باکتری ابرقهرمان؛ عامل افزایش مقاومت گیاهان به تنشهای مختلف

منتشر شده در چهارشنبه, 07 اسفند 1398 10:00

سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد تخمین زده است که تا سال 2050 کشاورزان باید به‌میزان 70%، تولید مواد غذایی را افزایش دهند تا نیازهای جمعیت رو به رشد دنیا را تامین کنند. ۷۰٪ از تولید غذای یکساله جهان نیز به‌دلیل چالش‌های حاصل از تنش‌های زیستی (پاتوژن‌ها، حشرات، علف‌خوارها) و تنش‌های غیرزیستی (خشکی، گرما، سرما) تلف می‌شود. محصولات کشاورزی نیاز به مقاومت بیشتری در برابر تنش دارند اما مهندسی ژنتیک و تکنولوژی‌های اصلاح نباتات زمان‌بر هستند و نمی‌توانند بلافاصله به افرادی که به مواد غذایی بیشتری نیاز دارند، کمک کنند. بنابراین به راه‌حل‌های سریع و ارزان قیمت که برای همه در این سیاره مقرون به صرفه و قابل دسترس باشد، نیاز است.

یک تیم تحقیقاتی با هدف کشف تنوع میکروبیِ گیاهان بیابانی و بررسی توانایی آنها در بهبود پایداری کشاورزی در مناطق خشک و حاشیه‌ای، دریافتند که یک باکتری خاص ژن‌های زیادی دارد که رشد گیاه را در محیط‌های پر تنش افزایش می‌دهد.

Heribert Hirt از محققان این تیم تحقیقاتی می‌گوید ”هدف پروژه ما پیدا کردن باکتری‌هایی است که می‌توانند به مقاوم شدن محصولات در برابر رایج‌ترین تنش‌های غیرزیستی که مسئول ۶۰٪ از اتلاف تولید هستند، کمک کنند.“

محققان این تیم دانه‌رست‌های پنج روزه یک گیاه گل‌دهنده کوچک به‌‌نام Arabidopsis thaliana را با باکتری Enterobacter sp. SA187 تیمار کردند. Enterobacter sp. SA187 یک باکتری اندوفیت است که از گرهک‌های ریشه یک گیاه بومی مناطق بیابانی جدا شده است. سپس تحمل گیاهان به تنش‌های خشکی، گرما و نمک را مورد آزمون قرار دادند. گیاهانی که با SA187 تیمار شدند بهتر از گیاهانی که با باکتری تیمار نشده بودند، رشد کردند. همچنین آنالیزها نشان داد که SA187 می‌تواند با محیط‌های متنوع و سخت سازگاری یابد، در گیاهان ساکن شود و تولید هورمون‌های آنها را تنظیم کند، بنابراین رشد را افزایش دهد و آنزیم‌هایی را تولید کند که از گیاه در برابر باکتری‌ها، حشرات و قارچ‌ها محافظت می‌کند. آنها ژنوم SA187 را با ژنوم باکتری‌های دیگر مقایسه کردند و دریافتند که این باکتری می‌تواند یک جنس جدید متعلق به خانواده باکتریایی Enterobacteriaceae باشد. با این حال، تحقیقات بیشتری لازم است تا وضعیت تاکسونومی آن کاملا مشخص گردد.

مجد سعد، یکی از محققین این تیم، برنامه‌ای را ایجاد کرده است که دانه‌های گیاهی را قبل از کاشت با باکتری‌ها می‌پوشاند. این کار به باکتری‌ها این مزیت رقابتی را می‌دهد که قبل از اینکه بذر گیاه با باکتری‌های دیگر در خاک روبرو شود، بر روی گیاه استقرار یابند.

ترجمه و تلخیص: سارا هجری

به سفارش مرکز جامع اطلاع رسانی زیست فناوری کشاورزی

کارگروه کشاورزی ستاد توسعه زیست فناوری

منبع