موفقیت دانشمندان چینی در یافتن راهی برای رشد غلات در خاک‌های نمکی و قلیایی

این ژن که AT1 نامگذاری شده نقشی کلیدی در تنظیم واکنش گیاه به محیط‌های نمکی و قلیایی ایفاء می‌کند. آزمایش‌های میدانی نشان می‌دهند غلاتی مثل ذرت خوشه‌ای، برنج، گندم، ذرت و ارزن بدون این ژن وقتی در مزارع دارای مقادیر کم تا متوسط نمک-قلیا کاشته می‌شوند، بازده و زیست‌توده بالاتری دارند.

بر اساس نتایج مطالعه فوق، گونه جدید ذرت خوشه‌ای مقاوم به نمک-قلیا رکورد ۲۰ درصدی افزایش تولید را در مقایسه با گروه کنترل شده این گیاه ثبت کرده و در عین حال زیست‌توده آن می‌تواند تا ۳۰ درصد افزایش یابد. دانه‌های ذرت خوشه‌ای را می‌توان به محصولات کشاورزی مهم مثل الکل و سرکه تبدیل کرد و ساقه‌های ذرت خوشه‌ای علوفه مورد استفاده و رایج برای دام‌هایی مثل خوک، بز و گاو به حساب می‌آید.

گونه برنجی که ژن AT1 آن غیرفعال شده قادر است ۲۲٫۴ تا ۲۷٫۸ درصد در خاک‌های نمکین و قلیایی محصول به بار آورد. گونه‌های غلات جدید از جمله ارزن توانسته ۲۰ درصد تولید بیشتر را به ثبت برساند و تحقیقات نشان می‌دهد غیرفعال کردن ژن AT1 در ذرت قادر است به شکل قابل توجهی توانایی بقاء و رشد آن در محیط‌های نمکی-قلیایی را افزایش دهد.

خاک‌های نمکین و قلیایی به دلیل تغییرات اقلیمی، فقدان آب شیرین و استفاده زیاد از کودهای شیمیایی به یک چالش بزرگ کشاورزی و زیست‌محیطی تبدیل شده و امنیت غذایی را در سراسر جهان تهدید می‌کند.

طبق اعلام «سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد» (فائو) تا سال ۲۰۱۵ جهان حدود یک میلیارد هکتار خاک تخریب شده توسط غلظت بالای سدیم، کلر و سولفات داشت. حدود ۶۰ درصد این خاک‌ها سدیمی و به دلیل کربنات سدیم و بیکربنات سدیم دارای ارزش قلیایی بالایی هستند که معمولا به عنوان جوش شیرین شناخته می‌شوند.

دانشمندان برآورد می‌کنند اگر در فقط ۲۰ درصد ۶۱۸ میلیون هکتار از زمین‌های تخمین زده شده سدیمی غلات دارای ژن غیرفعال AT1 کاشته شود به تولید سالانه دستکم ۲۵۰ میلیون تن مربع غذای اضافی منجر خواهد شد که کمک چشمگیری به امنیت غذایی جهان محسوب می‌شود.

«هوانگ شون» معاون «موسسه ژنتیک و زیست‌شناسی تکوینی» در «آکادمی علوم چین» در این باره می‌گوید: امنیت غذایی از اولویت بالایی در امنیت ملی کلی چین تلقی می‌شود و حفاظت از زمین‌های قابل کشت در تضمین تولید غذا ضروری است.

چین تا سال ۲۰۲۱ حدود ۹۹٫۱۳ میلیون هکتار زمین‌های نمکی و خاکی داشت.

وی افزود: اگر بتوانیم گونه‌های غلاتی ایجاد کنیم که برای این زمین‌ها مناسب باشند آنگاه قادریم از این زمین‌های بلااستفاده برای تولید غذا و تغذیه مردم استفاده کنیم.

هوانگ ادامه داد: کشف دانشمندان ما در خصوص نقش ژن AT1 در تولید غلات مقاوم به محیط‌های نمکین و قلیایی مثالی بارز در این باره محسوب می‌شود که تحقیقات پایه تا چه اندازه می‌تواند به حل مسائل کاربردی و برطرف کردن نیازهای اصلی کشورمان در تولید محصولات کشاورزی کمک کند.

«شیه چی» پژوهشگر موسسه فوق و یکی از دانشمندان اصلی پشت کشف ژن AT1 گفت با اینکه جامعه علمی جهانی نسبتا درک زیادی از چگونگی سازگار شدن غلات با محیط‌های نمکی دارد اما به دلیل دشواری‌های آزمایشگاهی یافته‌های اندکی از اینکه چگونه این گیاهان به شرایط قلیایی واکنش نشان می‌دهند، وجود دارد.

وی افزود: با تلاش مشترک بیش از هشت سازمان پژوهشی، دانشمندان چینی ژن AT1 را از ذرت خوشه‌ای کشف کردند که منشاء آن از نواحی نمکی و قلیایی منطقه «صحرای بزرگ» در آفریقاست.

پژوهشگران بعدا فهمیدند که همین ژن عملکرد مشابهی در دیگر غلات اصلی مانند برنج، گندم، ذرت و ارزن دارد.

شیه چی ادامه داد: اینکه ببینید غلات از دل زمین سفید رنگ و لم یزرع قلیایی جوانه می‌زنند بسیار تاثیرگذار است جایی که معمولا آنها برای بقاء تلاش می‌کنند.

خانم «چن شوئوی» مدیر سابق «موسسه ژنتیک و زیست‌شناسی تکوینی» در «آکادمی علوم چین» نیز گفت این کشف دری جدید برای تولید غلات مقاوم به نمک و قلیا گشوده است.

وی افزود: این خبر مهمی در نبرد ما علیه خاک‌های نمکین و قلیایی سراسر جهان محسوب می‌شود.

«جو جیان‌کانگ» مدیر «موسسه زیست‌فناوری» در «دانشگاه جنوبی علم و فناوری» گفت قدم بعدی باید یافتن این نکته باشد که حذف ژن AT1 چگونه بر کیفیت غلات تاثیر خواهد گذشت.

ز