القاهرة – النخبة:
بقلم محمد السيد علي
نجح فريق بحثي مصري في إنشاء قاعدة بيانات هي الأولى من نوعها في العالم، للواسمات الجزيئية نخيل التمر/ البلح، والتى عن طريقها يسهل تحديد الصفات والسمات المختلفة والمميزة لأشجاره، ما يمكِّن الباحثين والمزارعين من تسريع برامج التربية وتسهيلها، وتحسين أنواع ثماره (التمر) بتكاليف أقل.
وفاز هذا البحث الذي نُشر في دورية (بلوس ون)، بجائزة أفضل بحث لتطوير زراعات النخيل وتقنيات التمور، ضمن قائمة «جائزة خليفة الدولية لنخيل التمر والابتكار الزراعي»، في المهرجان الثالث للتمور المصرية، الذي عُقد بواحة سيوة المصرية في المدة 15-18 نوفمبر 2017.
تحتوي قاعدة البيانات، على 3.6 ملايين من الواسمات الجزيئية التي تستهدف التتابعات المكررة البسيطة (SSR)، وكذلك الاختلافات التى تحدث على مستوى نيوكلوتيدة واحدة (SNPs)، جرى الحصول عليها باستخدام المعلوماتية الأحيائية لتحليل النسخة الثالثة لتسلسل جينوم نخيل التمر، والتي يمكن من خلالها تحديد الاختلافات على مستوى الجينات وتحديد المسارات الحيوية له، وكذلك تحديد البصمة الوراثية أو “الباركود” لأصناف النخيل، ما يجعلها العامل الأساسي لنجاح برامج تربيته وتحسينه، وذلك لإكساب النخيل جميع الصفات المميزة له، كشكل ونوع، ومن حيث حجم الثمار، وكذلك مقاومته للآفات والظروف المناخية المختلفة.
ويتألف الفريق البحثي الذي أجرى هذه الدراسة من الدكتور مراد مختار مختار، الباحث بقسم بحوث الخرائط الوراثية بمعهد بحوث الهندسة الوراثية الزراعية بمركز البحوث الزراعية في مصر، والدكتور سامي سعيد عدوي، رئيس بحوث الوراثة في المركز، والدكتور صلاح الدين سيد العسال، أستاذ الوراثة بكلية الزراعة جامعة القاهرة، والدكتورة ابتسام حسين علي، أستاذ الوراثة بكلية الزراعة جامعة القاهرة.
اختبار 6 أصناف
وللتحقُّق من نتائج الدراسة، استخدم الباحثون نوعين من الاختبارات للتأكد من كفاءة هذه الواسمات الجزيئية الخاصة بتسلسل جينوم نخيل التمر، أولهما باستخدام برامج الحاسب الآلي (المعلوماتية الأحيائية) إذ اختبر الباحثون 1,031 من الواسمات الجزيئية التي جرى وضعها داخل قاعدة البيانات على التسلسل الجينومي الخاص به، والثاني عن طريق الاختبارات المعملية؛ إذ تم إجراؤها على 6 أصناف من نخيل التمر المزروعة فى مصر، هي: زغلول، وحياني، وسماني، وسيوي، وبرتومودا، وبارحي.
وأظهرت نتائج كلٍّ من الاختبارات المعملية والمعلوماتية الأحيائية، كفاءة الواسمات الجزيئية التي جرى إنشاء قاعدة البيانات لها في رصد وتحديد الاختلافات والصفات المميزة لنخيل التمر على مستوى المادة الوراثية (DNA).
وفي حديث لـ”للعلم”، قال عضو فريق البحث، مراد مختار: إن قاعدة البيانات هذه تُعَد الأولى من نوعها في العالم، التي تحتوي على الواسمات الجزيئية التى تحدد الصفات والسمات المختلفة والمميزة لنخيل التمر، وهي متاحة لجميع الباحثين ومزارعي النخيل فى العالم مجانًا، من هنا.
وأشار مختار إلى أنه يجري الآن تطويرها لتحوي جميع المعلومات التى يمكن أن يحتاجها مربو ومزارعو نخيل التمر.
