جدول المحتويات:

محاصيل القمح العالمية المهددة بالفطريات: سؤال وجواب مع هان يواكيم براون
محاصيل القمح العالمية المهددة بالفطريات: سؤال وجواب مع هان يواكيم براون
فيديو: محاصيل القمح العالمية المهددة بالفطريات: سؤال وجواب مع هان يواكيم براون
فيديو: صباح العربية | مصر تكثف التجارب على محاصيل القمح وتوفير المياه 2023, شهر فبراير
Anonim

سلالة جديدة من الفطريات المدمرة يمكن أن تؤثر على محاصيل القمح في جميع أنحاء العالم - ويسارع العلماء إلى القضاء عليها في مهدها.

في عام 1999 ، اكتشف باحثون زراعيون في أوغندا نوعًا جديدًا من صدأ الساق - فطر يصيب نباتات القمح ويمحو 40 في المائة من محاصيل القمح الأمريكية في الخمسينيات. انتشرت ملايين الجراثيم من أوغندا إلى كينيا المجاورة وما وراءها إلى إثيوبيا والسودان واليمن ، مما أدى إلى القضاء على ما يصل إلى 80 في المائة من محصول بلد ما. في الواقع ، الشيء الوحيد الذي منع الصدأ من تدمير سلال الخبز في الصين والهند وأوكرانيا كان عدة سنوات من الجفاف في إيران.

يجب على العالم أن يأمل في ثلاث سنوات جافة أخرى في تلك المنطقة ، لأن هذا هو الوقت الذي سيستغرقه إنتاج بذور كافية من سلالات القمح المقاومة للفطريات ، وفقًا لهانس يواكيم براون ، مدير برنامج القمح العالمي في البحوث الزراعية الرائدة. المعهد الدولي لتحسين الذرة والقمح (CIMMYT) في المكسيك. عقدت ندوة دولية حول التهديد الزراعي هذا الأسبوع في سيوداد أوبريغون بالمكسيك ، وتحدث موقع ScientificAmerican.com مع براون ، الذي حضر ، لاستقاء آخر التطورات بشأن الجهود المبذولة للقضاء على الفطريات.

[فيما يلي نسخة منقحة من المقابلة.].

ما هي المشكلة التي نواجهها؟

قبل عشر سنوات ، حددنا سباقًا جديدًا لصدأ الساق في أوغندا - ولهذا السبب أطلقنا عليه اسم Ug99. أكثر من 90 في المائة من أصناف القمح في العالم عرضة له. من الواضح أن هذا يمثل تهديدًا كبيرًا للإنتاج لأن صدأ الساق كان ، تاريخيًا ، أهم أمراض القمح.

في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي ، كان صدأ الساق هو المرض الأول الذي طور علماء الزراعة سلالات قمح مقاومة له. كانت المقاومة جيدة لدرجة أننا لم نقلق لمدة 50 عامًا. رأى نورمان بورلوج [الحائز على جائزة نوبل للسلام عام 1970 ومطور قمح مقاوم] القابلية للإصابة بـ Ug99 ودق جرس الإنذار. تم إنشاء المبادرة العالمية لمكافحة الصدأ بعد ذلك لمكافحة صدأ الساق على المستوى العالمي.

اجتمع حوالي 300 إلى 350 شخصًا من المشاركين في تربية القمح ، وخاصة مقاومة الصدأ ، هذا الأسبوع [في الندوة الدولية] لمناقشة التقدم الأخير في تطوير أصناف مقاومة لصدأ الساق.

ما هو حجم المشكلة؟

تم تأكيد صدأ الساق في أوغندا وكينيا وإثيوبيا واليمن والسودان وإيران. تاريخياً ، تعد إفريقيا الوسطى والشرقية مركزًا كبيرًا لسباقات الصدأ الجديدة. نحن نعلم أنه ينتشر بسرعة كبيرة من شرق إفريقيا إلى آسيا وجنوب إفريقيا وحتى أستراليا.

من نظام المراقبة لدينا ، فإن الصدأ القادم من شرق إفريقيا ينتقل بالفعل إلى آسيا. تم تأسيسه بالفعل في إيران. ثم يمكن أن يسافر عبر أفغانستان إلى باكستان إلى الهند ثم الصين. حدث ذلك من قبل في عام 1986.

في ذلك الوقت ، تم اكتشاف عرق الصدأ الأصفر في شرق إفريقيا. في غضون ست سنوات ، انتقلت من هناك إلى الهند وتسببت في خسائر قمح بأكثر من مليار دولار ، خاصة في تركيا وسوريا وإيران وباكستان.

