انتقال مقاومت حرارتی به محصولات زراعی با کمک قارچهای اندوفیت
یک راهکار زیستی برای افزایش تحمل گیاهان در برابر گرمای شدید
پژوهشهای جدید در حوزه زیستفناوری کشاورزی نشان میدهد قارچهای اندوفیت؛ میکروارگانیسمهایی که بدون ایجاد بیماری در بافتهای داخلی گیاه زندگی میکنند، میتوانند ظرفیت گیاهان برای تحمل تنشهای محیطی، بهویژه گرمای شدید، را افزایش دهند.
این پدیده نخست در برخی گیاهان وحشی مشاهده شد؛ گیاهانی که در محیطهای بسیار گرم، از جمله مناطق مجاور چشمههای آبگرم، رشد میکنند و قادرند در شرایطی که دمای خاک به حدود ۶۰ درجه سانتیگراد میرسد، به حیات خود ادامه دهند.
راز مقاومت در دل یک همزیستی
بررسیهای علمی نشان داده است که بخشی از این توانایی خارقالعاده میتواند با همزیستی گیاه و قارچهای اندوفیت خاص مرتبط باشد. این قارچها درون بافت گیاه مستقر میشوند و از طریق تغییر برخی فرآیندهای فیزیولوژیک و افزایش توان گیاه برای مقابله با تنش، به بقای آن در شرایط سخت کمک میکنند.
در واقع، گیاه و قارچ یک سیستم دفاعی مشترک ایجاد میکنند؛ سیستمی که میتواند در برابر یکی از جدیترین تهدیدهای کشاورزی امروز، یعنی افزایش دمای محیط و موجهای گرمایی، اهمیت ویژهای داشته باشد.
از گیاهان وحشی تا گندم و گوجهفرنگی
یکی از جذابترین بخشهای این رویکرد، تلاش پژوهشگران برای انتقال این همزیستی به محصولات زراعی و باغی تجاری است.
در این روش، بذر یا گیاه با قارچ اندوفیت موردنظر تلقیح میشود تا قارچ بتواند در بافت گیاه مستقر شود. به این ترتیب، به جای تغییر مستقیم DNA گیاه، از یک راهکار زیستی برای افزایش تحمل آن در برابر تنش گرمایی استفاده میشود.
گندم و گوجهفرنگی از جمله محصولاتی هستند که در چنین پژوهشهایی مورد توجه قرار گرفتهاند؛ محصولاتی که در بسیاری از مناطق جهان در معرض افزایش دما و کاهش منابع آب قرار دارند.
چرا این فناوری برای کشاورزی اهمیت دارد؟
گرمای شدید میتواند از طریق اختلال در فتوسنتز، افزایش تبخیر و تعرق، آسیب به ساختار سلولی و کاهش رشد، عملکرد بسیاری از محصولات کشاورزی را کاهش دهد. در چنین شرایطی، افزایش تحمل ذاتی یا القاشده گیاه میتواند به حفظ بخشی از عملکرد محصول کمک کند.
استفاده از قارچهای اندوفیت این مزیت را دارد که به جای تکیه صرف بر اصلاح ژنتیکی، از تعامل طبیعی میان گیاه و میکروارگانیسمها بهره میگیرد.
این فناوری همچنین میتواند در آینده در کنار روشهای دیگری مانند اصلاح ارقام مقاوم به گرما، مدیریت آبیاری، افزایش ماده آلی خاک و استفاده از محرکهای زیستی مورد استفاده قرار گیرد.
از آزمایشگاه تا مزرعه؛ هنوز یک مسیر باقی مانده است
با وجود نتایج امیدوارکننده، نباید موفقیت در شرایط آزمایشگاهی یا گلخانهای را معادل عملکرد قطعی در مزارع دانست. پایداری کلونیزاسیون قارچ، سازگاری آن با ارقام مختلف، شرایط خاک، دما، میزان رطوبت و تعامل با سایر میکروارگانیسمهای خاک از جمله عواملی هستند که باید در آزمایشهای میدانی بررسی شوند.
بنابراین، قارچهای اندوفیت را میتوان یکی از مسیرهای امیدوارکننده برای توسعه کشاورزی سازگار با تغییرات اقلیمی دانست، اما میزان اثرگذاری آن باید برای هر محصول و شرایط اقلیمی بهصورت جداگانه ارزیابی شود.
اگر این فناوری بتواند در مقیاس مزرعه نیز نتایج آزمایشگاهی خود را تکرار کند، استفاده از همزیستی گیاه و قارچ میتواند به یکی از ابزارهای زیستی برای افزایش تابآوری محصولات در برابر موجهای گرمایی تبدیل شود؛ رویکردی که بدون نیاز به دستکاری مستقیم ژنوم گیاه، ظرفیتهای دفاعی موجود در طبیعت را به خدمت کشاورزی میگیرد.
