کشفی جدید برای درمان بیماری سبز مرکبات

بیماری سبز مرکبات یا Huanglongbing (HLB) یکی از آفت های شناخته شده در بین مرکبات است که دانشمندان آن را مهم‌ترین بیماری مرکبات می‌دانند زیرا خسارت بسیار شدیدی به باغات وارد کرده به‌طوری که در مواردی جبران ناپذیر است.

به گزارش تکناک، این بیماری اولین بار در سال 2005 در شهرستان میامی داد فلوریدا شناسایی شد. این بیماری از آن زمان در سراسر فلوریدا گسترش یافته است و صنعت مرکبات را در آنجا تهدید می‌کند که نزدیک به 7 میلیارد دلار گردش مالی دارد و بیش از 32000 نفر در این صنعت مشغول به کار هستند. این بیماری تهدیدی برای سایر مناطق کشت مرکبات ایالات متحده از جمله کالیفرنیا، لوئیزیانا و تگزاس است.

در فلوریدا پرتقال‌های شیرین مانند والنسیا، هاملین و میدسویت انواع اصلی مورد استفاده برای تهیه آب پرتقال هستند. با این حال، پرتقال شیرین (Citrus sinensis) بسیار حساس به بیماری HLB است که توسط باکتری Candidatus Liberibacter asiaticus ایجاد می‌شود و توسط حشراتی به نام پسیل مرکبات آسیایی منتقل می‌شود. این بیماری باعث می‌شود درختان مرکبات، غیرمولد شوند و کیفیت میوه کاهش یابد. به عنوان مثال در پرتقال شیرین، میوه درختان بیمار تمایل به سبز ماندن دارد و آب میوه تلخی تولید می‌کند که این امر بازارپسندی آنها را کاهش می‌دهد اما هیچ خطری برای مصرف کننده ندارد. درختان آلوده در حال حاضر قابل درمان نیستند.

01
از 02
تلاش‌های پژوهشی و پیشینه تاریخی

دانشمندان در حال بررسی اقدامات متقابل در چندین جبهه هستند به این امید که با این بیماری مقابله کنند که موجب شده است تولید تقریباً 80 درصد مرکبات غیر نارنگی در ایالات متحده به کمتر از 42 درصد رسیده است. تلاش‌های محققان دانشگاه ARS به‌طور غیرمستقیم در دهه 1960 ریشه دوانید، زمانی که دانشمندان، هیبریدهای مرکبات را با استفاده از یکی از خویشاوندان خود به نام Poncirus trifoliata (پرتقال سه شاخه‌ای مقاوم به سرما) برای تقویت تحمل درختان به سرما ایجاد کردند. شروع اپیدمی HLB بیش از چهار دهه بعد چیز دیگری را نشان داد: به نظر می‌رسید هیبریدها، بیماری جدید را تحمل می‌کنند و همین مسئله باعث شد محققان در تحقیقات فشرده خود درک کنند که چرا و چگونه این بیماری با کیفیت میوه مرتبط است.

بیماری سبز مرکبات — یک کشف ژنتیکی توسط محققان دانشگاه ARS و دانشگاه فلوریدا می‌تواند جستجوی درختان مرکبات ترکیبی را که به بیماری سبز شدن مرکبات مبتلا هستند و میوه‌ای شبیه پرتقال ایده‌آل برای تهیه آبمیوه تولید می‌کنند، سرعت بخشد

آزمایش‌های مزرعه‌ای اولیه و ارزیابی‌های طعم نشان داد که برخی از هیبریدهای مشتق شده از Poncirus به استثنای US Sundragon تمایل به تولید آبمیوه‌ای با طعم نامطلوب اما عطری شبیه به پرتقال شیرین دارند. بنابراین دانشمندان رویکرد خود را دوباره ارزیابی کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که علاوه بر استفاده از داده‌های حاصل از تجزیه و تحلیل ترکیبات عطری آبمیوه، باید کنترل بهتری روی مواد شیمیایی جداگانه‌ای که به آب پرتقال عطر و طعم خاص آن را می‌دهد، داشته باشند. محققان دقیقاً این کار را انجام دادند و 26 ترکیب طعم دهنده کلی و هفت ماده شیمیایی به نام استرها را شناسایی کردند که برای فراهم کردن مشخصات طعم مورد نظر آب پرتقال ضروری به نظر می‌رسیدند.

02
از 02
پیشرفت در تجزیه و تحلیل مشخصات طعم و غربالگری ژنتیکی

این پیشرفت به نوبه خود محققان را قادر ساخت تا ژن اصلی استرها یعنی CsAAT1 را مشخص کنند و ابزاری را که می‌تواند برای بررسی سریع وجود ژنتیکی یک صفت مطلوب در دانه‌های جوانه زده استفاده شود که به عنوان نشانگر DNA برای آن شناخته می‌شود، بسازند.

آن پلوتو و جینه بای، محققان اصلی این مطالعه توضیح می‌دهند: پرورش‌دهندگان می‌توانند از این نشانگر DNA برای غربال‌گری نهال‌ها از نظر طعم دلخواه در مراحل اولیه استفاده کنند. با گنجاندن این ژن در ترکیب ژنتیکی هیبریدهای مقاوم به HLB مشتق شده از Poncirus trifoliata و ماندارین، یا از تلاقی‌های احتمالی دیگر با همین هدف، پرورش‌دهندگان می‌توانند اطمینان حاصل کنند که این هیبریدهای جدید نه تنها دارای تحمل HLB هستند، بلکه ویژگی شیرینی طعم پرتقال را نیز حفظ می‌کنند.

شرح کامل رویکرد این گروه تحقیقاتی در 28 فوریه 2024 در مجله Science Advances منتشر شد.

محققان هشدار می‌دهند که حتی با استفاده از ابزارهای پیشرفته مانند یادگیری ماشینی، اولین نسخه‌های تجاری هیبریدهای مرکبات نارنجی با تحمل بیماری HLB ، مشروط به چندین سال آزمایش و اصلاح خواهند بود.

پلتو و بای می‌گویند این تحقیق نشان‌دهنده گام مهمی در پرورش مرکبات است که تکنیک‌های سنتی را با ابزارهای ژنتیکی مدرن ترکیب می‌کند. آنها افزودند: همچنین این رویکرد می‌تواند به عنوان الگویی برای سایر برنامه‌های بهبود محصول نیز عمل کند.