لدينا ما يسمى Rustmapper ، والذي يراقب حركات الرياح باستمرار. في أي وقت ، يمكننا البحث عن مكان انتشار مرض الصدأ والتحقق من الاتجاه الذي تهب فيه الرياح. يسمح لنا ذلك بالتنبؤ بمكان البحث عن حركة الصدأ.

بناءً على اتجاه الرياح ، رأينا الأبواغ تتحرك في غضون 72 ساعة من اليمن عبر باكستان إلى الهند وحتى الصين. في أي وقت ، إذا هطل المطر ونزلت الجراثيم ، يمكن أن يكون لدينا وباء جديد.

تذكر أن هناك مليارات من الأبواغ يتم إنتاجها بمجرد إصابة مجموعة حساسة للإصابة ، لذا فهي تتكاثر بسرعة كبيرة في البيئة المناسبة. يذهبون في الهواء ، وتحملهم الرياح ، وفي فترة قصيرة ، يصيبون مناطق واسعة. في العام الماضي ، كنا محظوظين لأن إيران تعرضت لجفاف شديد للغاية ، لذا لن يتكاثر الصدأ. أنا آسف للمزارعين الإيرانيين لكنها حمت العالم حقًا من Ug99.

كيف توقف الصدأ الأصفر؟

حددنا مصادر جديدة للمقاومة واستبدلنا الأصناف الحساسة بأصناف جديدة. في حالة Ug99 ، تكون هذه العملية أبطأ لأنه لا يمكن اختبار المقاومة إلا في كينيا وإثيوبيا.

كل مربي قمح يعرف أن صدأ الساق يمكن أن يمثل مشكلة هو إرسال سلالات سلالات إلى كينيا وإثيوبيا للفحص. تم اختبار ما يقرب من 20.000 إلى 30.000 خط للاستجابة لهذا الصدأ. على العالم حقًا أن يشكر هاتين الدولتين لإتاحة مواردهما. خلاف ذلك ، لم نتمكن من فحص مقاومة هذا المرض وسيتعين على العالم فقط انتظار وصول هذا المرض.

ما الذي وجده الاختبار حتى الآن؟.

لقد وجدنا قمحًا مقاومًا للفطريات. تجمع هذه [الندوة] باحثي الصدأ معًا حتى يتمكنوا من تبادل الجينات الجديدة المتوفرة لمحاربة العدوى. معظم الجينات المقاومة للصدأ لم تعد فعالة.

بشكل عام ، تعتمد مقاومة الصدأ على جين واحد. إما أن يكون النبات مقاومًا أو حساسًا. تهبط بوغ على سطح الورقة. تنبت البوغ. يستجيب النبات [إذا كان مقاومًا]. الخلايا التي يحاول الجراثيم فتحها تقتل نفسها ولا تنمو الجراثيم وتموت أيضًا. هذا هو رد فعل مقاومة نموذجي.

لكن الأمر يتطلب طفرة واحدة فقط في جانب الصدأ ، ومن ثم يمكنه التغلب على هذه المقاومة. عادة ما تستمر جينات المقاومة هذه لمدة أربع أو خمس سنوات. ثم تنتج الطبيعة متحولة يمكنها التغلب على هذه المقاومة.

طور CIMMYT نهجًا آخر حيث نحاول الجمع بين أربعة أو خمسة جينات ثانوية. لا توفر أي من هذه الجينات الفردية مقاومة أو مناعة كاملة ، لكن كل منها يقلل العدوى بنسبة 15 إلى 20 في المائة. إذا جمعت أربعة أو خمسة جينات كهذه معًا ، يمكنك رفع مستوى المقاومة عاليًا جدًا. ثم الطفرة التي تتغلب على جين واحد لا تسبب الكثير من المشاكل.

عملت مع صدأ الأوراق. نحن الآن ننتج خطوطًا لصدأ الساق تجمع بين هذه الجينات الصغيرة. لقد حددنا مثل هذه الخطوط في كينيا ، والوكالة الأمريكية للتنمية الدولية [الولايات المتحدة قدمت وكالة التنمية الدولية] الأموال لإنتاج البذور في بلدان مثل إثيوبيا ومصر وأفغانستان وباكستان والهند. يجري تكاثر الأصناف المقاومة على قدم وساق.

