الصينيون يفكون «شيفرة» جينوم البطاطس

قام الباحثون في الصين وألمانيا لأول مرة بالفك الكامل لشيفرة جينوم البطاطس، مما ساعدهم على كشف تاريخ تطورها وتحديد مناطق الحمض النووي الرئيسية المرتبطة بنمو الأمراض ومقاومتها.

أعلن ذلك الخميس 3 مارس المكتب الصحفي في المعهد الألماني لتربية النباتات.

قال أستاذ في المعهد، كوربينيان شنيبيرجر: "سيسمح لنا فك شيفرة جينوم البطاطس بإطلاق برامج فعالة خاصة بتربية وتطوير بعض أنواع البطاطس، ما سيخلق ظروفا لتربية أصناف جديدة تتميز بالقدرة على جلب محاصيل خصبة والمقاومة في الوقت نفسه للاحتباس الحراري، الأمر الذي يكتسب أهمية حاسمة في العقود القادمة".

فيما تواجه زراعة البطاطس في كل مراحلها أمراضا فطرية وبكتيرية، وكذلك العديد من الآفات اللافقارية مثل خنفساء البطاطس والديدان الخيطية. ويحاول العلماء والمربون مكافحتها من خلال إعداد أصناف جديدة من البطاطس التقليدية والمعدلة وراثيا، ويستخدم جزء صغير منها فقط في الزراعة، إذ أن البطاطس غير قابلة إلا نادرا لعملية الانتقاء والتطوير.

وربما وجد الأستاذ شنيبرجر، وزملاؤه حلا لهذه المشكلة من خلال تطوير مشروع واسع النطاق يهدف إلى تحديد تسلسل جينوم البطاطس. وحاول العلماء في الماضي الحصول على تلك المعلومات، لكن التركيب المعقد للغاية لجينوم البطاطس حال دون تحقيق ذلك، مع العلم أنه يتكون من 4 مجموعات متطابقة من الكروموسومات تحتوي على عدد كبير من التكرارات.

فيما ساعدت تقنيات وخوارزميات جديدة خاصة بتحليل المعلومات الوراثية علماء الوراثة الألمان والصينيين على حل هذه المشكلة بالنسبة لصنف البطاطس " أوتاوا" الشائع في أوروبا.

ومن أجل فك شيفرة جينوم هذا النوع من البطاطس، قام العلماء بجمع عدد كبير من حبوب اللقاح، التي تحتوي مادتها الوراثية على نسختين فقط وليس 4 نسخ من الكروموسومات.

ساهم هذا الأسلوب في تبسيط المهمة إلى حد بعيد، لكنه تطلب في الوقت نفسه فك شيفرة عدد كبير جدا من أجزاء الحمض النووي وتركيبها اللاحق باستخدام خوارزميات الكمبيوتر. وفي نهاية المطاف حصل العلماء على نسخة افتراضية من جينوم البطاطس الكامل تتكون من حوالي 3.1 مليار "حرف" وراثي ويحتوي على أكثر من 38000 جين.

أظهر التحليل اللاحق لهيكلها عن التاريخ التطوري المعقد للبطاطس. وعلى وجه الخصوص، وجد العلماء أن البطاطس قد شهدت على مر تاريخها مضاعفة الجينوم نتيجة تهجين الأصناف القريبة، وبالإضافة إلى ذلك، كشف العلماء عن اختلافات غير عادية في مستوى نشاط نسخ الجينات نفسها الموجودة على كروموسومات مختلفة، مما قد يؤثر على كفاءة تهجين أصناف البطاطس المختلفة.

ويأمل العلماء بأن تساعد هذه المعلومات في استنباط أنواع جديدة من البطاطس أو تعديل جينومها بطريقة تجعلها تنمو بشكل أسرع، وتقاوم بشكل أفضل الآفات والأمراض الأخرى، وستكون أيضا أقل عرضة للجفاف ودرجات حرارة الهواء المرتفعة.