يستخدم الباحثون ضوء السنكروترون لتقشير جدران خلايا البصل حرفيًا لمساعدة النباتات على تحمل الضغوط التي يسببها تغير المناخ والأمراض.
قالت أريانا فوراند ، طالبة الماجستير في كلية الزراعة والموارد الحيوية بجامعة ساسكاتشوان (USask): "نعلم أن هناك الكثير من الجفاف في البراري ، وأن سبل عيش الناس على المحك". "سيكون من الرائع العثور على تعديلات تسمح للنباتات بمقاومة الضغوط المتعددة."
قاد فوراند مشروعًا استكشف كيف يلعب الكالسيوم والبورون دورًا مفيدًا في تقوية جدران الخلايا النباتية ، مما يساعد على تقليل الجفاف الذي يأتي مع التجميد والجفاف وزيادة مقاومة مسببات الأمراض.
كما اتضح ، كان البصل هو النبات المثالي لاختبار النظرية.
قام الفريق بتحليل عينات البصل وجمع البيانات في Advanced Photon Source (APS) في إلينوي ، وذلك بفضل شراكة المنشأة مع Canadian Light Source (CLS) في جامعة ساسكاتشوان.
قال فوراند: "يعتمد هذا المشروع حقًا على عمل طالب ماجستير سابق في جامعة الولايات المتحدة الأمريكية ، جون ليو ، الذي قام بعمل تجميد الإجهاد ، ونعلم أنه في كل من الجفاف والبرد ، تفقد النباتات الماء بطرق مماثلة."
يعد البصل نباتًا جيدًا للاستخدام "لأنه يمكنك بسهولة تقشير طبقة واحدة من الخلايا ورؤية التغييرات في جدار الخلية" ، وهو مفتاح هيكل نباتي للحماية من الضغوط من مختلف الأنواع.
سمة فريدة من نوعها لهذا البحث ، والتي كانت نتائجه نشرت في مجلة Plants، أنه بحث في ضغوط متعددة في وقت واحد - الجفاف في البصل الويلزي وبصل الطبخ ، ومقاومة العوامل الممرضة في نبات الأرابيدوبسيس ، وهو عشب صغير مزهر موطنه إفريقيا.
بعد إضافة الكالسيوم الممزوج بالماء إلى البصل المزروع في الدفيئة ، استخدم Forand الفحص المجهري بالأشعة السينية السنكروترونية لتأكيد ليس فقط أن النباتات قد تناولت الكالسيوم ولكن أيضًا تم وضعها في جدار الخلية.
أظهرت الاختبارات الإضافية مع الظروف الجافة انخفاضًا في فقد الماء في النباتات المعالجة. وبالمثل ، من المعروف أن البورون يرتبط بالبكتين في جدران خلايا نبات الأرابيدوبسيس ، مما يقوي مقاومته للأمراض المدخلة.
قال فوراند: "كنا نبحث عن طرق لتقوية جدران الخلايا هيكليًا". إن التأكيد على أن الكالسيوم والبورون يقللان من تأثير فقدان الرطوبة والأمراض يفتح الباب للبحث عن تأثير مماثل في النباتات الأخرى.
قالت الدكتورة كارين تانينو ، أستاذة علوم النبات في الولايات المتحدة الأمريكية ومشرفة فوراند ، إنه في أي عام ، "يمكن أن يكون أحد الضغوط أكثر انتشارًا من الآخر - لا يمكنك حقًا التنبؤ بما سيكون. يقدم هذا البحث فرصة لحماية النباتات من تغيرات الإجهاد من سنة إلى أخرى ".
يعتقد كل من Forand و Tanino أن التوسع في أبحاثهما يوفر فرصًا لتقوية مقاومة فقدان الرطوبة والأمراض في كل من المحاصيل الحقلية وفي صناعة البستنة.
لمزيد من المعلومات:
فيكتوريا شرام
مصدر الضوء الكندي
هاتف: + 1 306-657-3516
البريد الإلكتروني victoria.schramm@lightsource.ca