“التحدث” مع النباتات يمكن أن يساعدها على الاستعداد للهجمات

يتحدث العلماء إلى النباتات من خلال رسائل تعتمد على الضوء لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تحذيرها مسبقًا من المخاطر الوشيكة وتحفيز آليات الدفاع التي يمكن أن تخفف من الضرر. العمل مع نبات التبغ نيكوتيانا بنثامياناوتمكنوا من تنشيط الاستجابة المناعية للنباتات باستخدام الضوء كمحفز في إنجاز يمكن أن يحدث ثورة في علاقتنا بالنباتات.

وقال الدكتور أليكس جونز، المؤلف المشارك في الدراسة: “إذا تمكنا من تحذير النباتات من تفشي مرض وشيك أو هجوم للآفات، فيمكن للنباتات بعد ذلك تنشيط آليات الدفاع الطبيعية الخاصة بها لمنع حدوث أضرار واسعة النطاق”. إفادة.

“يمكننا أيضًا إعلام النباتات حول اقتراب الأحداث المناخية القاسية، مثل موجات الحر أو الجفاف، مما يسمح لها بتعديل أنماط نموها أو الحفاظ على المياه. وهذا يمكن أن يؤدي إلى ممارسات زراعية أكثر كفاءة واستدامة ويقلل الحاجة إلى المواد الكيميائية.

استخدمت الدراسة تقنية جديدة تسمى Highlighter لتنشيط التعبير عن الجين المستهدف في النباتات. تم تصميم الأداة بواسطة بو لارسن، الذي ابتكرها في الأصل لبدائيات النوى – وهي كائنات بسيطة تفتقر خلاياها إلى نواة وعضيات أخرى – ولكنه طورها منذ ذلك الحين لاستخدامها في النباتات.

إن استخدام الضوء لمعالجة عملية جزيئية حيوية مثل تنشيط الجينات يقع ضمن مجال العلوم المعروف باسم علم البصريات الوراثي. يمكنها إما تنشيط أو إلغاء تنشيط عملية مستهدفة، وهي منهجية ملائمة لأنها غير جراحية وغير سامة ولا تكلف الكثير.

كانت المستقبلات الضوئية جزءًا حاسمًا وصعبًا من منهجية التمييز. لقد تم تصميمها للتحكم في العمليات المستهدفة بحيث يتم تشغيلها عند تنشيطها بواسطة المحفز الضوئي، لكن القيام بذلك لم يكن سهلاً لأن النباتات لديها الكثير من المستقبلات الضوئية. بعد كل شيء، الضوء هو كيفية تنسيق النمو والتطور وحتى كيفية تناول الطعام.

بعد ضبط قلم التمييز بنجاح لاستخدامه على نبات التبغ، تمكن الفريق من إثبات أنه يمكن أن يؤثر على مناعة النبات، وكذلك إنتاج الصبغة. ستستمر الأبحاث، لكن الاكتشاف يفتح بالفعل العديد من الأبواب لما يمكن أن يكون ممكنًا الآن من خلال هذا النهج البديل للتحدث مع النباتات.

وأضاف الدكتور جونز: “يعد قلم التمييز خطوة مهمة إلى الأمام في تطوير أدوات علم البصريات الوراثي في ​​النباتات، ويمكن تطبيق التحكم الجيني عالي الدقة فيه لدراسة مجموعة كبيرة من الأسئلة الأساسية في بيولوجيا النبات”.

“إن مجموعة الأدوات المتنامية للنباتات، ذات الخصائص البصرية المتنوعة، تفتح أيضًا فرصًا مثيرة لتحسين المحاصيل. على سبيل المثال، في المستقبل يمكننا استخدام حالة ضوئية واحدة لتحفيز الاستجابة المناعية، ثم حالة ضوئية مختلفة لتوقيت سمة معينة بدقة، مثل الإزهار أو النضج.

ولا يجب أن تكون المحادثة من جانب واحد دائمًا. هل تعلم أن النباتات يمكنها الصراخ؟ نحن فقط لا نستطيع سماعهم.

يتم نشر الدراسة في بلوس علم الأحياء.