اصلاح ژنتیکی برای مقاومت به تنش‌های محیطی: راهکاری برای کشاورزی در عصر تغییر اقلیم
تغییرات اقلیمی، چالش‌های بی‌سابقه‌ای مانند خشکسالی،شوری خاک و دماهای بالا را به کشاورزی تحمیل کرده است. اصلاح ژنتیکی به عنوان ابزاری قدرتمند، به دانشمندان امکان می‌دهد تا گیاهانی را توسعه دهند که بتوانند در این شرایط سخت زنده بمانند و بازدهی خود را حفظ کنند. این رویکرد، به جای مبارزه با طبیعت، به گیاه این قدرت را می‌دهد که با آن سازگار شود.
مکانیسم‌های ژنتیکی مقاومت به خشکی
اصلاح ژنتیکی برای مقاومت به کم‌آبی بر روی چند استراتژی کلیدی تمرکز دارد:
تغییر سیستم ریشه: گیاهانی که سیستم ریشه‌ای عمیق‌تر و گسترده‌تری دارند، می‌توانند به آب بیشتری در لایه‌های زیرین خاک دسترسی پیدا کنند.
افزایش کارایی مصرف آب (Water Use Efficiency): این اصلاحات باعث می‌شوند گیاه با مصرف آب کمتر، فتوسنتز بیشتری انجام دهد. این امر اغلب با تغییر در باز و بسته شدن روزنه‌ها (منافذ کوچک روی برگ‌ها) و کاهش تبخیر آب از سطح برگ‌ها انجام می‌شود.
مقاومت به تنش اسمزی: خشکی و شوری باعث تنش اسمزی می‌شوند. دانشمندان با فعال یا غیرفعال کردن ژن‌ها، به گیاه کمک می‌کنند تا سلول‌های خود را در برابر این تنش‌ها محافظت کند.
نمونه‌هایی از اصلاحات ژنتیکی در محصولات پرمصرف
دانشمندان با استفاده از روش‌های مختلف از جمله CRISPR، در حال توسعه ارقام مقاوم در محصولات پرمصرف هستند:
گندم و جو:
تحقیقات بر روی ژن‌های مسئول توسعه ریشه عمیق‌تر و همچنین ژن‌هایی که به گیاه اجازه می‌دهند در شرایط کم‌آبی به رشد خود ادامه دهد، متمرکز است.
در حال حاضر، ارقام جدیدی از گندم در دست توسعه هستند که می‌توانند با مصرف آب کمتر در مراحل حساس رشد، عملکرد خود را حفظ کنند.
برنج:
برنج به آب بسیار زیادی نیاز دارد، اما دانشمندان با شناسایی و اصلاح ژن‌های مرتبط با تحمل به خشکی (مانند ژن
Sub1که مقاومت به سیل را افزایش می‌دهد)، ارقام جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌توانند در شرایط کم‌آبی نیز زنده بمانند.این اصلاحات باعث می‌شوند برنج در خاک‌های خشک نیز ریشه‌های عمیق‌تری برای جذب آب کافی ایجاد کند.
ذرت:
با توجه به حساسیت ذرت به خشکی در مراحل کلیدی رشد، مهندسی ژنتیک بر روی ژن‌هایی متمرکز شده که به ذرت کمک می‌کنند تا در برابر تنش آبی مقاومت بیشتری داشته باشد و عملکرد آن به شدت کاهش نیابد.
ارقام جدید ذرت تراریخته (GMO) با مقاومت به خشکی در مقیاس تجاری در بسیاری از کشورها کشت می‌شوند.
سیب‌زمینی:
اصلاحات ژنتیکی در سیب‌زمینی بر بهبود کارایی مصرف آب و کاهش افت عملکرد در شرایط خشکی تمرکز دارند.
تحقیقات در حال انجام، به دنبال توسعه ارقامی است که بتوانند در برابر تنش‌های محیطی مقاومت کنند و در عین حال کیفیت و اندازه محصول را حفظ نمایند.
به طور خلاصه، اصلاح ژنتیکی با هدف افزایش مقاومت به خشکی، ابزاری حیاتی برای تضمین امنیت غذایی در آینده است. این فناوری به کشاورزان امکان می‌دهد تا با شرایط متغیر اقلیمی سازگار شوند و با منابع آب محدود، تولید پایدارتری داشته باشند.
