White Paper Bagging Promotes Peel Coloration in ‘Mi Yu’ Passion Fruit by Upregulating Anthocyanin Biosynthetic Genes

تُعد فاكهة الباشن فروت (ثمار الآلام) كرمة استوائية تحظى بتقدير كبير لعصيرها العطري والمعقد، لكن قيمتها التجارية غالباً ما تعتمد على علامة بصرية واحدة: لون قشرتها. وبالنسبة للصنف الهجين المعروف باسم "مي يو" (Mi Yu)، وهو هجين بين الباشن فروت الأرجواني والأصفر، فإن القشرة الأرجوانية الداكنة والمتجانسة هي علامة الجودة العالية. ومع ذلك، عندما تنضج هذه الثمار خلال أشهر الصيف الحارة، فإنها غالباً ما تفشل في تطوير هذا اللون المرغوب، حيث تظل صفراء أو تظهر بألوان غير متناسقة. وهذه المشكلة ليست مجرد مسألة تجميلية؛ بل تؤثر بشكل مباشر على السعر الذي يحصل عليه المزارعون والقرارات التي يتخذونها بشأن موعد الحصاد. ويتحدد لون قشرة الفاكهة بواسطة أصباغ تسمى الأنثوسيانين، وهي مركبات قابلة للذوبان في الماء تمنح العديد من الفواكه ظلالها الحمراء والأرجوانية والزرقاء. إن إنتاج هذه الأصباغ عملية بيولوجية مدفوعة بجينات محددة، لكنها أيضاً حساسة للغاية للبيئة؛ فالعوامل مثل الضوء ودرجة الحرارة يمكن أن إما تشجع أو تثبط تكوين هذه الألوان، مما يعني أن نفس الثمرة يمكن أن تبدو مختلفة تماماً اعتماداً على الظروف التي تنمو فيها.

وفي دراسة حديثة، سعى الباحثون لحل مشكلة التلوين الصيفي لفاكهة "مي يو" من خلال اختبار تقنية زراعية بسيطة: تغطية الثمرة بأكياس ورقية. وتعمل هذه الطريقة، المستخدمة منذ زمن طويل لمحاصيل مثل التفاح والعنب، على خلق بيئة صغيرة ومتحكم بها حول الثمرة، مما يحميها من الآفات والرياح مع تغيير الضوء ودرجة الحرارة التي تتعرض لها. أراد الفريق في أكاديمية فوجيان للعلوم الزراعية وجامعة فوجيان للزراعة والغابات معرفة أي نوع من الأكياس، إن وجد، يمكنه إجبار الفاكهة على التحول إلى اللون الأرجواني حتى في حرارة الصيف، والأهم من ذلك، أرادوا فهم الآلية الجزيئية الكامنة وراء ذلك التغيير. قاموا بزراعة كرمات "مي يو" في بستان في مقاطعة فوجيان، وبعد أربعين يوماً من تفتح الأزهار، وضعوا أكياساً ورقية ملونة مختلفة فوق الثمار النامية. وتراوحت هذه الأكياس بين الأبيض والأحمر، وصولاً إلى الأخضر والأزرق والأرجواني، بالإضافة إلى كيس معتم خاص ذي سطح خارجي أصفر وبطن أسود. كما تركوا مجموعة من الثمار غير مغطاة تماماً لتكون بمثابة مجموعة ضابطة.

وعند حصاد الثمار بعد ثمانين يوماً من التزهير، كانت النتائج مذهلة. فالثمار غير المغطاة، وتلك المغطاة بالأكياس الحمراء أو الزرقاء أو الأرجوانية، ظلت في الغالب صفراء أو خضراء، مما أظهر أن هذه المعالجات لم تساعد الثمار على تطوير قشرتها الأرجوانية المميزة. وفي الواقع، بدا أن الأكياس الخضراء شجعت الثمار على البقاء صفراء. ومع ذلك، حكت الثمار المغطاة بأكياس ورقية بيضاء قصة مختلفة؛ فقد طورت لوناً أحمر أرجوانياً نابضاً بالحياة ومتجانساً. وأكدت القياسات أن الثمار المغطاة باللون الأبيض تحتوي على مستويات أعلى بكlu بشكل ملحوظ من الأنثوسيانين والأصباغ ذات الصلة مقارنة بأي مجموعة أخرى. كما تحقق الباحثون في الجودة الداخلية للثمرة، حيث قاسوا محتوى السكر والحموضة ومستويات الفيتامينات. ووجدوا أنه بينما غيرت الأكياس البيضاء لون القشرة بشكل كبير، إلا أنها لم تؤثر سلباً على المذاق أو القيمة الغذائية للثمرة من الداخل؛ فقد ظلت الثمرة حلوة ومغذية، مما يثبت أن هذه الطريقة يمكن أن تحسن المظهر دون التضحية بالجودة.

