تقنية كريسبر تمهد الطريق للزراعة الفيتنامية.

إن تطبيق تقنية تحرير الجينات المتقدمة لزيادة محتوى الحديد والزنك في وقت واحد مع تقليل تراكم الكادميوم في حبوب الأرز يفتح نهجًا جديدًا واعدًا لصناعة الأرز في فيتنام.

أظهرت عينات الأرز المعدلة باستخدام تقنية CRISPR/Cas9 زيادة في تراكم الحديد والزنك وانخفاضًا في امتصاص الكادميوم، وفقًا لنتائج التحليل المستقل.

لقد حقق مشروع البحث "تحسين أصناف الأرز من حيث المغذيات الدقيقة باستخدام التكنولوجيا الحيوية"، بقيادة الدكتورة لي كوين ماي وبرعاية كلية العلوم (جامعة فيتنام الوطنية، هانوي)، نتائج مهمة في تحسين محتوى المغذيات الدقيقة في الأرز وتقليل خطر تراكم المعادن الثقيلة الضارة بالصحة.

انطلاقًا من مشكلة نقص المغذيات الدقيقة في الأنظمة الغذائية، وتزايد المخاوف بشأن تلوث المنتجات الزراعية بالكادميوم، اختار فريق البحث نهجًا متطورًا باستخدام تقنية تحرير الجينات CRISPR/Cas9 لزيادة تراكم الحديد والزنك في الحبوب، وتقليل امتصاص الكادميوم، والحفاظ على نمو النبات. وكان هدف المشروع تصميم هياكل تحرير الجينات، وإرساء عمليات التجديد، وإنتاج سلالات محسّنة من الأرز ذات محتوى أعلى من الحديد والزنك، وانخفاض في الكادميوم بنسبة لا تقل عن 10% مقارنةً بالصنف الأصلي.

خلال عملية التنفيذ، نجح فريق البحث في تصميم والتحقق من صحة أربعة تركيبات CRISPR/Cas9 تستهدف جينات ناقلات المعادن OsNRAMP2 وOsNRAMP5 وOsNRAMP7، بالإضافة إلى ناقل pCRISPRa لتنظيم التعبير عن جين OsYSL2 - وهي جينات تلعب دورًا حاسمًا في نقل وتراكم الحديد والزنك والكادميوم في الأرز. وقد طُوّرت عملية تعديل الجينوم وتجديد النبات لتلبية معايير كفاءة نقل الجينات وفعالية الطفرات، مما يسمح بتطبيقها على أصناف مستهدفة ذات قدرة عالية على التجديد. وانطلاقًا من هذا الأساس التقني، أنشأ الفريق أربعة سلالات من الأرز المعدل جينيًا: R7-33.47 وR5-01.59 وR5-04.28 وR5-22.21. وأكدت تحليلات مستقلة في معهد العلوم والتكنولوجيا الزراعية والحرجية بالمنطقة الجبلية الشمالية أن محتوى الحديد والزنك في البذور قد زاد بنسبة 10% على الأقل، بينما انخفض محتوى الكادميوم بنسبة 10% على الأقل مقارنةً بالصنف الأصلي.

إلى جانب نجاح الفريق البحثي في ​​ابتكار سلالات أرز واعدة، فقد أنجز أيضاً مجموعة شاملة من المنتجات العلمية والتقنية، بما في ذلك: تقرير يُقيّم محتوى الحديد والزنك والكادميوم في العديد من أصناف الأرز الشائعة في فيتنام؛ وعملية لتعديل الجينات المرتبطة بالعناصر الغذائية الدقيقة في الأرز. وقد حققت هذه العملية، على وجه التحديد، كفاءة تجديد تزيد عن 10% (محسوبة بناءً على العدد الإجمالي لأنسجة الكالس)، وكفاءة نقل جيني تزيد عن 20% (محسوبة بناءً على العدد الإجمالي للنباتات المُجددة)، وكفاءة تعديل جيني مستهدف تزيد عن 10% (محسوبة بناءً على العدد الإجمالي للنباتات الحاملة للجين المنقول).

الخصائص الجزيئية لسلالة الأرز المعدلة وراثيًا TBR225 T0.

نشر فريق البحث خمس أوراق بحثية دولية، من بينها ورقة في مجلة علوم النبات، وأربع أوراق بحثية محلية؛ كما أنشأ نظام بيانات لتحليل التركيب المعدني، والتعبير الجيني، وتصميم بنية البلازميد لدعم المزيد من الأبحاث. وحقق المشروع أيضًا أهدافه التدريبية، حيث أشرف على ثلاثة طلاب ماجستير وناقشوا أطروحاتهم بنجاح، مما ساهم في بناء كوادر مؤهلة في مجال التقنية الحيوية التطبيقية في الزراعة.

من الناحية العملية، تُبشّر أصناف الأرز الغنية بالحديد والزنك والمنخفضة الكادميوم بفوائد جمّة للأمن الغذائي الوطني، إذ يُعدّ الأرز المصدر الرئيسي للطاقة لمعظم الأسر الفيتنامية. ويساهم انخفاض تراكم الكادميوم في الحبوب في تحسين سلامة الغذاء وتقليل مخاطر التعرّض الغذائي طويل الأمد.

من منظور اقتصادي وتسويقي، ستساهم أصناف الأرز المحسّنة ذات القيمة الغذائية العالية في رفع مكانة الأرز الفيتنامي، وتلبية معايير الجودة الصارمة لأسواق التصدير، والتوافق مع توجهات التنمية الزراعية ذات القيمة العالية. كما حدد فريق البحث الخطوات التالية، وهي إجراء تجارب في مواقع متعددة، وتقييم النمو والإنتاجية، وتقييم السلامة البيولوجية، ونقل المواد لأغراض التربية في المعاهد والجامعات وشركات تربية النباتات.

يُبرهن نجاح هذا المشروع على الإمكانات الهائلة لتقنية تعديل الجينوم في الزراعة الفيتنامية، مما يُرسي أساسًا علميًا متينًا لتطوير أصناف أرز مُحسّنة بالعناصر الغذائية الدقيقة، وأكثر أمانًا، وأعلى قيمة. وفي ظل تزايد الاحتياجات الغذائية ومتطلبات جودة الأرز، لا تقتصر أهمية هذه الإنجازات على الجانب البحثي فحسب، بل تفتح أيضًا آفاقًا واسعة للتطبيق، مما يُسهم في تطوير قطاع زراعي حديث ومستدام وقائم على المعرفة.

هان مينه

المصدر: https://daidoanket.vn/crispr-mo-duong-cho-nong-nghiep-viet-nam.html