگر رشد کردند، در مجموع ۱۵ درصد زیست توده بیشتری را تولید نمودند؛ امری که بر همکاری آن ها با یکدیگر صحه می گذارد.
این همکاری بین گیاهان، باعث شد آن ها در منطقه ریشه نیز، رقابت کمتری با هم داشته باشند و انرژی کمتری را برای حمله به مناطق ریشه همسایگان خود به منظور دریافت مواد مغذی صرف کنند. به عبارت دیگر، گیاهان فوق به جای آن که هر یک به تنهایی به بالا رفتن عملکرد خود مشغول باشند، کاری کردند که عملکرد کل جامعه بالا برود.
بنا برگفته های مجریان این تحقیق، همین استراتژی مقایسه ای را می توان برای کشف آلل های مشارکتی برای هر ویژگی قابل اندازه گیری دیگری در گیاهان زراعی استفاده کرد. چنین تنوعی، پس از شناسایی در یک محصول، می‌تواند به سرعت در برنامه‌های اصلاحی مدرن مورد استفاده قرار گیرد و مسیرهای کارآمدی را برای افزایش عملکرد گیاهان فراهم نماید.
به گزارش سیناپرس، این یافته های جالب توجه که می توانند نقش عمده ای در تولید موثر و بهتر غذا در جهان داشته باشند را نشریه دسترسی آزاد PLOS Biology منتشر کرده است.
مترجم: محمدرضا دلفیه
