Identification of Climate-Resilient Desi Chickpea Genotypes

مع تغير مناخ العالم، وما يرافقه من أنماط طقس غير متوقعة في كل ركن من أركان المعمورة، يواجه المزارعون تحديًا متزايدًا: كيف يمكن زراعة الغذاء عندما لا تعود الفصول تسير كما كانت في السابق؟ وبالنسبة للحمص، وهو نوع من البقوليات القوية التي تغذي الملايين، فإن ارتفاع درجات الحرارة وهطول الأمطار غير المنتظم يهددان بتقصير موسم النمو وتجفيف التربة قبل نضج المحصول. ويتمثل أحد الحلول الواعدة في تغيير التقويم نفسه؛ فبدلاً من الزراعة في الربيع، يمكن للمزارعين الزراعة في الخريف. تتيح هذه الاستراتيجية للنباتات أن تؤسس نفسها خلال الأشهر الأكثر برودة ورطوبة، مما يمنحها انطلاقة مبكرة حتى تتمكن من الحصاد قبل وصول حرارة الصيف الحارقة. ومع ذلك، ينطوي هذا النهج على مخاطرة كبيرة؛ فالنباتات التي تُزرع في الخريف يجب أن تنجو من الشتاء، وتتحمل درجات الحرارة المتجمدة التي يمكن أن تقتلها قبل أن تنتج قرناً واحداً. ولجعل الزراعة الخريفية مجدية، يجب على العلماء إيجاد أصناف من الحمص ليست قوية فحسب، بل صامدة خصيصاً ضد البرد، وقادرة على تحمل الظروف تحت الصفر دون أن تموت.

في دراسة حديثة، سعى الباحثون لحل هذا اللغز من خلال البحث في مجموعة ضخمة من بذور الحمص المخزنة في البنك الوطني لجينات النبات في إيران. وقد ركزوا على نوع "الديسي" (desi) من الحمص، وهو نوع يتميز ببذور داكنة وزاوية وطابع نمو شجيري، ويُزرع على نطاق واسع في جنوب آسيا والشرق الأوسط. وبخلاف نوع "الكبولي" (kabuli) الأكثر شيوعاً، لم يتم استنباط حمص "الديسي" على نطاق واسع لتحمل البرد، ومع ذلك اشتبه الباحثون في أن هناك أصنافاً قادرة على البقاء على قيد الحياة خلال شتاء قاسٍ مخبأة داخل آلاف العينات الموجودة في بنك الجينات. ولاختبار ذلك، اختاروا ثمانية وثلاثين نمطاً جينياً متميزاً من نوع "الديسي"، وهي في الأساس خطوط وراثية فريدة، وزرعوها في حقل في مدينة كرج بإيران. وقد صُممت التجربة لمحاكاة الظروف الواقعية التي قد يواجهها المزارع: حيث بُذرت البذور في أوائل نوفمبر، مما سمح للنباتات الصغيرة بالنمو بما يكفي لتصبح عرضة للصقيع الأول في الشتاء.

شهد الموقع الميدني شتويين متتاليين بمستويات متفاوتة من القسوة. في السنة الأولى، واجهت النباتات موسماً قاسياً بشكل خاص مع سبعين يوماً من الصقيع وانخفاض درجات الحرارة إلى ما دون تسع درجات مئوية تحت الصفر. أما السنة الثانية فكانت أكثر اعتدالاً قليلاً، مع ثلاثين يوماً من الصقيع وانخفاض قدره ثماني درجات مئوية تحت الصفر. وطوال هذه المواسم، راقب الباحثون عن كثب أي النباتات نجت وأيها ذبلت. فقد قاموا بعدّ عدد الشتلات التي ظلت قائمة بعد الشتاء، وقياس طول النباتات، وعدّ عدد القرون التي أنتجتها. كما قارنوا هذه النتائج مع صنف معروف بتحمله للبرد يسمى "كاتران" (Katran) وصنف معروف بحساسيته يسمى "ILC533" لتحديد خط أساس للأداء. لم يكن الهدف مجرد العثور على الناجين، بل العثور على الناجين الذين يقدمون أيضاً محصولاً جيداً.

