First report of Fusarium nygamai causing pigeon pea wilt across Uttar Pradesh

في حقول ولاية أوتار براديش بالهند، تدور معركة صامتة بين محصول غذائي حيوي وعدو غير مرئي. هذا المحصول هو البازلاء الخضراء (أو البازلاء من نوع "الآرثر" - Pigeonpea)، وهي من البقوليات القوية التي تعد مصدراً حيوياً للبروتين والتغذية لملايين البشر في جميع أنحاء آسيا وأفريقيا. إنه نبات صامد، ومع ذلك يواجه تهديداً مدمراً يُعرف باسم "الذبول". تنتج هذه الحالة عن فطريات تعيش في التربة وتغزو الأوعប المائية الداخلية للنبات. وبمجرد دخولها، تسد هذه الغزاة المجهرية أنابيب نقل المياه، مما يؤدي إلى اصفرار الأوراق، وتلون السيقان باللون الداكن، وانهيار النبات بأكمده. لعقود من الزمن، عرف المزارعون والعلماء أن فطراً معيناً، تم تحديده منذ فترة طويلة باسم Fusarium udum، هو المتسبب الرئيسي وراء هذه الخسائر. ومع ذلك، ظلت القصة الكاملة لما يحدث تحت الأرض غير مكتملة، مما ترك المزارعين دون صورة كاملة للتهديد الذي يواجهونه.

قام فريق من الباحثين من جامعات ومعاهد بحثية في جميع أنحاء الهند بالرحلة لكشف الهوية الحقيقية للفطريات التي تهاجم محاصيل البازلاء في أوتار براديش. سافروا إلى ستة عشر منطقة مختلفة، وجمعوا عينات من النباتات المريضة التي أظهرت العلامات الكلاسيكية للذبول. وفي مختبراتهم، استخلصوا الفطريات بعناية من جذور وسيقان هذه النباتات المحتضرة. ومن التربة والأنسجة المصابة، قاموا بعزل سبعة وتسعين سلالة متميزة من الفطر. ولفهم أي من هذه السلالات كانت الأكثر خطورة، فحص العلماء الأدوات التي تستخدمها الفطريات لتفكيك النبات؛ حيث قاموا بقياس نشاط إنزيمين محددين، يعملان مثل "المقصات الجزيئية"، اللتين تقطعان جدران الخلايا الصلبة للنبات للسماح للفطر بالدخول والتغذية. ووجدوا أنه بينما كانت العديد من السلالات موجودة، أظهرت خمس سلالات فقط قدرة عالية بشكل خاص على إنتاج هذه الإنزيمات المدمرة.

بعد ذلك، وضع الباحثون هذه السلالات الخمس العدوانية قيد الاختبار. قاموا بزراعة بذور البازلاء في بيئات محكومة، بعضها كان معروفاً بمقاومته للأمراض والبعض الآخر كان حساساً للغاية. وعندما أدخلوا الفطريات، كانت النتائج صارخة. أثبتت إحدى السلالات، التي أطلق عليها الفريق اسم Rj، أنها الأكثر تدميراً، حيث تسببت في أعلى معدل إصابة وأشد حالات الذبول في كل من النباتات المقاومة والحساسة. ولتحديد ماهية هذه السلالة المميتة بدقة، لجأ العلماء إلى التحليل الجيني؛ حيث فحصوا الحمض النووي للفطريات، وقارنوا تسلسلات جينية محددة بقاعدة بيانات عالمية. وكشفت النت نتائج اكتشافاً مفاجئاً: لم تكن السلالة الأكثر ضراوة، Rj، هي النوع المتوقع Fusarium udum، بل كانت تنتمي إلى نوع يسمى Fusarium nygamai. كانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تحديد هذا الفطر تحديداً كسبب لذبول البازلاء. وبينما كان Fusarium udum لا يزال موجوداً وضاراً، برز Fusarium nygamai كتهديد جديد وقوي، قادر على التسبب في أعلى مؤشر لشدة المرض بين السلالات المختبرة.

ذهبت الدراسة إلى أبعد من ذلك لمعرفة ما يحدث عندما تهاجم هذه الفطريات المختلفة النبات في وقت واحد. قام الباحثون بتلقيح نباتات البازلاء بـ Fusarium udum وحده، و Fusarium nygamai وحده، ومزيج من كليهما. وكانت النباتات المصابة بالمزيج من الفطرين هي التي واجهت المصير الأسوأ؛ حيث انتشر المرض بشكل أسرع وذبلت النباتات بشكل أكثر شدة مما كانت عليه عندما يعمل كل فطر بمفرده. وهذا يشير إلى أن الممرضين يعملان معاً لجعل المرض أسوأ بكثير، وهي ظاهرة تُعرف باسم "التأثير التآزري". وداخل النباتات المصابة، لاحظ العلماء الضرر الفيزيائي الناجم عن هذا الهجوم؛ حيث تحولت الأنسجة الداخلية للسيقان إلى اللون البني وانهارت، وانغلق مجرى الأوعية الناقلة للمياه بسبب الخيوط الفطرية. هذا الانسداد منع وصول الماء إلى الأوراق، مما أدى إلى الموت السريع للنبات.

كان تأثير هذه العدوى مرئياً أيضاً في كيمياء النبات. أظهرت النباتات المصابة انخفاضاً حاداً في الكلوروفيل، وهو الصبغة الخضراء الضرورية لصنع الغذاء، مما تسبب في بهتان الأوراق وموتها. وفي الوقت نفسه، أنتجت النباتات مستويات أعلى من "البرولين"، وهو مركب تولده النباتات استجابة للإجهاد، وزادت مستويات الجزيئات الضارة المسماة "أنواع الأكسجين التفاعلية"، والتي تشير إلى تلف الخلايا. أظهرت الأصناف المقاومة من البازلاء قدرة على المقاومة، ولكن حتى هي عانت من انخفاض كبير في النمو من حيث الطول، وطول الجذور، وإنتاج البذور عند تعرضها لهذه الفطريات. تؤكد هذه النتائج أن مشهد مرض البازلاء أكثر تعقيداً مما كان يُعتقد سابقاً؛ فالأمر لا يقتصر على فطر واحد يسبب المشكلة، بل هو مزيج من الأنواع، بما في ذلك Fusarium nygamai المكتشف حديثاً، والذي يمكن أن يعمل بمفرده أو بالاشتراك مع أنواع أخرى لتدمير المحاصيل. يوفر هذا الاكتشاف للمزارعين والعلماء فهماً أوضح للعدو، مما يقدم أساساً ضرورياً لتطوير استراتيجيات أفضل لحماية هذا المصدر الغذائي الأساسي.