حفظ آینده‌ شکلات با بهبود ژنوم گیاه کاکائو

منتشر شده در جمعه, 04 بهمن 1398 08:12

به‌علت تغییرات آب‌ و‌ هوایی و عفونت‌های قارچی، تولید شکلات با خطر جدی مواجه شده است و محققین مؤسسه‌ بیوتکنولوژی HudsonAlpha روش جدیدی را برای نجات آن ارائه داده‌اند. مردم جهان در سال گذشته حدود ۷.۷ میلیون تن شکلات مصرف کرده‌اند. برای تولید شکلات از دانه‌های کاکائو استفاده می‌شود.

میلیون‌ها نفر از کشاورزان در غرب آفریقا، جنوب آسیا و امریکای لاتین فشار زیادی را به سبب عوامل محیطی که گیاه کاکائو را تهدید می‌کند احساس می‌کنند. در سال ۲۰۱۷ نیویورک تایمز با تیتر “نبرد برای نجات محبوب‌ترین طعم جهان” نسبت به این وقایع واکنش نشان داد.

کاکائو فقط در دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد و در ناحیه‌ استوا قادر است رشد کند. مطالعات جهانی نشان می‌دهد که تغییرات آب و هوایی موحب محدود شدن شدید مکان‌هایی که امکان کشت وجود دارد شده است. به‌علاوه افزایش دما و کاهش رطوبت در مناطقی که در حال حاضر این گیاه کشت می‌شود باعث شده است تا برای رشد بهتر و تولید محصول، پرورش در ارتفاعات انجام شود.

گیاه کاکائو در مقابل بیماری‌های قارچی نیز آسیب‌پذیر است. از جمله این بیماری‌ها می‌توان به آتشک (blight) اشاره کرد. این بیماری که بسیار تهدیدآمیز است شامل فساد غلاف یخ‌زده، غلاف سیاه و ویروس جوانه‌ متورم می‌باشد. یکی دیگر از نگرانی‌ها گسترش عامل ویروسی آتشک به سایر نواحی و درگیر کردن بقیه محصولات تولید شده است که موجب مضرات بی‌شماری خواهد شد.

محققین مؤسسه‌ HudsonAlpha، ژنوم مرجعی برای گیاه کاکائو طراحی کرده‌اند. این توالی‌ها نسبت به نمونه‌ اولیه‌ خود که در سال ۲۰۱۰ تکمیل شده بود به‌روز شده‌اند. در تولید این ژنوم از توالی‌های خوانش بلند استفاده شده است. ژنوم‌ مرجع همه‌کاره موجب بهبود تسریع تولید محصول می‌شود.

یک ژنوم مرجع به شما این امکان را می‌دهد تا بخش‌هایی از ژنوم که می‌خواهید به نسل بعدی گیاهان منتقل شوند را انتخاب کنید؛ مثلاً ژن‌هایی که تحمل خشکسالی دارند، ژن‌هایی که موجب افزایش محصول می‌شوند یا آن‌هایی که گیاه را به یک نوع بیماری مقاوم می‌کنند. به همین طریق محققان می‌توانند نسل مورد نظر خود را که صفات انتخابی را حمل می‌کند مشخص کنند.

روش کشت انتخابی برای ترویج صفات برتر، قرن‌هاست که توسط کشاورزان انجام می‌شود‌. دو گونه که صفات خوبی دارند با هم آمیزش داده می‌شوند و نسل اولی که صفات مناسب دارد برای آمیزش‌های بعدی استفاده می‌شود و بدین ترتیب آن صفات برتر در طی نسل‌ها منتقل می‌شود. اما این روش بسیار زمان‌بر است. برای مثال تولید محصول در گیاه کاکائو حداقل پنج سال طول می‌کشد.

بیشتر درختان کاکائو دنیا از یک کلنی در سال ۱۹۴۰ منشأ می‌گیرند. به همین سبب اگر بیماری در میان گروهی از درختان شایع شود، چون همه ضعف‌های ژنتیکی یکسانی دارند و هیچ‌گونه ژن مقاومی ندارند همگی تحت تأثیر قرار می‌گیرند.

با استفاده از این ژنوم مرجع جدید، محققان قادر خواهند بود که با سرعت بیشتری در زمینه دورگه‌زایی و هیبریداسیون فعالیت کنند. این بدین معنی است که صفاتی مانند تحمل به خشکسالی و مقاومت نسبت به بیماری‌ها با کارآیی بیشتری ترویج داده می‌شوند. اکنون دانشمندان و کشاورزان ابزار کامل‌تری برای تولید محصولات بهبودیافته‌تری از کاکائو در اختیار دارند.

مجله زیست فن

• زیست‌فناوری