يتسبب مرض الذبول البكتيري بخسائر عالمية للبطاطس تبلغ قيمتها 19 مليار دولار سنويا. وفي دراسة جديدة نشرت يوم 1 مايو/أيار الحالي في مجلة "أبلايد آند إنفيرومنتال ميكروبيولوجي"، اكتشف باحثون أن الكالسيوم يلعب دورا هاما في تعزيز مقاومة نباتات البطاطس لهذا المرض.
وتفتح نتائج الدراسة آفاقا جديدة لإستراتيجيات الإدارة المتكاملة للأمراض، بما في ذلك إمكانية إدخال تعديلات على الكالسيوم في التربة كجزء من نهج شامل للسيطرة على الذبول البكتيري في البطاطس.
النظام المرضي للبطاطس
وقالت الباحثة الرئيسية للدراسة "ماريا إينيس سيري"، وهي باحثة في قسم العلوم البيولوجية في جامعة الجمهورية في أوروجواي: إن هذا الذبول البكتيري يحدث في عدد من النباتات والمحاصيل الزراعية عندما تتسبب الجراثيم بذبول المحصول أو الثمار.
وتضيف سيري في حديث مع "الجزيرة نت" أن "الفريق البحثي أمضى وقتا طويلا وبذل جهدا كبيرا في دراسة النظام المرضي للبطاطس على مدار سنوات"، وأشارت إلى أن الفريق ركز بشكل أساسي على تطوير أصناف البطاطس المقاومة للذبول البكتيري، وأوضحت أن "الأنظمة المرضية -مثل النظام المرضي للبطاطس- هي أنظمة فرعية من النظم البيئية التي تُعرَّف على وجه التحديد بالتطفل، والطفيلي هو أي نوع يقضي جزءا كبيرا من حياته في البقاء والحصول على العناصر الغذائية من المضيف".
ووفقا للباحثة سيري، فإنه حتى الآن لم تعالَج العلاقة بين "أيونوم" نبات البطاطس -وهو عبارة عن عصارة ذات أوراق لحميّة تنمو في شكل وردة- ومستويات مقاومة الجراثيم المسببة للذبول البكتيري.
وفي الدراسة الجديدة، استعان الباحثون باستخدام أنماط جينية لنبات البطاطس ذات مستويات متباينة من المقاومة للذبول البكتيري. وسمح هذا النهج للفريق بفحص كيفية ربط المستويات المختلفة للمقاومة الطبيعية داخل النباتات بتركيباتها المعدنية.
مكملات الكالسيوم
وقيّم الباحثون المحتوى المعدني في أجزاء مختلفة من نباتات البطاطس، مثل عصارة الخشب والجذور والسيقان والأوراق، مع التركيز على العلاقة بين هذه المعادن -وخاصة الكالسيوم- ومقاومة النباتات للذبول البكتيري. وبعد هذا التقييم المعدني، اكتشف العلماء تأثير الكالسيوم على عدة جوانب تتعلق بضراوة العامل الممرِض، بما في ذلك معدل نموه وقدرته على تكوين الأغشية الحيوية والحركة، وفقا للبيان الصحفي المنشور على موقع "يوريك آلارت".
وأضافت سيري أنهم قيّموا بعد ذلك تأثير الكالسيوم على تعزيز مقاومة النبات من خلال تجارب التلقيح الخاضعة للرقابة، مما يوفر رؤية شاملة لكيفية تعزيز مكملات الكالسيوم لآليات الدفاع في نبات البطاطس ضد الذبول البكتيري. وأسفر التقييم عن اكتشاف وجود علاقة إيجابية بين تركيزات الكالسيوم ومستويات مقاومة الأنماط الجينية للبطاطس للذبول البكتيري.
ووجدوا أيضا أن مكملات الكالسيوم للبطاطس كانت قادرة على تقليل معدل نمو العامل الممرض المسبب للذبول بشكل كبير، كما أثرت سلبا في قدرة العامل الممرض على تكوين الأغشية الحيوية والتحرك، وهو أمر بالغ الأهمية لضراوته وقدرته على التسبب بالمرض.
وقالت الباحثة إن هذه الدراسة هي الأولى التي تستخدم أسلوبا دقيقا لمراقبة نمو مسببات الأمراض وتكوين الأغشية الحيوية في ظل ظروف تحاكي نظام الأوعية الدموية في النبات، "وقدم هذا النهج المبتكر رؤى قيمة عن كيفية إعاقة مكملات الكالسيوم لقدرة العامل الممرض على تكوين الأغشية الحيوية".