يخطط الفريق البحثي لإتاحة جميع البيانات باللغة العربية قريبًا، إذ إنها الآن متاحة باللغة الإنجليزية فقط.
من جانبه، وصف حسام عبد المقصود -رئيس قسم الموارد الوراثية للحاصلات البستانية بالبنك القومي للجينات، التابع لوزارة الزراعة المصرية- قاعدة البيانات بأنها أول توثيق معلوماتي للنخيل والأصناف المحلية، ما يسهم في حفظ التنوع الجيني المصري لأصناف نخيل التمر من النهب أو السرقة.
وفي حديث لـ”للعلم” أضاف عبد المقصود أن قاعدة البيانات توفر العديد من المعلومات عن التنوع البيولوجي داخل الأصناف المحلية، مقارنةً بالأصناف الأخرى.
اختصار وقت برامج التربية
وبشكل مبسط، شرح مختار كيف توفر تلك القاعدة الوقت والجهد والتكاليف على مربي نخيل التمر ومزارعيه؛ لتحديد الأصناف المميزة التي يحتاجونها، مضيفًا أن المزارعين عادةً كانوا ينتظرون من 4 إلى 5 سنوات، منذ وقت زراعة النخيل، حتى تظهر السمات المميزة للشجرة، مثل جودة الثمرة ولونها وحجمها، ومقاومة النبات للآفات والأمراض والظروف المناخية، وغيرها.
وأضاف أنه في المقابل، وبواسطة هذه القاعدة، يستطيع مزارعو التمر معرفة جميع الخصائص المميزة له، عن طريق أخذ عينة من الحمض النووي من جذع النخلة الصغيرة التي لا يتعدى عمرها 6 أشهر، وتحليلها؛ لرصد جميع السمات التي يحتاجونها.
وأشار إلى أن هذه القاعدة توفر على العاملين في برامج تربية النخيل حوالي 5 سنوات، كانوا سينتظرونها لمعرفة الخصائص المختلفة للنخيل، مع توفير تكاليف النباتات في هذه الفترة، وببساطة لو كان لدى المزارع 100 نخلة صغيرة وأجرى لها هذا التحليل في المعمل، يستطيع استبعاد النباتات التي لا تنطبق عليها المواصفات التي يحتاجها في النخيل مبكرًا، ما سيوفر عليه الوقت والجهد وتكاليف الزراعة، بالإضافة إلى الوصول إلى المحصول المستهدف بأقل التكاليف.
ووفق مختار، فإنه من خلال دراسة وتتبُّع جينوم النخيل، يمكن رصد السمات المميزة له، وأبرزها ما يتعلق بالنبات نفسه، مثل مقاومته للآفات، والظروف المناخية، كدرجات الحرارة المرتفعة أو البرودة، بالإضافة إلى قابلية النبات لتحمل درجة الملوحة في المياه، وندرة المياه والتصحر.
فيما رأى عبد المقصود أنه في ضوء هذه النتائج ، يمكن عن طريق التربية والهندسة الوراثية إنتاج نباتات معدّلة وراثيًّا مقاوِمة للأمراض الفطرية أو البكتيرية أو الفيروسية بعد نقل التتابعات المشفرة الإنزيمية إلى أنواع كثيرة من النخيل الحساس للإصابة، إذ إن لهذه الإنزيمات دورًا مهمًّا في تحفيز الاستجابة الدفاعية للنبات ضد الإصابات الفطرية أو البكتيرية.
مضادات حيوية طبيعية
وأضاف مختار أنه باعتبار أن نخيل التمر أحد مصادر استخلاص المضادات الحيوية الطبيعية، فإن قاعدة البيانات ترصد أيضًا الإنزيمات المسؤولة عن احتواء نخيل التمر على أنواع معينة من المضادات الحيوية الطبيعية، وبذلك يمكن للمزارع معرفة الخصائص المميِّزة للنخيل في وقت مبكرة.
