توصل علماء يابانيون إلى اكتشاف جديد يوضح كيفية وصول عنصر المغنيسيوم إلى حبوب الأرز ، في خطوة قد تسهم في تطوير أصناف من الأرز تجمع بين المذاق الجيد والقيمة الغذائية العالية، حتى عند زراعتها في تربة تعاني من نقص هذا العنصر الأساسي.
ويُعد الأرز أحد المصادر الرئيسية للمغنيسيوم في النظام الغذائي للإنسان، لذلك يسعى الباحثون ومربو النباتات إلى استنباط أصناف قادرة على الحفاظ على مستوياتها الغذائية بغض النظر عن جودة التربة.
ونُشرت نتائج الدراسة في دورية Proceedings of the National Academy of Sciences العلمية المتخصصة.
أهمية المغنيسيوم في جودة الأرز
إنتاج أرز أكثر مذاقا وقيمة غذائية ( مصدر الصورة: Freepik )
أظهرت الدراسة أن المغنيسيوم لا يؤثر فقط في إنتاجية محصول الأرز، بل يلعب أيضًا دورًا مهمًا في خصائصه الحسية وجودته النهائية، بما في ذلك الطعم والقوام بعد الطهي.
واعتمد الباحثون على مجموعة من التقنيات المتقدمة، شملت تحليل التعبير الجيني، واستخدام الوسم بالنظائر، وتقنيات التصوير العلمي، بالإضافة إلى تطوير نباتات أرز معدلة وراثيا باستخدام تقنية CRISPR/Cas9.
بروتين OsMGR2 ودوره في نقل العناصر الغذائية
ركزت الدراسة على بروتين ناقل يُعرف باسم OsMGR2، والذي يتم التعبير عنه داخل الأنسجة الوعائية المسؤولة عن توزيع العناصر الغذائية في مختلف أجزاء النبات.
وكشفت النتائج أن هذا البروتين يؤدي دورا أساسيا في نقل المغنيسيوم من الجذور إلى الأجزاء النامية من النبات، بما في ذلك الحبوب التي تتكون خلال مراحل النمو.
ماذا يحدث عند تعطيل البروتين؟
عندما قام العلماء بتعطيل الجين المسؤول عن إنتاج بروتين OsMGR2، لاحظوا أن المغنيسيوم بدأ يتراكم داخل الجذور وقشور الحبوب، بدلا من انتقاله إلى السيقان والحبوب.
وأدى نقص المغنيسيوم إلى مجموعة من التأثيرات السلبية، أبرزها:
اضطراب نمو نباتات الأرز.
تراجع جودة الحبوب.
إنتاج حبوب أصغر حجما وأكثر تجعدا.
انخفاض الوزن الإجمالي للحبوب.
تراجع الخصائص الحسية للأرز بعد الطهي.
انخفاض درجة اللزوجة مقارنة بالأرز التقليدي.
كما أظهرت النباتات التي افتقرت إلى هذا البروتين إنتاج حبوب أقل جودة من الناحية الغذائية والتجارية.
المغنيسيوم ضروري لتكوين الحبوب
أكدت الدراسة أن دور المغنيسيوم يتجاوز دعم صحة النبات وزيادة الإنتاجية، إذ يشارك بشكل مباشر في تكوين الحبوب وتطورها.
وأوضح الباحثون أن المغنيسيوم يسهم في عملية تصنيع النشا أثناء نضج الحبوب، وهو ما ينعكس على جودة الأرز النهائية من حيث القوام والطعم والقيمة الغذائية.
آفاق مستقبلية لتحسين إنتاج الأرز
يرى الباحثون أن اكتشاف وظيفة بروتين OsMGR2 يمكن أن يساعد في تطوير أصناف جديدة من الأرز تتحمل البيئات الفقيرة بالمغنيسيوم دون فقدان الإنتاجية أو تراجع جودة الحبوب.
ومن المتوقع أن يسهم هذا التقدم في تعزيز الأمن الغذائي وتحسين إنتاج الأرز في المناطق التي تعاني من نقص العناصر المعدنية في التربة.
ويخطط فريق البحث خلال المرحلة المقبلة لدراسة آليات نقل المعادن والعناصر الغذائية في محاصيل حبوب أخرى، بهدف الاستفادة من النتائج في تحسين جودة وإنتاجية المحاصيل الزراعية المختلفة.