تفرض تركيزات الأوزون المتزايدة في طبقة التروبوسفير تحديًا متناميًا أمام إنتاج المحاصيل في عديد من البلدان الآسيوية مثل بنغلاديش، إذ يعد الأوزون من الملوثات الهوائية التي تلحق أضرارًا مباشرة بأنسجة النبات وتضعف قدرته على النمو وإكمال دورة حياته الإنتاجية، ومن هنا تبرز الحاجة الماسة إلى تطوير أصناف من الأرز أكثر تحملًا لهذا الإجهاد البيئي، حتى يستمر إنتاج هذا المحصول الغذائي الرئيس الذي تعتمد عليه شعوب واسعة في غذائها اليومي في ظل ظروف بيئية متغيرة، وتزداد خطورة هذا التهديد مع اتساع النشاطات البشرية المولدة للملوثات في المناطق الزراعية، حيث تتداخل مصادر الانبعاثات مع مواسم نمو المحاصيل الحساسة فتتضاعف الخسائر المحتملة في الغلة والجودة
وفي هذا السياق يتناول البحث الحالي دور أليل جيني مهم يعرف باسم أوس أوراب 1 في تنظيم استجابة النبات لإجهاد الأوزون، إذ يرتبط مستوى التعبير عن هذا الجين بحجم الضرر الذي يسببه الأوزون للنبات، ويفحص البحث كيفية اختلاف هذه الاستجابة بين أصناف الأرز عند معاملتها بمركب الإيثيلين ثنائي اليوريا، وهو مركب واقٍ مضاد للأوزون يستخدم في بحوث النبات، وذلك في ظل ظروف الأوزون المحيط الطبيعية
أولًا: أهداف الدراسة ومنهجيتها
هدفت الدراسة إلى كشف الفروق الجينية بين نمطين من أصناف الأرز هما نمط كاسالاث ونمط نيبونبار في استجابتهما لمعاملة الإيثيلين ثنائي اليوريا، ولا سيما ما يتصل بالتعبير عن الجين المنظم لاستجابة الأوزون وبمؤشرات النمو والمحصول، وقد أجريت التجربة خلال موسم الري لعام 2022 بزراعة عشرين صنفًا من الأرز وفق تصميم القطع المنشقة، بمعاملة قدرها 300 جزء في المليون من المركب الواقي وبغير معاملة، وجمع الباحثون الحمض النووي الجينومي في مرحلة النمو الخضري للتمييز بين أصناف النمطين، ثم استخلصوا الحمض النووي الريبي من عشرة أصناف مختارة في مرحلة الإزهار لإجراء تحليل التعبير الجيني، ويتيح تصميم القطع المنشقة مقارنة أثر المعاملة داخل الأصناف وبينها بدقة، كما يتيح قياس التعبير الجيني في مرحلة الإزهار رصد الاستجابة الجينية في طور حاسم من أطوار تكوين المحصول
ثانيًا: أبرز النتائج
1. أظهرت النتائج استجابات جينية متمايزة بوضوح بين النمطين، فقد سجلت أصناف نمط نيبونبار زيادات دالة في التعبير عن الجين المدروس ودرجات أعلى من اسمرار الأوراق في غياب الحماية بالمركب الواقي، وهو ما يعكس حساسيتها الأكبر لأذى الأوزون وتأثر أنسجتها به
2. أبدت أصناف نمط كاسالاث في المقابل استجابات أقل وضوحًا، ويعزى ذلك إلى ما تتمتع به من تحمل ذاتي أصيل لإجهاد الأوزون يجعلها أقل تأثرًا بالظروف المحيطة وأقل اعتمادًا على الحماية الخارجية في الحفاظ على نموها
3. تباينت آثار المعاملة بالمركب الواقي بين النمطين في مؤشرات المحصول، إذ استجابت أصناف نمط كاسالاث بصورة ملحوظة في مؤشري الأشطاء غير الفعالة ومحصول القش، بينما أظهرت أصناف نمط نيبونبار تغيرات دالة في الحبوب غير الممتلئة ومحصول الحبوب
4. لوحظت فروق بين الأصناف في كيفية تأثير المعاملة بالمركب الواقي في مؤشرات الانعكاسية، بما يشير إلى تباين الطرائق التي تخفف بها الأصناف المختلفة من إجهاد الأوزون وتتكيف بها مع آثاره
ثالثًا: دلالات الدراسة وتطبيقاتها
تؤكد هذه النتائج أن استجابة أصناف الأرز للمركبات الواقية من الأوزون ليست موحدة، بل تتشكل بتفاعل معقد بين العوامل الوراثية والظروف البيئية والمعاملة المطبقة، وهو ما يعني أن اختيار الصنف الملائم شرط أساس لنجاح أي استراتيجية حماية، فالأصناف ذات التحمل الذاتي قد تحتاج إلى تدخلات أقل، بينما تستفيد الأصناف الحساسة من الحماية بدرجة أكبر في مكونات محصولها، وتفتح هذه المعرفة الباب أمام برامج تربية النبات التي تستهدف تعزيز التحمل الوراثي ونقله إلى الأصناف التجارية عالية الإنتاج، وتمنح فروق مؤشرات الانعكاسية بين الأصناف الباحثين مؤشرًا قابلًا للرصد يعينهم على تتبع استجابة النبات وفرز الأصناف المتحملة في الحقل
وخلاصة القول إن الدراسة تقدم دليلًا على أن الفروق الوراثية بين أصناف الأرز تحدد مدى استفادتها من الحماية ضد الأوزون، وتوصي بمواصلة البحث في الآليات الوراثية الكامنة وراء هذه الاستجابات المتباينة، ولا سيما الدور الذي يؤديه الجين المنظم لاستجابة الأوزون، بما يمهد لتطوير أصناف أقدر على مواجهة هذا التهديد البيئي المتصاعد وضمان استدامة إنتاج الأرز
