روش جدید برای پرورش محصولات زراعی

روش جدید برای پرورش محصولات زراعی

روش جدید برای پرورش محصولات زراعی در خاک های حاشیه ای که می‌تواند به تغذیه بشر کمک کند

یک ساختار از مهندسی ژنتیک برای زمین‌های کشاورزی‌ای که پتانسیل افزایش میزان تولید محصولات را دارند کشف شد. این ساختار سازگار با محیط زیست نیز می‎باشد.


روش جدید برای پرورش محصولات زراعی

پیش‌بینی می‌شود جمعیت جهان در سال ۲۰۵۰ به ۹/۷ میلیارد برسد. با این حقیقت، وضعیت تغذیه این تعداد افراد چگونه خواهد بود؟ تقریبا یک سوم زمین‌های قابل کشت از کمبود آهن لازم که برای محصولات مهمی نظیر ذرت و سویا مورد نیاز است، رنج می‌برند.

سال گذشته، یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه اسنتفورد به سرپرستی استاد دانشکده مهندسی شیمی خانم الیزابت ساتلی یک سازگاری ژنتیکی کشف کردند که به یک گیاهی که سخت شکوفا می‌شود این اجازه را می‌دهد بر روی زمین‌های حاشیه‌ای شکوفا شود. حال آزمایشگاه او در مورد این مکانیزم‌های ژنتیکی که در رابطه با بقاء می‌باشد حقایق بیشتری را فاش کرد. اگرچه مطالعات بیشتری مورد نیاز است، ساتلی معتقد است این مسیر تحقیقات انجام شده روزی دانشمندان را قادر خواهد ساخت تا این مکانیزم سازگار یافته را به ژنوم‌های محصولات مهم متصل کنند. در نهایت این امر سبب افزایش زمین‌های زراعی بیشتری برای تولید غذا بر پایه روش جدید و سازگار با محیط زیست می‌شود.

ما احتمال دارد قادر باشیم تا این ویژگی‌ها را از طریق انتخاب طبیعی توسعه دهیم و از آن‌ها در جایی که نیاز داریم استفاده نماییم.

ساتلی

آزمایشگاه ساتلی میکروبیوم‌های خاک را مطالعه می‌کند – گروهی از باکتری‌هایی که در اطراف ریشه گیاهان زندگی می‌کنند تا به آن‌ها کمک کنند تا مواد مغذی را به همان روش که باکتری‌های روده به افراد در هضم غذا کمک می کند، پردازش کنند. تحقیقات وی در این زمینه به فرمی از سوء هاضمه گیاهان متمرکز شده است: عدم توانایی در جذب کافی آهن، که مانع از رشد محصول می‌شود و بازده را کاهش می‌دهد.

دانشمندان مدت‌هاست که می‌دانند چرا چنین کمبودی از آهن رخ می‌دهد. بسیاری از مناطق خشک جهان، از جمله غرب ایالات متحده، خاک‌های قلیایی دارند و این قلیایی بودن مانند یک قفل شیمیایی عمل می‌کند که آهن را در زمین محصور می‌کند. اما پس از سال‌ها بررسی این مشکل، آزمایشگاه ساتلی کشف کرد که چگونه گیاه موسوم به Arabidopsis thaliana، از خانواده کلم و خردل، به دلیل نحوه تعامل ریشه‌های آن با خاک‌های قلیایی، این کمبود آهن را جبران می‌کند. محققان نشان دادند که چگونه ریشه‌های Arabidopsis یک مولکول از خانواده کومارین ترشح می‌کند که یک ماده شیمیایی را از خود بیرون می‌دهد تا به کمبود آهن مورد نیاز گیاه کمک کند.

در آزمایشات اخیر آن‌ها، آزمایشگاه ساتلی راه دیگری پیدا کرد که کومارین ممکن است به Arabidopsis کمک کند تا با شرایط قلیایی سازگار شود: مولکول‌های کومارین که از ریشه‌های گیاه به درون خاک ترشح می‌شود، برخی از باکتری‌ها را از بین می‌برند. از آنجا که باکتری‌ها برای رشد به آهن نیز احتیاج دارند، محققان تصور می‌کنند که این گیاه در تلاش است تا از دسترسی خود به یک ماده معدنی حیاتی محافظت کند.

Arabidopsis یک مسیر متابولیکی را توسعه داده است که باعث تغییر شیمیایی در اطراف و میکروبیوم ریشه آن می‌شود.

(ماتیاس وگز – دانشجوی فارغ التحصیل آزمایشگاه ساتلی)

برای مطالعه‌ی تمام این فعل و انفعالات شیمیایی، که به طور معمول در زیر زمین و خارج از دید اتفاق می‌افتند، آزمایشگاه ساتلی یک فرایند آزمایشی بر پایه هیدروپونیک را توسعه داد. آقای وُگِس گیاهان Arabidopsis را در آب پرورش داد که از نظر شیمیایی و مواد معدنی به خاک‌های قلیایی شباهت دارند. وی به این محیط انواع باکتری‌هایی را که میکروبیوم ریشه‌ی Arabidopsis را تشکیل می‌دهند اضافه کرد. در آینده محققان می‌توانند از این بستر هیدروپونیک برای ایجاد محیط‌های مختلف شبه‌خاک استفاده کنند تا آزمایش کنند که چگونه گیاهان در برابر سایر آسیب‌ها چگونه واکنش نشان می‌دهند.

به عنوان مثال، آیا گیاهان می‌توانند میکروبیوم‌ های خود را برای بهبود جذب معدنی در خاک‌های دارای مقدار بسیار کمی ازت تنظیم کنند؟

در مدت کوتاهی، آزمایشگاه ساتلی تلاش خواهد کرد تا چگونگی فعالیت انطباق کومارین درک کند تا در نهایت بتوانند گندم، ذرت یا سایر محصولات زراعی را در خاک‌های قلیایی پرورش دهند. در همین حال ، محققان از تکنیک هیدروپونیک برای کشف سایر سازگاری‌های میکروبیوم ریشه استفاده می‌کنند. او معتقد است که این امر سرآغاز نسل دوم مهندسی ژنتیک گیاه خواهد بود. دانشمندان به جای اینکه این ویژگی‌ها را به صورت مصنوعی برای گیاهان ایجاد کنند می‌توانند این ویژگی‌های تکامل یافته را به صورت طبیعی از یک گیاه به گیاه دیگر منتقل کنند.

آنچه ما تصور می‌کنیم نوع جدیدی از علوم زراعی است که از نظر زیست محیطی قابل درک است.

ساتلی

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

توسط
تومان