گندم‌هایی با ریشه‌های بلندتر

گیاهان خانواده غلات اساساً دارای ریشه‌های افشان، سطحی و کوتاه هستند که در موارد بروز خشکسالی و نداشتن آب کافی در خاک، دچار استرس و گاه نابودی می‌شوند، چنانکه در سال‌های کم باران و در صورت آبیاری‌نکردن، به‌ویژه در مناطق دیم، دیده می‌شود که چنین مزارعی به‌طور کلی از بین می‌روند.

این در حالی است که بسیاری از گیاهان وحشی که گاه به‌صورت علف هرز در چنین مزارعی دیده می‌شوند، همچنان به حیات خود ادامه می‌دهند که تنها دلیل آن می‌تواند وجود ریشه‌های بلند به‌منظور جذب آب از اعماق بیشتر باشد.

اخبار سبز کشاورزی؛ حال با گرم شدن عمومی کره زمین و بروز خشکسالی‌های درازمدت که می‌تواند امنیت غذایی را در حوزه‌های جغرافیایی مبتلا به کم آبی و کاهش در نزولات آسمانی، به وجود آورد، مسئله را تنها می‌توان با در اختیار داشتن گیاهانی با ریشه‌های بلندتر تا اندازه‌ای حل کرد.

در این رابطه، برخی از دانشمندان علاقه‌مند به این موضوع، در پی یافتن ژن‌های مولد ریشه‌های بلندتر در گندم‌ها برآمده تا در آینده بتوانند گندم‌هایی مقاوم نسبت به خشکسالی تولید کنند.

گروهی از دانشمندان در سطح بین‌المللی، تحقیقاتی در این زمینه انجام داده و دریافته‌اند که دسته‌ای از ژن‌ها قادر به رشد و طولانی‌‎تر کردن ریشه‌های گندم به‌منظور جذب آب از لایه‌های عمیق‌تر زمین هستند. افزون‌بر این که این گیاهان باعث تولید بیوماس بیشتر و گیاهان بلندتری می‌شوند.

در این تحقیقات ابزار خاصی به‌منظور مشخص کردن ساختار ریشه‌های گندم در مقابل تاب‌آوری در برابر کم آبی طراحی نمودند.

نقش ریشه در شرایط خشکی

از آن‌جایی که ریشه‌ها نقش مهمی در ادامه زندگی تمام گیاهان و ازجمله غلات دارند، یافتن یک ابزار یا راهکار مفید که بتواند موجب بهبود شرایط زندگی گیاهان در وضعیت خشکسالی شود، بسیار اهمیت دارد. بسیاری سعی در بهبود عملکرد تولید گندم نمودند. اما آسیب‌های ناشی از استرس‌های کم آبی این فعالیت‌ها را بی‌اثر نمود.

گیاهانی که بتوانند خود را با شرایط کم آبی تطبیق داده و برای رفع گرسنگی جمعیت رو به رشد جهان محصول زیادی تولید کنند، از مزیت‌های بالایی برخوردارند.

تاکنون افراد اندکی در زمینه ژن‌هایی که بتوانند بر ساختار ریشه‌های گندم موثر باشند، به این دانش دست‌یافته‌اند. کشف دسته‌ای از ژن‌ها که به نام(OPR III) شناخته می‌شوند و در افزایش طول ریشه‌های گندم موثرند؛ می‌تواند گام مهمی در این راستا باشد.

نسخه‌برداری و دو برابر کردن ژن‌های(OPR III) با استفاه از یک هورمون گیاهی به نام جِزمونیک اسید(Jasmonic acid) اجرا می‌شود؛ که موجب سرعت بخشیدن به تولید ریشه‌های جانبی شد. وارد کردن یک ژن خاص از گیاه چاودار نیز عامل مهمی در افزایش طول ریشه‌های گندم گردید و به محققان اجازه داد تا با روش مهندسی ژنتیک، گندم جدیدی تولید کنند. نکته مهم در این تحقیقات، شناخت کافی از ساختار ژنتیکی انواع گندم است که به پرورش‌دهندگان اجازه می‌دهد گیاهانی برای شرایط با آب کمتر به وجود آورند.

ریشه‌های بلندتر در برنج

اگر چه برنج گیاهی است که ریشه‌های آن باید به‌طور معمول غرق در آب باشند اما توانایی این گیاه در بهبود سیستم ریشه‌ای خود و انطباق با آب موجود در خاک اطراف ریشه‌ها، متضمن یک پدیده خاص است، اگر چه مکانیسم واقعی این قابلیت چندان شناخته شده نیست. گروهی از محققان ژاپنی، استرالیایی و فیلیپینی اقدام به شناسایی چگونگی پراکندگی و اندازه ریشه‌های جانبی برنج کرده‌اند.

گیاه برنج اساساً دو نوع ریشه تولید می‌کند که اولی کوتاه و ظریف و دومی طویل و ضخیم‌تر است. این تفاوت شکلی موجب تفاوت کارایی این ریشه‌ها می‌شود، چنانکه ریشه‌های ضخیم مناسب جذب آب از لایه‌های عمیق‌تر زمین، به ویژه در شرایط کم آبی هستند.

وجود این ریشه‌ها در برنج نیز تابعی از وجود گروهی از ژن‌ها است. آنچه در سال‌های اخیر کشت و تولید برنج را در برخی از کشورهای برنج خیز تحت‌تاثیر قرار داده، گرم شدن زمین و کاهش نزولات آسمانی در مناطقی است که آبیاری مزارع برنج امکان‌پذیر نیست و تامین آب مزارع به‌طور کلی به وسیله باران تامین می‌شوند.

بنابراین ایجاد تغییرات ژنتیکی در چنین برنج‌هایی به‌منظور تولید ریشه‌های بلندتر در جذب آب کافی، می‌تواند گام مهمی در تامین غذای اکثریتی از جامعه جهانی باشد.

ماهنامه دام و کشت و صنعت - شماره ۲۸۱- آذر ۱۴۰۲