بینش ژنتیکی جدید ممکن است به پنبه مقاوم در برابر خشکسالی منجر شود.
پنبه در بافت زندگی ما بافته شده است، از تیشرت‌های نرم گرفته تا شلوار جین راحت و ملحفه‌های دنج.
این الیاف نساجی تجدیدپذیر پیشرو در جهان و ستون فقرات یک صنعت جهانی به ارزش میلیاردها دلار است.
با تشدید تغییرات آب و هوایی، کشاورزان پنبه با چالش‌های فزاینده‌ای از خشکسالی و گرما مواجه می‌شوند. با این حال، تحقیقات جدید امیدواری برای توسعه واریته‌های انعطاف‌پذیرتر است که می‌توانند عملکرد بالا را حتی در شرایط تحت تنش آب حفظ کنند.
در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله بیوتکنولوژی گیاهی منتشر شده است، یک تیم بین‌رشته‌ای از محققان چگونگی واکنش گیاهان مختلف پنبه به خشکی را در سطح ژنتیکی بررسی کردند. آن‌ها 22 نوع پنبه را در منطقه کم کویر آریزونا کشت کردند که نیمی از گیاهان را در معرض شرایط خشکسالی قرار دادند. دانشمندان با تجزیه و تحلیل ژن‌ها و ویژگی‌های فیزیکی گیاهان، بینش‌های جالبی را در مورد مکانیسم‌های مقابله با خشکسالی پنبه کشف کردند. آن‌ها دریافتند که دو ژن کلیدی تنظیم کننده، به نام‌های GhHSFA6B-D و GhDREB2A-A، نقش مهمی در کمک به گیاهان پنبه برای مدیریت استرس آب و حفظ تولید فیبر دارند.
این ژن‌ها مانند رهبر ارکستر عمل می‌کنند و فعالیت صدها ژن دیگر را که در پاسخ به خشکسالی و توسعه فیبر دخیل هستند، هماهنگ می‌کنند. دکتر اندرو نلسون، استادیار مؤسسه بویس تامپسون، گفت: “ما از کشف این ارتباط مستقیم بین تحمل استرس و حفظ عملکرد فیبر هیجان زده بودیم.” به نظر می‌رسد که با گذشت زمان، این گیاهان چنین مکانیسم تنظیمی را برای کمک به مقابله با شرایط خشک و در عین حال تولید الیافی که از نظر اقتصادی بسیار مهم هستند، تکامل داده‌اند.
یکی از جالب‌ترین یافته‌ها ژنی به نام GhIPS1-A را شامل می‌شود که آنزیمی را تولید می‌کند که برای سنتز ترکیباتی مهم است که گیاهان را از تنش خشکی محافظت می‌کند. محققان دریافتند که تنها یک نسخه از این ژن که از اجداد آفریقایی گیاه پنبه به ارث رسیده است. این نشان می دهد که توانایی پنبه برای مقابله با خشکسالی ریشه های باستانی قبل از اهلی شدن آن دارد.
جالب‌تر از آن، این تیم یک تنوع ژنتیکی کوچک در نزدیکی ژن GhIPS1-A شناسایی کردند که به نظر می‌رسد بر میزان عملکرد پنبه در شرایط محدود آب تأثیر می‌گذارد. دکتر دوک پائولی، استادیار دانشگاه آریزونا، توضیح داد: ” تفاوت های ژنتیکی کوچک می‌تواند اهداف ارزشمندی برای پرورش دهندگانی باشد که به دنبال توسعه گونه‌های پنبه‌ای انعطاف پذیرترهستند.”
از آنجایی که تغییرات آب و هوایی منجر به خشکسالی های مکرر و شدید در بسیاری از مناطق کشت پنبه می شود، توسعه گونه هایی که بتوانند با آب کمتر رشد کنند بسیار مهم است. این تحقیق بینش‌های ارزشمند و اهداف ژنتیکی را برای هدایت آن تلاش‌های اصلاحی ارائه می‌کند. علاوه بر این، این مطالعه اهمیت حفظ انواع مختلف پنبه را برجسته می‌کند.
دامنه پاسخ‌های خشکسالی مشاهده‌شده در میان 22 نوع بررسی‌شده نشان می‌دهد که تنوع ژنتیکی برای سازگاری محصولات با شرایط متغیر چقدر مهم است. در دنیایی که با چالش‌های زیست‌محیطی فزاینده مواجه است، درک چگونگی واکنش مهم‌ترین گیاهان ما به استرس در سطح مولکولی، حیاتی‌تر از همیشه است. این مطالعه دانش علمی ما را ارتقا می‌دهد و راه را برای کشاورزی انعطاف پذیرتر و پایدارتر در مواجهه با تغییرات آب و هوایی هموار می‌کند.
