العلماء يعززون من مقاومة أشجار الكاكاو للأمراض عبر أداة جينية حديثة

يتم تدمير ما يتراوح بين 20 و30 في المئة من الإنتاج العالمي من حبيبات الكاكاو، التي تستخدم في صنع الشوكولاتة، بسبب أمراض النبات, في كل عام، ويعتقد علماء النبات من جامعة ولاية بنسلفانيا أنهم ربما وجدوا حلًا للدمار الذي تسببه تلك الأمراض, حيث يمكن أن يساعد استخدام أداة تحرير الجينات القوية CRISPR-Cas9 على تكاثر أشجار الكاكاو والتي تظهر سمات مرغوبة مثل المقاومة المعززة للأمراض.

أمراض فطرية حادة تؤثر على المحصول

تنمو شجرة الكاكاو في المناطق الاستوائية وتنتج حبوب الكاكاو التي تعتبر المادة الخام للشوكولاتة, إن الإنتاجية الموثوقة من نباتات الكاكاو أمر ضروري لصناعة الشوكولاتة التي تساوي مليارات من الدولارات لاقتصاديات البلدان المنتجة وسبل عيش لملايين من مزارعي الكاكاو أصحاب الحيازات الصغيرة, وقال الباحث الرئيسي أندرو فيستر، الباحث في علوم النبات بكلية العلوم الزراعية في ولاية بنسلفانيا "في غرب أفريقيا يمكن أن يؤدي تفش أمراض فطرية حادة إلى تدمير جميع ثمار الكاكاو في مزرعة واحدة", وأضاف "ولأن الأمراض هي مشكلة مستمرة للكاكاو، كان تحسين مقاومة الأمراض أولوية للباحثين, ولكن تطور الأنواع المقاومة للأمراض قد تباطأ بسبب الحاجة لمصادر المقاومة الجينية والوقت الطويل لزرع أشجار الكاكاو '.

الأمل في CRISPR   لمقاومة الأمراض:

قدم الباحثون نتائج الدراسة لدى مؤسسة Frontiers غير الربحية والمتخصصة في علم النبات، والتي كان يعتقد أنها أول من أثبت جدوى استخدام تقنية CRISPR "التكرارات العنقودية المتناوبة منتظمة التباعد" لتحسين شجر الكاكاو, وهي طريقة لتعديل جينوم الكائن الحي عن طريق تقديم  قطع من الحمض النووي، وأنزيم كاس9 Cas9، إلى منطقة مستهدفة من الحمض النووي, ويمكن أن يؤدي التغيير الناتج إلى حذف أو استبدال أجزاء معينة من الحمض النووي، وبالتالي تعزيز أو تعطيل بعض السمات, وحدد العمل السابق في الكاكاو جينًا، يُعرف باسم TcNPR3، يعمل على منع الاستجابة للمرض.

أثبت CRISPR  فعاليته في جعل الكاكاو مقاوم للأمراض:

افترض الباحثون أن استخدام هذه التقنية لإسقاط هذا الجين سيؤدي إلى تعزيز مقاومة الأمراض, واختبروا ذلك بإضافة مكونات CRISPR-Cas9 إلى أوراق الكاكاو المنفصلة, ثم قاموا بإصابة الأوراق بمُمْرِض نباتي يحدث بشكل طبيعي، وأظهرت الأوراق مقاومة متدرجة للمرض, وأشارت النتائج إلى أن طفرة في كمية صغيرة فقط من نسخ الجين المستهدف قد تكون كافية لتحريك العمليات، مما يؤدي إلى مقاومة أمراض جهازية في النبات, وقال كبير الباحثين مارك جويلتينان أستاذ البيولوجيا الجزيئية النباتية وزعيم برنامج أبحاث الكاكاو في جامعة بنسلفانيا "مختبرنا طور عدة أدوات لتحسين الكاكاو و CRISPR هي مجرد أداة واحدة", ولكن بالمقارنة مع التكاثر التقليدي والتقنيات الأخرى ، تعمل CRISPR على تسريع العملية وهي أكثر دقة, حيث إنها فعالة بشكل مذهل في استهداف الحمض النووي الذي نريده، وحتى الآن، لم نكتشف أي تأثيرات بعيدة عن الهدف", وقال فيستر ربما يكون هناك الآلاف من الجينات المعنية بمقاومة الأمراض, وأضاف "نريد تقييم أكبر عدد ممكن."

مصدر دخل للكثيرين

الأهداف النهائية لأبحاث الكاكاو في ولاية بنسلفانيا هي المساعدة في رفع مستوى المعيشة لمزارعي الحيازات الصغيرة وتحقيق الاستقرار في إمدادات الكاكاو المهددة من خلال تطوير النباتات التي يمكن أن تصمد أمام الأمراض وتغير المناخ وغير ذلك من التحديات، وذلك وفقًا لما ذكرته المؤلفة المشاركة سيلا ماكسيموفا، وهي عالمة كبير أستاذ البستنة, "لتعزيز الاستدامة، نحتاج إلى نباتات أكثر قوة ومقاومة للأمراض وتنتج حبوبًا أكثر جودة وأفضل."