قام فريق دولي من الباحثين بإجراء دراسة تحليلية واسعة النطاق لجينوم نبتة السِّتارية (وهو محصول حبوب قديم معروف باسم نبات الدخن). تساهم الدراسة، التي قادها باحثون في الأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية بالتعاون مع علماء من جامعة نيويورك وجامعة نيويورك أبوظبي، في تعزيز فهمنا لتدجين وتطور دخن ذيل الثعلب، فضلاً عن الأساس الجيني للسمات الزراعية المهمة.
ويُعد الدخن أحد أقدم محاصيل الحبوب المهجنة في العالم، حيث بدأت زراعته منذ حوالي 11 ألف عام. كما كان المحصول الرئيسي في الزراعة الصينية قبل إطلاق الممارسات الزراعية التي تعزز الإنتاج، مثل الري واستخدام الأسمدة الكيميائية. ويُجري الدخن عملية التمثيل الضوئي رباعي الكربون، والتي تمثل نموذجاً عالي الكفاءة من التمثيل الضوئي وتساعد على التكيف مع بيئات مختلفة، كما يتميز بغناه بالبروتين وقدرته على تحمل الجفاف والتكاثر في التربة الفقيرة بالعناصر الغذائية.
وقاد فريق البحث في جامعة نيويورك أبوظبي مايكل بوروغانان، البروفيسور الفضي في علم الأحياء بجامعة نيويورك أبوظبي وجامعة نيويورك، والمؤلف المشارك الأول للدراسة، والتي قدمت طرقاً عديدة لتهجين نبتة الدخن لتحسين تكيفها مع تغير المناخ في ورقة بحثية نشرتها مجلة نيتشر جينيتيكس. وحظيت أبحاث بوروغانان بالدعم من خلال منح برنامج بحوث الجينوم من مؤسسة العلوم الوطنية ((IOS-1546218 و2204374) ومؤسسة عائلة زايجر، بالإضافة إلى مركز أبحاث جامعة نيويورك أبوظبي.
ورسم البحث خريطة الجينوم الجامع (وهو المجموعة الكاملة لمورثات الأنواع، من خلال تجميع 110 جينوماً تمثيلياً من عيّنة عالمية مكونة من 1,844 نوع من الدخن. وأجرى الباحثون دراسات وراثية واسعة النطاق شملت 68 خاصية في 22 بيئة مختلفة في 13 موقعاً جغرافياً لكل منها ظروف مناخية مميزة، لتحديد المورثات المحتملة والعلامات الدالة على كيفية تطور الدخن وتحسنه في مواقع جغرافية مختلفة، حيث وجد الباحثون على سبيل المثال أن المورثة SiGW3 تنظم إنتاجية محصول حبوب الدخن.
وتعليقاً على هذا الموضوع، قال بوروغانان: "لعب محصول الدخن دوراً محورياً في العصور الأولى من الحضارة الصينية. ويتميز هذا المحصول بقدرته على تحقيق الأمن الغذائي في ظل تغير المناخ، حيث يستطيع النمو في مجموعة متنوعة من البيئات، بما في ذلك الأراضي القاحلة".
ومن جانبه، قال منظم الدراسة شيانمين دياو، البروفيسور في معهد علوم المحاصيل في الأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية والمؤلف المشارك الأول للدراسة: "تمثل الورقة البحثية إنجازاً مهماً يمهد الطريق لإجراء الدراسات الجينومية المقارنة في المستقبل، مما يساعد على فهم الآليات الجزيئية لعملية التمثيل الضوئي رباعي الكربون. ويقدم علم الجينوم المقارن واسع النطاق ودراسة الارتباط على مستوى الجينوم ودراسات الاصطفاء الجينومي لنبات الدخن، أفكاراً مهمة حول زراعة محاصيل أخرى، فضلاً عن توفير الفرص لاكتشاف المورثات وتحسين تهجين نبات الدخن نفسه، مما يسهم في تعزيز الأمن الغذائي العالمي".