وفي السنوات الأخيرة، تحولت تكنولوجيا تحرير الجينات في إطار مبادرة " CRISPR " إلى البحوث الزراعية، وفتح سبل جديدة لتطوير المحاصيل التي يمكن أن تقاوم الأمراض المدمرة، ومن بين هذه المحاصيل، فإن المواد الطماطم التي تستخدم في المواد الغذائية على نطاق عالمي، تشكل في مقدمة الجهود العلمية الرامية إلى تعزيز مقاومة الأمراض، وكثيرا ما يستغرق توليد المواد التقليدية من أجل إنتاج أصناف مقاومة، ولكن الباحثين في مجال المبيدات الكيميائية، إيجاد حلول مشتركة.

Understanding CRISPR-Cas9 Technology

(النظام المتطور) الذي يُعدّ نظاماً دفاعياً مُحدّداً، أو يُدخل نظاماً مُشوّقاً، أو يُدخل في خلية مُوجّهة، أو يُدخل مُوجّهات مُوجّهة، أو يُدخل نظام (النا) مُوجّهات مُشوّهة،

وبالمقارنة مع أساليب التكاثر التقليدية التي تعتمد على الطفرات العشوائية أو التكتل وتستغرق أجيال كثيرة، فإن برنامج " CRISPR " يتسم بالكفاءة بشكل ملحوظ، ويمكن أن يحقق تعديلات محددة الهدف في جيل واحد، عادة في غضون سنة من السنة بالنسبة للطماطم، كما أن هذه السرعة والدقيق تقلل أيضاً من خطر إدخال صفائح غير مرغوب فيها - مشكلة مشتركة في التهجين التقليدي.

أمراض الطماطم الرئيسية التي تستهدفها مؤسسة CRISPR

فالطماطم قابلة للتأثر بمجموعة واسعة من المسببات البكتيرية والفطرية والمسببة لخسائر كبيرة في المحاصيل في جميع أنحاء العالم، ويتجه الباحثون بشكل متزايد إلى مركز البحوث والبحوث الاجتماعية من أجل حفز المقاومة ضد هذه التهديدات دون الاعتماد على العلاجات الكيميائية، ويقلون عن ذلك بعض الأمراض الأكثر بروزا التي يجري التصدي لها من خلال تحرير الجينات.

الويل البكتيري

Bacterial wibterium [FLT] triggers bi-Fway]

أواخر الرحلة

LFT Llight, caused by the oomycete [FLT:] Phytophthora infestant infe2s[FLT:]

Fusarium Wilt

Insarium wilt, caused by the fungus Fusarium oxysporum[FLT:] sp.[FLT successfully:

الأمراض الفيروسية

(أ) فيروس " توماتو " (TLCV) الذي تنقله الأنفاق البيضاء، هو أحد أكثر الأمراض الفيروسية تضرراً في الطماطم، مما أدى إلى معالجة الورق وتخفيض العائدات الشديدة.

أجهزة البحث الرئيسية في طماطم مُعدة

وبالإضافة إلى استهدافها لأمراض محددة، تبين عدة دراسات تاريخية إمكانات مركز البحوث المتعلقة بالأوبئة في علم الوراثة بالطما، وفي عام 2017، استخدم الباحثون في جامعة جونز هوبكينز (CRISPR) لضرب جينات DMR6، كما ذكر آنفاً، تحقيق مقاومة واسعة النطاق.

وجاءت علامة بارزة أخرى في عام 2019 عندما استخدم علماء من جامعة غوتينغن وجامعة كاليفورنيا، بيركلي، نظام CRISPR إلى تكاثر سريع لأنواع الطماط البرية () الوبائيات السوفينية ) وذلك بتحرير حفنة من الجينات التي تتحكم في حجم الفواكه، وشكله، وتهزه.

وفي الآونة الأخيرة، نشر فريق من الأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية دراسة في عام 2023، في ]Nature Biotechnology] تصف نظاماً متعدد المقاييس للتجمعات، يحرر في الوقت نفسه خمسة جينات مختلفة في الطماطم، ويخلق نباتات ذات مقاومة متبادلة للمسحوقات الأمامية.

استحقاقات ما بعد مقاومة الأمراض

وتمتد مزايا الطماطم المقاومة للأمراض التي تُعدها المؤسسة إلى أبعد من الميدان، أولاً، إن خفض الاعتماد على مبيدات الآفات الكيميائية له فوائد بيئية مباشرة: انخفاض المواد الكيميائية الزراعية في التربة والمياه، وانخفاض الضرر الذي يلحق بالكائنات غير المستهدفة مثل الملوثات، وانخفاض انبعاثات الكربون من الإنتاج والتطبيق الكيميائيين، وثانياً، بالنسبة للمزارعين، فإن أسعار المواد المبيدات الحشرية المقاومة للأمراض تعني أكثر استقراراً وتدنياً في التكاليف.

