ریشه های باستانی مقاومت ویروسی گندم کشف شد

توالی DNA یک ژن در گندم که مسئول مقاومت در برابر ویروس ویرانگر است، کشف شده است که سرنخ های حیاتی برای مدیریت محصولات مقاوم تر و حفظ منابع غذایی سالم فراهم می کند.

محصولات گندم در سرتاسر قاره آمریکا، آسیا، اروپا و آفریقا اغلب توسط ویروس موزاییک زرد گندم ویران می شوند، بنابراین تقاضای زیادی برای انواع گندم یا ارقامی وجود دارد که می توانند در برابر این ویروس مقاومت کنند.این مطالعه که امروز در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد، نشان داد که ژن مقاومت از یک گیاه وحشی باستانی مدیترانه ای منشا گرفته است.

دکتر محمد پورخیراندیش، محقق ارشد این مطالعه دانشگاه ملبورن بیان کرد: این کشف می تواند به توسعه ارقام گندم مقاوم تر، افزایش عملکرد محصول و کاهش استفاده از قارچ کش های مضر کمک کند. همچنین بر لزوم حفظ تنوع زیستی برای حفاظت از ذخایر غذایی تاکید می کند.

WYMV عملکرد دانه را تا 80% کاهش می دهد و باعث زیان اقتصادی قابل توجهی می شود. این ویروس توسط یک قارچ ساکن در خاک میزبان و منتقل می شود که ریشه های گیاهان گندم را مستعمره می کند، برگ های گندم را تغییر رنگ می دهد و رشد گیاه را متوقف می کند. هاگ های میکروسکوپی قارچ حاوی WYMV می توانند تا یک دهه در خاک زندگی کنند. در حالی که قارچ کش ها می توانند هاگ ها را از بین ببرند و انتقال را متوقف کنند، اما درمان قارچ کش نه مقرون به صرفه است و نه از نظر زیست محیطی پایدار.

دکتر پورخیراندیش بیان کرد: جایگزین مناسب، اصلاح انتخابی یا مهندسی ژنتیکی گندم با مقاومت در برابر WYMV است. قبل از این تحقیق، ما می دانستیم که یک ژن غالب به نام Ym2 تأثیر WYMV بر روی گیاهان گندم را تا بیش از 70 درصد کاهش می دهد، اما نمی دانستیم که این ژن چگونه به این نتیجه رسیده است.

تیم تحقیقاتی از تکنیکی به نام شبیه سازی موقعیتی برای تعیین مکان ژن Ym2 روی کروموزوم در گندم نان استفاده کردند و دریافتند که توالی DNA آن پروتئینی از نوع معروف به NBS-LRR را کد می کند. این پروتئین ها نگهبان هستند که عوامل بیماری زا را شناسایی کرده و باعث ایجاد پاسخ ایمنی در گیاهان می شوند.

دکتر پورخیراندیش بیان کرد: اکنون که توالی ژن را می دانیم، می توانیم خطوط تولید مثل حامل Ym2 را با تجزیه و تحلیل DNA از یک تکه کوچک برگ حتی بدون مرحله تلقیح ویروس انتخاب کنیم.همچنین یافتن گونه های Ym2 در خویشاوندان وحشی گندم را آسان تر می کند که ممکن است مقاومت بهتری نسبت به بیماری برای بهبود بیشتر محصول ایجاد کند.

DNA گندم مدرن کایمریک است، به این معنی که مواد ژنتیکی آن از چندین گیاه اجدادی از طریق آمیختگی طبیعی یا هیبریداسیون و به دنبال آن پرورش انتخابی توسط انسان به دست می آید.با مقایسه توالی های DNA در میان گونه های مرتبط، محققان دریافتند که Ym2 در گندم نان مدرن از یک گیاه وحشی باستانی به نام Aegilops sharonensis، بومی کشورهای مدیترانه شرقی مشتق می شود. یک ژن مشابه در Aegilops speltoides، یکی دیگر از اجداد وحشی گندم نان وجود دارد.

دکتر پورخیراندیش بیان کرد: این گونه های وحشی در مقطعی با گندم کشت شده تلاقی می کردند و مقاومت ژنتیکی را منتقل می کردند که اکنون از نظر تجاری بسیار حیاتی است. گیاهان وحشی اجدادی منبع غنی از صفات مفید مانند مقاومت در برابر بیماری ها هستند، که پرورش دهندگان گیاهان و متخصصان ژنتیک می توانند برای محافظت از محصولات مدرن و حفظ یک منبع غذایی سالم از جمله نان، پاستا، رشته فرنگی، کوسکوس، شیرینی، کیک و سایر گندم ها استخراج کنند. محصولاتی که بسیاری از ما به آن وابسته هستیم و از آن لذت می بریم.