ولفهم سبب نجاح الأكياس البيضاء بهذا الشكل الجيد، نظر العلماء داخل خلايا قشرة الثمرة لمعرفة أي الجينات كانت نشطة. وحددوا الجينات المحددة المسؤولة عن بناء أصباغ الأنثوسيانين وقاسوا مدى تفعيل أو تعطيل كل جين تحت ظروف التغليف المختلفة. واكتشفوا أن الأكياس الورقية البيضاء حفزت طفرة هائلة في نشاط عدة جينات رئيسية. وتحديداً، فإن الجينات التي تعمل كنقطة انطلاق وللمسات النهائية لإنتاج الصبغة قد تم تفعيلها مئات أو حتى آلاف المرات أكثر من الثمار غير المغطاة. فعلى سبيل المثال، تم تنشيط جين واحد، يساعد في بناء الهيكل الأساسي للصبغة، بقوة تقارب ألف ضعف في الثمار المغطاة باللون الأبيض. ويشير هذا التنشيط المنسق لمسار صنع الصبغة بأكمله إلى أن الكيس الأبيض يخلق بيئة محددة تخبر خلايا الثمرة بأن تدخل في حالة قصوى لإنتاج اللون.

كما قارنت الدراسة هذه النتائج بما يحدث طبيعياً في أصناف أخرى من الباشن فروت؛ حيث نظروا في صنف أرجواني نقي يتحول إلى الأحمر تلقائياً، وصنف أصفر نقي لا يتحول أبداً. ووجدوا أن نفس مجموعة الجينات التي تم شحنها بقوة بواسطة الأكياس البيضاء كانت هي نفسها الجينات النشطة طبيعياً في الصنف الأرجواني أثناء نضجه. وقد أكد ذلك أن الأكيð البيضاء نجحت في محاكاة الظروف الطبيعية المطلوبة للتلون الأرجواني. ومن المثير للاهتمام أن الباحثين وجدوا جيناً واحداً بعينه تصرف بشكل فريد تحت تأثير الأكياس البيضاء؛ فبينما ظل هذا الجين هادئاً نسبياً في الصنف الأرجواني الذي ينضج طبيعياً، تم تفعيله بشكل دراماتيكي بواسطة معالجة الكيس الأبيض. وهذا يشير إلى أن الكيس الأبيض قد يحفز استجابة محددة في خلايا الثمرة تختلف عن عملية النضج الطبيعية، ربما عن طريق تغيير طريقة إدراك الثمرة للضوء أو الحرارة.

وخلص الباحثون إلى أن الكيس الورقي الأبيض يعمل من خلال خلق بيئة دقيقة متوازنة. فخلافاً للأكياس السوداء المعتمة التي تحجب جميع أنواع الضوء أو الأكياس الملونة التي تصفّي أطوالاً موجية محددة، يسمح الكيس الأبيض بمرور كمية معتدلة من الضوء مع الحفاظ على برودة الثمرة مقارنة بما ستكون عليه في شمس الصيف المباشرة. ويبدو أن هذا المزيج من الضوء اللطيف وتقليل الإجهاد الحراري هو المحفز المثالي للثمرة لإنتاج أصباغها الأرجوانية. توفر هذه الدراسة حلاً عملياً للمزارعين، حيث تظهر كيف يمكن لكيس أبيض بسيط أن يضمن الحصول على فاكهة أرجوانية عالية الجودة وقابلة للتسويق حتى خلال موسم الصيف الصعب. وبشكل أوسع، فإنها تقدم نافذة واضحة على كيفية تحكم الظروف البيئية مباشرة في المفاتيح الجينية التي تحدد لون طعامنا، محولةً ثمرة صيفية صفراء إلى ثمرة أرجوانية نابضة بالحياة من خلال الفعل البسيط المتمثل في التغطية.