المنشطات الحيوية.. اختراق علمي في مكافحة ديدان القمح

علوم وتكنولوجيا

طوّر الدكتور كونستانتين بلييوس عالم الرياضيات بكلية العلوم الرياضية والفيزيائية بجامعة ساسكس، مع علماء من الأكاديمية الوطنية للعلوم في أوكرانيا؛ طريقة خالية من المواد الكيميائية للاستهداف الدقيق لإحدى الديدان الطفيلية التي تدمر محاصيل القمح، ومن المتوقع أن تحسن هذه الطريقة إنتاج المحاصيل دون الإضرار بالحشرات النافعة.

تستخدم هذه الطريقة المتطورة لقتل ديدان مجهرية، تسمي الديدان الأسطوانية أو الخيطية (النيماتودا)، دون الإضرار بأي حشرات أو طيور أو ثدييات أخرى.

ويعتبر استهداف الديدان بمبيدات الآفات الكيميائية المستخدمة حاليا مشكلة كبيرة، لأنه يمكن أن يضر بشكل عشوائي الحشرات النافعة الأخرى. وتقدر قيمة المحاصيل التي يتم فقدها سنويا بنحو 130 مليار دولار سنويا بسبب الأمراض التي تسببها النيماتودا الضارة.

إسكات الجينات
تساعد بكتيريا موجودة بشكل طبيعي في التربة على حماية النباتات من ديدان النيماتودا الضارة، ولكن حتى الآن لم تكن هناك وسيلة فعالة لتسخير قوة هذه البكتيريا لحماية المحاصيل على نطاق واسع.

واستخدم الدكتور بلييوس وزملاؤه تقنية “تداخل الحمض النووي الريبي” (RNAi) – وهي عملية بيولوجية يتم من خلالها تغير جزيئات محددة في الحمض النووي الناقل للشفرة الوراثية، لاستهداف النيماتودا التي تضر نبات القمح.

ويوضح الدكتور بلييوس أن “النيماتودا، شأنها شأن جميع الكائنات الحية الأخرى، تتطلب إنتاج بعض البروتينات للبقاء على قيد الحياة وإنتاج ذرية، وتداخل الحمض النووي الريبي هو عملية توقف أو تسكت إنتاج هذه البروتينات”.

طور الفريق طريقة لإسكات جينات الديدان باستخدام “المنشطات الحيوية”، وهي (نواتج أيضية) من البكتيريا المتواجدة بشكل طبيعي في التربة، والتي تقوم بإيقاف عمل جينات النباتات، مما يجعل من الصعب على الطفيلي الإضرار بالمحصول.

يتم تشغيل عملية إسكات الجينات بتطبيق المنشطات الحيوية على القمح أو أي نبات آخر مستهدف، إما بشكل مباشر عن طريق نقع البذور أو الجذور في محلول يحتوي عليها، أو عن طريق إضافة هذا المحلول إلى التربة التي تنمو فيها النباتات.

وبالفعل، تؤثر المنشطات الحيوية فقط على جينات النيماتودا والنباتات فقط، ولا تضر الأنواع الأخرى من الحشرات. ولذلك يمكن أن تستخدم من قبل المزارعين لجعل الأغذية العضوية ميسورة التكلفة في المستقبل.

كما أنها تزيد فرص بقاء النباتات بنسبة تتراوح بين 57 و92٪. وتقلل هذه التقنية أيضا مستوى الإصابة بالنيماتودا بنسبة 73 و83٪ مقارنة بالنباتات المزروعة دون المنشطات الحيوية.

النمذجة الرياضية
يقول  بليوس “باستخدام النماذج الرياضية، تعلمنا كيف تمتص نباتات القمح المنشطات الحيوية، لذلك نحن نعرف الآن أفضل طريقة لتوصيلها.”

وتظهر النمذجة الرياضية الطريقة الأكثر فعالية لتطبيق المنشطات الحيوية للحفاظ على سلامة المحصول من الديدان الضارة.

وتعمل المنشطات الحيوية بمثابة ” تطعيم” ضد الإصابة بالنيماتودا، وتحث النباتات على إنتاج مركبات تحميها، وتسبب موت الديدان في الوقت نفسه.

وقالت غالينا أيوتينسكا، الأستاذة الأوكرانية بمعهد علم الأحياء الدقيقة وعلم الفيروسات، والتي قادت العمل التجريبي في تطوير المنشطات الحيوية “هذا العمل مثير للغاية لأنه يتم الحصول على المنشطات الحيوية لدينا من منتجات بكتيريا التربة المتواجدة بشكل طبيعي، والتي لم يتم تعديلها وراثيا”.

ونشر هذا الاختراق العلمي في مجلة “فرونتيرز إن بلانت ساينس”.

المصدر : مواقع إلكترونية

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.