قد تبدو البطاطا مجرد خضروات بسيطة، لكن يعتمد نموها على عملية تنفس تستهلك كمية كبيرة من الطاقة تزداد تعقيدًا بارتفاع درجات الحرارة في العالم، لذا يعمل الباحثون على تعديل عمليتها وزيادة إنتاجية المحاصيل.

يحتاج الإنزيم روبيسكو، إلى الارتباط بثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التمثيل الضوئي، ولكنّه يلتصق بالأكسجين في حوالي 25% من الوقت، ويُنتج هذا المسار الجانبي والعبثي منتجًا ثانويًّا سامًّا يمثل مشكلة لجودة النمو وكميته (حيث يمكن أن يقلّل من المحاصيل بنسبة تصل إلى 50%)، وغالبًا ما يحفّزه الإجهاد الحراري.

ما الحل إذًا؟

حَقَن باحثون من جامعة إلينوي في إربانا-شامبين في الولايات المتحدة، جينًا في نواة الخلية النباتية، فنَتَج بروتين شقّ طريقه إلى البلاستيدات الخضراء المستخدمة في عملية التمثيل الضوئي وفكّك السم المشتق، فلم تعد البلاستيدات الخضراء بحاجة لإرساله إلى بقية العضيّات، حيث تمكّننا هذه العملية من تجنّب عملية التنفس الضوئي التي تستهلك كمية هائلة من الطاقة، كما تسهم في بناء مسارٍ جديدٍ يُسمّى “إيه بي 3”.

اختبر الباحثون البطاطا المعدّلة وراثيًّا على مدار موسمين زراعيّين في إلينوي وخلال موجة حر شديدة تجاوزت فيها درجات الحرارة 35 درجة مئوية، وتُشير النتائج التي أظهرت زيادة في إنتاج المحاصيل بمقدار الثلث تقريبًا مع الحفاظ على القيمة الغذائية، إلى وجود أمل في مساعدة المحاصيل على التكيّف مع تغيّر المناخ، ويمكن أيضًا توريث هذا التعديل الجيني إلى الجيل القادم.

نُشرت الدراسة في المجلة العلمية “غلوبال تشينج بايولوجي“، المعنيّة بالعلوم الحيوية المتعلّقة بتغيّر المناخ العالمي.