ما مدى ضعف دول مثل أستراليا وكندا والولايات المتحدة وأوكرانيا ، التي توفر الجزء الأكبر من القمح في العالم؟

إنهم ضعفاء مثل بقية العالم. خمسة وسبعون في المائة من الأصناف في الولايات المتحدة حساسة. تاريخيا ، كان صدأ الساق هو المرض الرئيسي في أستراليا والولايات المتحدة وكندا وأوكرانيا. تسمح بيئاتهم [المعتدلة] الصدأ بالتحرك بسرعة.

تخيل سائحًا في حقل قمح في كينيا. الملايين من الجراثيم تتشبث بسرواله وحذائه. لا يغسلها ويذهب إلى حقل قمح جاهز للإصابة. ما عليك سوى عدد قليل من الجراثيم.

أخطر انتقال يكون من خلال الناس. تم إدخال صدأ أصفر شديد الضراوة إلى أستراليا بواسطة مزارع زار أوروبا.

هل سيقوم المزارعون بزراعة هذه السلالات الجديدة؟.

يجب أن نوفر للمزارعين أصنافًا أفضل مما يزرعونه حاليًا. لم يشهد المزارعون صدأ الساق منذ 50 عامًا ، لذا سيتجاهلون [التهديد]. يجب أن يكون لدينا سلالات ذات إنتاجية أعلى بنسبة 10 في المائة ، وإلا فلن تتغير.

هل ستوفر هذه السلالات الجديدة فوائد لمشاكل أخرى ، مثل الجفاف؟.

لا يمكننا تطوير صنف لخاصية واحدة محددة فقط. يجب أن يكون لديهم حزمة. تتضمن هذه الحزمة تحمل الجفاف ، والمحصول ، والقدرة على تحمل نقص المغذيات ، ومقاومة مجموعة واسعة من الأمراض.

أنا قلق بشأن الاستثمار في أبحاث القمح. للقطاع الخاص اهتمام محدود بالاستثمار في القمح. يتم إجراء معظم أبحاث القمح من قبل المؤسسات العامة. لكن يمكن أن نحقق تقدمًا مشابهًا في القمح مثل القطن المعدل وراثيًا والكانولا وفول الصويا. تستثمر خمس أو ست شركات دولية كبيرة أكثر من مليار دولار كل عام في أبحاث الذرة. هذا هو ضعف ميزانية جميع مراكز البحوث الزراعية الدولية [القطاع العام].

قد يكون القمح المعدل وراثيًا [الذي يتضمن جينات معدلة أو مستوردة] مثيرًا للاهتمام. لكن لا يسمح لنا باستخدامه. لم يقم أي بلد بإصدار قمح معدل وراثيا. إذا تمكنا من استخدام التعديل الجيني ، فسيكون ذلك طريقًا جديدًا لمعالجة قيود الإنتاج في القمح.

هل ستكون الأصناف الجديدة عرضة لبعض أشكال الصدأ الجديدة؟

إذا كان لدينا جينات رئيسية فقط ، فإن [السلالات الجديدة] لن تدوم طويلاً ، ولهذا السبب [CIMMYT] يدفع مفهوم المقاومة هذا الجين الثانوي ، أو الجين الدائم. اجمع أربعة أو خمسة جينات [حيث] لكل منها تأثير أصغر. [اجمع] كل [من] الجينات الخمسة ، كل منها يوفر مقاومة بنسبة 20 بالمائة ، وقد لا يكون لديك أي عدوى. ستستمر هذه المقاومة لفترة أطول بكثير من [تلك] بناءً على جين واحد فقط.

هل بدأ المزارعون زراعة السلالات الجديدة؟

قمنا بضرب طارئ في الصيف الماضي. لقد صنعنا 3.5 طن من إجمالي 12 خط مقاومة. تم إرسال هذه البذرة إلى الدول الست التي ذكرتها سابقًا ، بالإضافة إلى تركيا. الضرب يسير على ما يرام. ستنتج الخطوط معًا عدة مئات من الأطنان من البذور في هذه البلدان. ستُزرع مساحات أكبر في الخريف القادم ، ثم في العام التالي [ستتم زراعة البذور] أيضًا للمزارعين. ما نحتاجه حقًا ، ما نصلي من أجله حقًا ، هو ثلاث إلى أربع سنوات أخرى حيث لا تؤدي البيئة إلى انتشار وباء صدأ الساق. عندها سيكون لدينا أصناف كافية لتجنب الكارثة.

شعبية حسب الموضوع