"غدي نيوز"
إيليسيا عبود -
يعتبر نبات دوار (عباد) الشمس، واسمه العلميHelianthus annuus ، المحصول الأكبر والوحيد الذي تم تدجينه في أميركا الشمالية، وهو من المحاصيل الزيتية العالمية الهامة، فبالإضافة إلى أزهاره الملهمة للفنانين، فإنه يحمل قدرات هامة للعلماء ولأبحاثهم لجهة قدرته على التكيف المناخي والجيني introgression (عملية نقل الجينات بين الأنواع)، وذلك بفضل مرونته والاستمرار في طرح كميات ثابتة من المحصول عبر نطاق واسع من الظروف البيئية المختلفة، كما من السهل تهجينه مع الأصناف البرية المناسبة ليتلاءم مع الظروف المناخية المتطرفة.
وفي علم النبات، يعد دوار الشمس نموذجا لفهم أصول التتبع للطاقة الشمسية، إلا أنه على الرغم من كافة مزاياه السابقة، فإن تجميع المادة الوراثية لهذا النبات (الجينوم genome) كان تحديا كبيرا شغل العلماء لأكثر من عقد من الزمان، كونه يتألف من سلاسل طويلة متشابهة ومكررة.
بناء التاريخ التطوري
وفي دراسة نُشرت مؤخرا في مجلة Nature العلمية في أيار/مايو الماضي، أشار باحثون كنديون من جامعة British Columbia إلى أن المادة الوراثية لدوار الشمس (الجينوم genome) بلغت 3.6 جيغا (109) قاعدة، إلى جانب بيانات موسعة للترانسكريبتوم Transcriptomics(وهي مجموعة كاملة من النصوص RNA التي ينتجها الجينوم ليكون الخلايا في جسم الكائن الحي) وهي قواعد مأخوذة من أعضاء نباتية، وأخرى زهرية.
وتتكون ثلاثة أرباع المادة الوراثية لدوار الشمس من متسلسلات عالية الشبه ومتقاربة في المحتوى، وقد تطلب الأمر استخدام تقنيات تسلسل الجزيء الواحد الآنية single-molecule real-time sequencing technologies، من أجل عملية تجميع ناجحة ومتكاملة، وتمكن العلماء في النهاية من إعادة بناء التاريخ التطوري لهذه العائلة والسلالة المعروفة باسم Asterids والتي ينتمي إليها دوار الشمس ونباتات أخرى، عبر تحليلات الجينوم.
ترجمة المادة الواثية إلى خلايا
وأكد العلماء وجود تضاعُف ثلاثي للجينوم الكامل عند قاعدة المجموعة الثانية من السلالة، وبالتحديدAsterids clade II ، وحدوث تضاعف لجينوم عباد الشمس الكامل، في الفترة الزمنية ما قبل حوالي 29 مليون عام، ولفت الباحثون إلى أن استخدام اسلوب تكاملي يجمع بين بيانات علم الوراثة الكمية، وبيانات تظهر التعبير (ترجمة المادة الواثية إلى خلايا) والتنوع، سمح بتطوير شبكات جينية شاملة لصفتي استنبات رئيسيتين وهي توقيت الإزهار، وعملية استقلاب الزيت oil metabolism، بالإضافة إلى اكتشاف جينات جديدة، وقد وجد العلماء أن التركيبة الجينية لعملية توقيت الإزهار قد ظهرت خلال أحدث عملية تضاعف تطورية للجينوم الكامل، وهو ما وضح أن المادة القديمة من أصول هذه النبتة يمكنها أن تبقى ضمن الشبكات التنظيمية ذاتها لفترة تزيد عن عشرات الملايين من السنين.
وهذا ما يمكن أن يجعل المادة الوراثية لدوار الشمس ركنا أساسيا للبرامج البحثية في المستقبل، الهادفة إلى استخدام التنوع الجيني بهدف تحسين مرونة النبات لمواجهة الضغوط سواء الحيوية منها وغير الحيوية، وإنتاج كمية أكبر من الزيوت، مع الأخذ بعين الاعتبار القيود الزراعية، والاحتياجات الغذائية البشرية.
المصدر: غدي نيوز - مجلة Nature ووكالات