بكتريا تحول النباتات العادية إلى نباتات مقاومة لملوحة التربة

نجح الباحثون في إنتاج نباتات قادرة على تحمل التربة المالحة باستخدام البكتريا ، وهي وسيلة محتملة لتغيير قواعد اللعبة للأمن الغذائي العالمي.

هذا أمر رائع ، لأنه في جميع أنحاء العالم مزيج من الممارسات الزراعية المكثفة والجفاف تجعل التربة أكثر ملوحة وغير مناسبة للمحاصيل. هذا الاكتشاف الجديد يمكن أن يعطي النباتات نوعًا من الدروع ضد هذه الظروف المعادية ، ويعزز إنتاج الغذاء.

وجدت الدراسة التي أجرتها جامعة بريغهام يونغ بالولايات المتحدة أن النباتات التي عولجت بنوع معين من البكتيريا يمكن أن تنمو بصحة جيدة في التربة المعالجة بملح بنسبة 1٪ – وهي ظروف قد تقتل أو تقوض بشكل خطير نمو النباتات العادية وغير المعالجة .

ولتحقيق تلك النتائج ، اتخذ الباحثون مقاربة بارعة: لقد لجأوا إلى النباتات المحبة للملح من صحاري ولاية يوتا ، التي تسمى النباتات الملحية ، للحصول على أدلة حول كيفية بقائهم على قيد الحياة. تعج جذور هذه النباتات القصيرة الغريبة بمجتمعات من البكتيريا التي يبدو أنها تمكنها ، بطريقة ما ، من مقاومة الظروف المالحة للتربة الصحراوية. لذلك عزل الباحثون 41 سلالة بكتيرية من جذور ثلاثة أنواع من النباتات الملحية ، ثم قاموا باستزراعها في المختبر حتى يمكن تطبيقها على النباتات العادية.

في هذه الحالة ، اختبروا البكتيريا على البرسيم ، وهو محصول يزرع كعلف للماشية ، ورابع أكبر محصول في الولايات المتحدة. قاموا ‘بتطعيم’ بذور البرسيم بالبكتيريا ، ثم في ظل ظروف المختبر ، وفي بيئة أكثر واقعية لظاهرة الاحتباس الحراري ، راقبوا نمو النباتات في التربة المشبعة بنسبة 1٪ من الملح.

وجدوا أن النباتات غير المعالجة التي نُميت في هذه التربة المالحة نمت لتكون صغيرة ، وذابلة ، وشاحبة. وبالمقارنة ، نمت بذور البرسيم المعالجة في نباتات أعلى كثافة وأكثر كثافة ، مع براعم وجذور أطول – تتطور بشكل أساسي إلى ما يبدو أنه محاصيل منتظمة وصحية ، على الرغم من الظروف المعادية.

هذا الاكتشاف مهم بشكل خاص بالنظر لحجم مناطق التربة المالحة في العالم. هذه المشكلة بارزة بشكل خاص على الأراضي المروية بماء مرتفع الملوحة ، لأن الأملاح الذائبة الموجودة في الماء تتراكم في التربة بمرور الوقت. تتفاقم المشكلة بسبب الجفاف .

في حين أن 15 ٪ فقط من الأراضي الزراعية على كوكب الأرض مروية ، فإن هذه الأرض توفر 40 ٪ من الطعام الذي نأكله. ويقدر أن حوالي نصف تلك التربة المروية تتأثر بالملوحة. لذلك فإن آثار الملوحة السامة تعرض جزء كبير من الإمدادات الغذائية العالمية للخطر – وتخلق مشكلة تحتاج إلى حل سريع.

إن الفكرة القائلة إن البكتيريا التي تتحمل الأملاح يمكنها أن تستوطن وتحمي جذور المحاصيل العادية بنجاح ، هي بدايات حل لهذه المشكلة التي ظلت مستعصية على الحل.

يمكن أن يكون ذلك مفيدًا للمزارعين والبيئة -أيضاً ، حيث يمكّن المزارعين من الاستمرار في النمو اقتصاديًا على قطعة أرض واحدة ، بدلاً من التوسع في موائل عذراء بحثًا عن تربة أكثر صحة وأقل ملوحة كتربة الغابات.

بالفعل ، بدأ الباحثون في اختبار نتائجهم على المحاصيل الغذائية بما في ذلك الأرز والخس. بعد ذلك ، سيتم تعميم التجربة.

يقول الباحثون: ‘مع ما توصلنا إليه ، فإن الأراضي التي فقدت قدرتها على الحفاظ على الحياة النباتية بسبب الملوحة العالية يمكن استخدامها مرة أخرى للمحاصيل’.

مصادر
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2019.01849/full