وكانت دراسات علمية سابقة قد رصدت أهمية نوى التمر في صناعة مضادات حيوية طبيعية، تضاف إلى غذاء الدواجن، فتنميها وتقيها الأمراض.
وأضاف أنه على مستوى ثمار التمر، يمكن رصد السمات المميزة لها، كاللون والحجم ونسبة السكر فيها، وهذه السمات يمكن أن تحسِّن من جودة ثمار التمر في مصر والوطن العربي، وتجعلها تنافس في الأسواق العالمية، ما يوفر عملةً صعبةً تسهم في نهضة الاقتصاد الوطني.
فيما قال خالد غانم -أستاذ العلوم البيئية والزراعات العضوية والمستدامة بجامعة الأزهر-: إن فريق البحث نجح بشكل أساسي في تطبيق علم الجينوم والمعلوماتية الحيوية؛ لتعزيز برامج تربية نخيل التمر.
وأضاف في تصريحات لـ”للعلم”، أن الفريق استخدم تقنية البلمرة المتسلسلة، التي عبرها يتم مضاعفة الجزء المهم من الحمض النووي للنبتة مرات عديدة في شكل متسلسل، وفي هذه الدراسة تم الاستفادة منها في تحديد المسارات الحيوية التي تحوي أكثر عدد من الإنزيمات، وخاصة المتعلق بإنتاج المضادات الحيوية الطبيعية، مشيرًا إلى أن النتائج تساعد مربي النخيل في تسريع برامج التربية، وتوفير الوقت والنفقات.
محاولات سابقة
وألقى عبد المقصود الضوء على محاولات عربية سابقة أُجريت في هذا المجال، فقد تم تنفيذ مشروع “موروث” (جينوم) نخيل التمر عام 2008 في السعودية ممثلة في جامعة الملك فيصل، بالتعاون مع الأكاديمية الصينية للعلوم ممثلة في معهد بكين للموروثيات؛ لتحديد خريطة الموروث الجيني لنخيل التمر؛ لتعرُّف خصائص مورثات نخيل التمر ووظائفها بشكل علمي دقيق، وعمل هذا المشروع على تتبُّع وفك الشفرات الوراثية لموروث (تتابع الحمض النووي) في بعض الأصناف الرئيسية لنخيل التمر.
وأضاف أن الفريق أعدّ أول بنك معلوماتي للنخيل وسوسة النخيل الحمراء، وقد سعى المشروع إلى توفير المعلومات الأساسية للتحكم في آفة سوسة النخيل الحمراء وتغطية النقص المعلوماتي في مجال التنوع الوراثي للنخيل في المملكة، إضافةً إلى اكتشاف (الجينات) المحددة للصفات الوراثية للنخيل وتعريفها، وتطويع هذه النتائج لتحسين نوعية الثمار وكميتها، وانتخاب سلالات من النخيل مقاوِمة للعديد من الأمراض.
وأشار عبد المقصود إلى أن دولة الإمارات العربية المتحدة سلكت المسار نفسه في مارس عام 2013، بتوقيع مذكرة تفاهم بين جامعة الإمارات وجامعة نيويورك أبو ظبي؛ لبحث التسلسل الجيني للتمور المحلية، ودراسة السبل العلمية التي تكفل إنتاج تمور ذات معدلات تركيز قليلة للسكريات، من دون الإخلال بالمذاق التقليدي لهذه التمور.
ويرى الفريق أن معرفة الجينوم لنخيل التمر تفيد المزارعين في معرفة جنس النخلة من بداية نموها، إذ يستطيع المزارع زراعة أصناف التمور التي تتناسب مع البيئة ورغبة المنتج، وكذلك معرفة نوعية الجنس (ذكر أو أنثى) دون انتظارها 5 أعوام بعد الزراعة حتى تزهر، كما يحدث في الطرق الزراعية التقليدية.
عن الكاتب:
محمد السيد علي
محمد السيد علي، صحفي مصري، حاصل على دبلوم الصحافة العلمية، من الاتحاد الدولي للصحفيين العلميين – كندا، يركز عمله على قضايا الصحة والبحث العلمي والتنمية
