الكشف عن تأثير الجفاف على النباتات بتقنيات سهلة الاستخدام وغير مكلفة

يؤدي تغير المناخ إلى تفاقم تأثير الجفاف على جميع النظم البيئية النباتية في جميع أنحاء العالم. على الرغم من تطوير أدوات جديدة لاكتشاف وتقييم إجهاد الجفاف في النباتات - تقنيات النسخ أو التمثيل الغذائي ، وما إلى ذلك - إلا أنها لا تزال صعبة التطبيق في النظم البيئية الطبيعية ، وخاصة في المناطق النائية والبلدان النامية.

الآن ، دراسة نشرت في المجلة الاتجاهات في علم النبات يقدم مجموعة من التقنيات التي تمكن الباحثين من الكشف والمراقبة إجهاد الجفاف في النباتات بطريقة رخيصة وسهلة وسريعة. مؤلفو الدراسة هم الخبيران سيرجي موني بوش وسابينا فيلاادانغوس ، من كلية الأحياء ومعهد أبحاث التنوع البيولوجي (IRBio) بجامعة برشلونة.

محاربة اثر الجفاف على النباتات

التقنيات المتاحة لكشف ورصد آثار جفاف يتراوح الإجهاد في النباتات من إجراءات بسيطة للغاية وغير مكلفة (النمو أو تحليل المحتوى المائي النسبي) إلى مناهج أكثر تعقيدًا وتكلفة (تقنيات omics).

يوضح الأستاذ في جامعة بافالو سيرجي موني بوش ، الأستاذ في قسم علم الأحياء التطوري والبيئة والعلوم البيئية ، أن هذه التقنيات المبتكرة "وفرت فرصًا جديدة لاكتشاف الإجهاد الناتج عن الجفاف ومراقبته ، لكن تكلفتها تولد عدم المساواة في جميع أنحاء العالم".

"لسوء الحظ ، يتأثر العالم بأسره اليوم بنقص الموارد المائية ، لا سيما في سياق التيار تغير المناخ نمر بها. ولسوء الحظ ، فإن البلدان ذات الموارد الاقتصادية الأقل ليست استثناء. وينبغي ألا يغيب عن البال أن معظم أفقر البلدان تقع في أفريقيا ، وهي موطن لأكبر المناطق القاحلة وشبه القاحلة في العالم ".

المعامل بالمعدات الأساسية

تستجيب الدراسة للحاجة إلى إنشاء بروتوكولات فعالة ومنخفضة التكلفة لاكتشاف ودراسة كيفية تأثير الجفاف على النباتات بسهولة. على وجه التحديد ، يقدم المؤلفون مجموعة من التقنيات التي يمكن الوصول إليها بسهولة والتي يمكن تطبيقها باستخدام معدات المختبرات الأساسية: التوازن الدقيق ، المجهر ، الطرد المركزي ، مقياس الطيف الضوئي ، الفرن ، الكاميرا والكمبيوتر.

يمكن لهذه المختبرات تحليل معايير مختلفة على معدلات النمو، ومحتوى ماء الأوراق ، والأصباغ ، وصلاحية الأوراق باستخدام اختبار tetrazolium ، وهو مركب عضوي غير متجانس حلقي يُستخدم تقليديًا في دراسات فسيولوجيا النبات.

يقول موني بوش: "باستخدام هذه المؤشرات ، يمكننا الحصول على صورة كاملة للأنواع التي تتكيف بشكل أفضل مع مناخ معين ، أو كيف يستجيب محصول معين للظروف المتغيرة في منطقة معينة في السياق الحالي لتغير المناخ".

كل هذه الإجراءات سهلة التنفيذ. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تجميع فريق متخصص في وقت قصير جدًا لتطوير الإجراءات بسرعة وكفاءة. ويمكن تنفيذها بتكلفة منخفضة للغاية ، لذا فهي مقاربات قابلة للتطبيق في جميع أنحاء العالم "، كما يقول الباحث.

اختبار التيرازوليوم: العودة الكلاسيكية

في دراسة ثانية في نفس المجلة ، سلط الفريق الضوء على استخدام اختبار التيرازوليوم كأسلوب مفيد وسهل التطبيق لتقييم آثار إجهاد الجفاف على النباتات. "هذا الاختبار لا يسمح لنا فقط باكتشاف ما إذا كانت الخلية أو الأنسجة أو العضو على قيد الحياة أو ميتة ، ولكنه أيضًا مؤشر ممتاز على طول العمر ؛ بمعنى آخر ، إنها أداة علمية تسمح لنا بالتنبؤ بطول عمر النبات. يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل خاص لإدارة التنوع البيولوجي وبرامج الحفظ ، لا سيما في السياق الحالي لتغير المناخ ، "كما يقول الباحث.

يحفز تأثير تغير المناخ البحث في كيفية تكيف النباتات مع الظروف البيئية الجديدة. أكثر من مجرد حافز ، هذه ضرورة. يحتاج البشر إلى التكيف مع تغير المناخ ، وسوف يفعلون ذلك دائمًا بشكل أفضل جنبًا إلى جنب مع الطبيعة ، والتكامل معها. وللقيام بذلك ، من الضروري معرفة النظم البيئية وجميع الكائنات الحية التي تشكل جزءًا منها ، بما في ذلك النباتات "، كما يقول موني بوش.

إن تصميم وتنفيذ الأدوات العلمية عالية الجودة هو تحديد لإنشاء خطط إدارة والحفاظ على التنوع البيولوجي في جميع أنحاء العالم. "تساهم هذه الدراسة في فهم أفضل لاستجابة النباتات للجفاف في سياق تغير المناخ ، بالإضافة إلى أنها يمكن أن تكون مفيدة لبرامج إدارة التنوع البيولوجي" ، كما تشير الباحثة في جامعة بافالو سابينا فييادانغوس.

تسهل الدراسة أيضًا تنفيذ هذه التدابير في جميع أنحاء العالم. ويخلص سيرجي موني بوش إلى أنه "من الضروري أن نضع في اعتبارنا أنه إذا لم تنسق جميع البلدان في مواجهة التغييرات المتوقعة ، فإن آثار التغيير العالمي ستكون مدمرة".