فهم جذور النبات المثبّتة

الآن، وجد باحثون من ضمنهم كون-بينغ جيا وسليم البابلي من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) أن تشكُّل الجذر المثبّت يستهدفه جزيء مرسل للإشارات مشتقّ من أشباه الكاروتين (كاروتينويد)، الصباغ الشائع الذي يمنح النباتات لونها. 

ينتمي هذا الجزيء -الذي أُطلق عليه اسم أنكورين- إلى مجموعة المركبات التي تُعرف باسم داي أبوكاروتينويد، والتي كانت تعتبر حتى الآن وسائط استقلابية، أو سلائف لجزيئات لها أهمية بيولوجية. الأنكورين مادة "ثابتة إلى حدٍّ ما وصعبة التتبع"، كما يشرح جيا، المؤلف الأول للدراسة. كان جيا وزملاؤه قد طوروا فيما مضى نظام مسح لتحديد الداي أبوكاروتينويدات المعروفة والمتوقعة، الذي توصلوا بوسطته لتحديد الأنكورين عام 2018.  

وباستخدام الرشاد الصخري كنبات نموذجي، أظهر الفريق أن الأنكورين يمتلك الإشارة الكيميائية الدقيقة المطلوبة لتعزيز تطور الجذر المثبّت. ومن خلال دراسات الترانسكربتوم، التي تنطوي على تحليل تسلسلات الحمض النووي الريبي المرمِّزة وغير المرمِّزة، أظهروا أن الأنكورين يحثّ على تشكُّل الجذر المثبِّت عن طريق تعديل فاعلية الأوكسين، الهرمون النباتي المعروف جيدًا، والذي يحفّز النمو والتطوّر.

"لقد حظيت الجذور المثبّتة بأقل اهتمام بحثيّ حتى الآن"، وفق قول تاكاي ياموشي، عالِم الوراثيات الجزيئية النباتية في جامعة طوكيو، الذي لم يكن مشاركًا في الدراسة. "لقد أظهر جيا وزملاؤه أن الأنكورين يستهدف تشكُّل الجذور المثبّتة عن طريق تعديل استتباب الأوكسين. لقد حان الوقت الآن لملاحظة هذا النوع الرابع -المعروف بدرجة أقلّ- من الجذور.

كما اختبر الباحثون أيضًا تأثيرات نقص النيتروجين على نموّ الجذور. وقد لاحظوا ارتفاع معدلات الأنكورين وأعداد الجذور المثبتة، مما يشير إلى أنه يؤدي دورًا مهمًّا في طريقة استجابة الرشاد الصخري للظروف القاسية.

كما فحصوا تأثيرات الأنكورين على جذور الأرز، ووجدوا "تحفيزًا ملحوظًا في طول الجذور، مما يشير إلى قدرة هذا المستَقْلَب على تحفيز نموّ النبات"، كما ذُكر في دراستهم التي نُشرت في Science Advances. 

يغيّر الأنكورين هندسة الجذور عن طريق تعزيز تشكُّل الجذور المثبتة، الذي يزيد بدوره من حجم جذور النبات ويسهّل امتصاص الماء والعناصر المغذيّة،" استنادًا إلى قول جيا. وهو يلاحظ أن الأنكورين "متوافر تجاريًّا، ويُستعمل في صناعة أشباه الكاروتين المختلفة بكميات صناعية" بالفعل، مما يجعل استعماله في الزراعة أمرًا ممكن التحقيق إلى حدٍّ كبير". 

يهدف الفريق إلى الكشف عن الآلية العميقة للطريقة التي تنتج بها النباتات الأنكورين، وسيتابع دراسة فاعليتها البيولوجية عن أنواع النباتات الأخرى، وخاصةً في المحاصيل.

قد تشجع النتائج التي سيتوصلون إليها المزيد من البحوث على الجزيئات المشتقة من أشباه الكاروتين.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.