كما أن " CRISPR " يستخدم لتحسين سمات هامة أخرى في آن واحد، فعلى سبيل المثال، حرر " SlALMT9 " (FLT:1]) من خلال زيادة محتوى غال الفواكه، وتعزيز النكهة والحماة، مما يدل على أن جينات (العمليات التراكمية) يمكن أن تعدل المصانع

رأس المال التنظيمي والتجاري

وتختلف مسارات المعمل إلى السوق بالنسبة للمحاصيل التي حررها مشروع " CRISPR " اختلافا كبيرا حسب البلد، وقد أشارت وزارة الزراعة في الولايات المتحدة إلى أنها لن تنظم النباتات التي تُحرر من الجينوم والتي لا تحتوي على حمض نووي أجنبي من آفات النباتات، مع إعفاء معظم الطماطم التي تستخدمها المبادرة من الأنظمة الصارمة المطبقة على الكائنات الحية المعدلة جينيا (GMOs) في اليابان، وهي أُطر مُعتمدة.

وعلى النقيض من ذلك، حكمت محكمة العدل للاتحاد الأوروبي في عام 2018 بأن الكائنات التي حصلت عليها تقنيات جديدة للتحول، بما في ذلك برنامج البحوث الاجتماعية، تندرج تحت توجيه المنظمة العالمية للأرصاد الجوية، مما يتطلب تقييماً طويلاً للمخاطر ووضع علامات عليها، مما أدى إلى ثني الاستثمار في المحاصيل التي حررها المعهد في أوروبا، رغم أن المناقشات لا تزال جارية بشأن إعادة النظر في اللائحة.

ومن الناحية التجارية، فإن أول منتج غذائي محرر من قبل مؤسسة CRISPR - وهو الطماطم العالي التي أطلقتها شركة Satech Seed في اليابان في عام 2021، وهو منتج من المواد الغذائية الأساسية، وهو منتج من أقل الشركات التي ترعاها جامعة تسوكوبا، ومنذ ذلك الحين، جلبت مزارعون غير مكتظين بالنمو وحاملي الصويا عالية الصدر إلى الأسواق، ولكن لا تزال الطماطم قائمة في معظم المناطق(6).

التحديات والحدود

وعلى الرغم من وعدها بأن تكنولوجيا " غرينتش " ليست بدون تحديات، فالتعديلات غير المستهدفة التي أدخلت على أجزاء أخرى من الجينوم هي موضع اهتمام، وإن كانت التحسينات في تصميم نظام الحسابات القومية وأسعار الصرف العالية القيمة قد قلصت كثيرا من تواترها، فالغموض التنظيمي، ولا سيما في أوروبا، يعوق الاستثمار والتسويق، كما أن التصور العام يؤدي دورا: في حين تبين الدراسات الاستقصائية أن المستهلكين في أمريكا الشمالية واليابان يتقبلون محاصيلهم.

وثمة قيد آخر هو أن المقاومة يمكن التغلب عليها أحياناً من خلال مسببات الأمراض المتطورة، وكما هو الحال بالنسبة لجينات المقاومة التقليدية، فإن المقاومة التي يثق بها مركز البحوث الاجتماعية قد تكون فعالة فقط ضد بعض الإجهادات أو لفترة محدودة، كما أن وضع آليات مقاومة متعددة، كما هو الحال في التحرير المتعدد الأطراف، يمكن أن يخفف من هذا الخطر، ولكن سباق التسلح بين المحاصيل والمسببات المرضية مستمر، كما أن الملكية الفكرية تشكل عائقاً:

وأخيراً، يتطلب ترجمة النجاحات المختبرية إلى ظروف ميدانية إجراء محاكمات دقيقة متعددة البيئة لضمان استقرار السمات المحررة وعدم التأثير سلباً على غلة أو نوعية الفواكه، فالتحوّل إلى المادة 6 ، على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي إلى عقوبة نمو طفيفة في بعض الخلفيات، وإن كان يمكن التقليل من ذلك باختيار برامج أبوية مناسبة.

التوقعات المستقبلية

ومن المرجح أن يشهد العقد القادم انتشاراً في أنواع الطماطم التي حررها معهد بحوث الأمراض النفسية والاجتماعية والمتمثلة في الضغوط المحلية على الأمراض وأفضليات السوق، كما أن الباحثين يستكشفون تقنيات تحرير أحدث، مثل تحرير القاعدة وتحرير البذور، مما يتيح تغيير النويدات دون انقطاعات مزدوجة، مما يتيح مزيداً من الدقة والسلامة.

التعاون الدولي، مثل تلك الممولة من ] Food and Agriculture Organization (FAO) ] ، تعمل على إتاحة أدوات البرنامج الشامل لتنمية المجتمعات المحلية في البلدان النامية، حيث تكون أمراض الطماطم أشد حدة، والهدف هو إضفاء الطابع الديمقراطي على إمكانية حصول المزارعين على تكنولوجيا التلقيح الجيني التي تعود بالنفع على آسيا.

خاتمة

إن تحرير الجينات في إطار مبادرة " سي بي آر " قد فتح مجالاً جديداً قوياً لإيجاد أنواع الطماطم المقاومة للأمراض، وبإختلال جينات القابلية للتأثر أو تعزيز الاستجابات المناعية، فإن الباحثين قد طوروا طماً يمكن أن يتحملوا التقدم البكتيري، والضوء المتأخر، وشعرات الصخرة، والإصابة بالفيروسات التي تسبب بشكل جماعي خسائر تقليدية.