تعتبر البطاطا الحلوة من النباتات ذات الأهمية الكبيرة في العالم بفضل قدرتها على التكيف ومقاومة الأمراض. إلا أن فهم تركيبتها الجينية كان تحديًا كبيرًا للعلماء بسبب تعقيد حمضها النووي. في هذا المقال، سنستكشف كيف نجح فريق من العلماء في تفكيك الشفرة الجينية للبطاطا الحلوة وفتح آفاق جديدة لتحسين المحاصيل الزراعية.
التعقيد الجيني للبطاطا الحلوة
البطاطا الحلوة تتميز بتركيبة جينية فريدة من نوعها تُعرف بالهيكسابلويدية، حيث تحتوي على ست مجموعات من الكروموسومات. هذا التعقيد يشبه محاولة إعادة بناء ست مجموعات مختلفة، لكنها متشابهة، من الموسوعات التي تم خلطها معًا. يضيف هذا التعقيد تحديات كبيرة في فهم وتفسير الشفرة الجينية لهذا النبات.
بقيادة البروفيسور تشانجون فاي من معهد بويس تومسون، نجح فريق من العلماء في تحقيق اختراق كبير في فك الشفرة الجينية الكاملة لنوع من البطاطا الحلوة يُعرف باسم ‘تنزانيا’. هذا النوع يُقدر في أفريقيا بسبب مقاومته للأمراض واحتوائه على نسبة عالية من المواد الجافة.
تحديات فك الشفرة الجينية
كان التحدي الأساسي هو فك وتفكيك 90 كروموسومًا للبطاطا الحلوة وتنظيمها في مجموعاتها الأصلية الست، المعروفة باسم الهبلوطيبات. ونجح الفريق في فصل هذه المجموعات المعقدة بشكل كامل، وهو إنجاز لم يسبق تحقيقه من قبل.
هذا الإنجاز يتيح مستوى غير مسبوق من الوضوح في قراءة الشفرة الجينية للبطاطا الحلوة، مما يفتح آفاقًا جديدة لفهم تاريخها وتطورها الجيني.
التراث الجيني والقدرة على التكيف
كشفت الأبحاث عن تعقيد مفاجئ في الجينوم الخاص بالبطاطا الحلوة، حيث تبين أن الجينوم هو فسيفساء مركبة من أصول برية متعددة، بعضها لم يتم تحديده بعد. جزء كبير من الشفرة الجينية يأتي من نوع بري موجود في الإكوادور يُعرف باسم Ipomoea aequatoriensis، والذي يبدو أنه سليل مباشر لأحد أسلاف البطاطا الحلوة.
هذه التركيبة الجينية المتداخلة تعني أن البطاطا الحلوة يمكن تصنيفها بشكل مؤقت كـ”ألوبلويد قطاعي”، وهو نوع من الهجينة التي نشأت من أنواع مختلفة ولكنها تتصرف جينيًا كما لو أنها جاءت من نوع واحد. هذا الدمج الجيني وإعادة التركيب يمنح البطاطا الحلوة قدرتها الفائقة على التكيف ومقاومة الأمراض، وهي صفات حيوية للمزارعين في جميع أنحاء العالم.
الفوائد والتطبيقات المستقبلية
الفهم الكامل للشفرة الجينية للبطاطا الحلوة يعني أن المربين الآن يمكنهم تحديد الجينات المسؤولة عن السمات الرئيسية مثل الإنتاجية، والمحتوى الغذائي، ومقاومة الجفاف والأمراض بشكل أكثر فعالية. هذا الدقة يمكن أن تسرع من تطوير أنواع محسنة من البطاطا الحلوة.
علاوة على ذلك، يُظهر هذا البحث كيف يمكن للأدوات الجينومية الحديثة أن تساعد في فك شفرات الجينومات المعقدة الأخرى. العديد من المحاصيل الهامة، بما في ذلك القمح والقطن والموز، تحتوي على مجموعات متعددة من الكروموسومات، وفهم هذه الألغاز الجينية حيوي لتربية المحاصيل المقاومة لمواجهة تحديات الأمن الغذائي.
الخاتمة
يمثل العمل الذي قام به فريق البروفيسور فاي أكثر من مجرد إنجاز أكاديمي. فبفضل الفهم الأعمق للتركيب الجيني للبطاطا الحلوة، يمكن للمربين الآن تحسين المحاصيل بشكل أسرع وأكثر كفاءة. هذه الدراسة لا تقدم فقط نظرة جديدة على كيفية تطور النباتات ولكنها توفر أيضًا أدوات قيمة لمواجهة التحديات العالمية في مجال الأمن الغذائي مع تغير المناخ وزيادة الضغوط من الآفات والأمراض.