كانت نتائج التجارب الميدانية كاشفة. فبينما عانت العديد من خطوط الحمص أو ماتت خلال الشتاء القارس، برزت ستة عشر سلالة محددة كفائزة بوضوح. لم تنجُ هذه النباتات من درجات الحرارة المتجمدة بنسب نجاح عالية فحسب، بل استمرت أيضاً في إنتاج محاصيل قوية في الربيع. ومن بين أفضل الأداءات كانت الخطوط ذات الرموز مثل 37707، و217240، و218195. وقد أثبتت هذه النباتات أن مجموعة حمص "الديسي" تحتوي على كنز من الإمكانات الجينية لتحمل البرد، مما يدحض الاعتقاد السائد منذ فترة طويلة بأن هذا النوع من الحمص غير مناسب بطبيعته لظروف التجمد. وقد أكدت الدراسة أنه من خلال تغيير تاريخ الزراعة واختيار المادة الوراثية المناسبة، من الممكن زراعة الحمص في الخريف دون خسارة المحصول بسبب موت النبات بفعل الشتاء.

ولضمان أن هذه النتائج لم تكن مجرد مصادفة مرتبطة بظروف جوية محددة، ألقى الباحثون نظرة أعمق على بيولوجيا النباتات في بيئات مختبرية خاضعة للرقابة. فقد أخضعوا شتلات من نفس الخطوط الثمانية والثلاثين لانخفاض مفاجئ في درجة الحرارة إلى عشر درجات مئوية تحت الصفر في المجمد. وراقبوا الضرر الجسدي الذي لحق بالأوراق وقاسوا سلامة أغشية خلايا النبات، والتي تعمل كحواجز واقية. وإذا تضرر غشاء الخلية بسبب البرد، فإنه يتسرب، تماماً مثل الإطار المثقوب. ووجد الباحثون أنه بينما اتفقت نتائج الحقل واختبارات المجمد بشكل عام، إلا أنها لم تتطابق دائماً بشكل مثالي. فبعض النباتات التي نجت في شتاء الحقل أظهرت علامات إجهاد خلوي في المختبر، بينما أظهرت نباتات أخرى التي بدت متضررة في المجمد أداءً جيداً في الحقل. وهذا يشير إلى أن طريقة بقاء النبات على قيد الحياة في شتاء حقيقي هي عملية معقدة وتتضمن ما هو أكثر من مجرد آلية خلوية واحدة؛ إنها استجابة النبات ككل لبيئة متغيرة.

استخدم الباحثون أيضاً طريقة رسومية لتصور العلاقة بين بقاء النباتات وسماتها الأخرى، مثل طول نموها، ووقت نضجها، وعدد الفروع التي تنتجها. ساعد هذا التحليل في تحديد أن بعض الخصائص الجسدية، مثل ارتفاع أول قرن وسعة المظلة النباتية، كانت مرتبطة غالباً بتحمل أفضل للبرد وإنتاجية أعلى. واكتشفوا أن النباتات التي نجت من البرد كانت تميل إلى امتلاك مزايا هيكلية محددة سمحت لها بالازدهار. ومن خلال الجمع بين بيانات الحقل والمجمد والاختبارات الخلوية، تمكن الفريق من تحديد المرشحين الأكثر واعدية لبرامج التربية المستقبلية.

تخلص الدراسة إلى أن الأصول الوراثية لحمص "الديسي" من إيران تعد مورداً قيماً لتطوير محاصيل مقاومة لتغير المناخ. وتوفر الستة عشر سلالة التي حددها هذا البحث أساساً متيناً للمربين لإنشاء أصناف جديدة يمكن زراعتها في الخريف. ويمكن لهذه الأصناف الجديدة أن تساعد المزارعين على تجنب الجفاف النهائي والحرارة الشديدة التي غالباً ما تدمر محاصيل الربيع، مما يؤمن إنتاج الغذاء في عالم يزداد دفئاً. وبينما أن المسار من تحديد نبات مقاوم إلى طرح صنف تجاري جديد هو مسار طويل، فإن هذا العمل يوفر الخطوة الأساسية الأولى: خارطة طريق واضحة لمكان اختباء جينات تحمل البرد وكيفية أدائها عندما تنخفض درجات الحرارة. وتؤكد النتائج أنه باستخدام الأدوات الجينية الصحيحة، يمكن للزراعة أن تتكيف مع تحديات تغير المناخ، وتحول التهديد المحتمل إلى فرصة للنمو.