د سيد حسين يكتب: أنواع الإجهادات وتأثيرها علي إنتاجية المحاصيل

باحث في المعمل المركزي للزراعة العضوية – مركز البحوث الزراعية – مصر

في ضوء الزراعة العضوية التي تتبناها وزارة الزراعة وأحد التوجهات الدولية فإن دور مضادات الإجهاد لتدعيم النبات ضد الملوحة والجفاف فهناك العديد من أنواع الإجهاد التي يواجهها النبات خلال دورة حياته، لكن من اهم الأنواع التي تؤثر على النبات وتضر به هما الملحية والجفاف، حيث انهما مرتبطان بشكل كبير فالملوحة تؤدي الي عملية الجفاف. العالم أجمع قلق بسبب هذه المشكلة حيث انه هناك دلائل واضحة وعظيمة على تأثير الإجهاد الملحي خصوصا على ضعف الإنتاج حول العالم لجميع الحاصلات الزراعية.

النبات دائما يحاول عمل تعديلات بنفسه لمواجهة مشاكل الإجهاد وحماية نفسه من هذه المشاكل. والعلم الحديث يحاول معرفة الاستراتيجية التي يدبرها النبات بنفسه لمواجهة الملوحة وتدعيم هذه التدابير بطرق علمية مختلفة باستخدام المركبات المضادة للإجهاد التي تساعد النبات في تطوير هذه التدابير وتطوير عملية الحماية.

عندما يتعرض النبات الي الإجهاد فانة يعمل علي تنشيط نفسة بعملية تسمي Osmatic regulations وتحدث هذه العملية عن طريق تكوين مركبات تعمل علي حماية النبات من الإجهاد وتسمي هذه المركبات بـ«  Osmoprotectants » أو المحاليل المتوافقة الذائبة داخل الأنسجة النباتية  Compatible solutes هذه المحاليل تكون صغيرة الحجم والوزن الجزيئي،  تامة الذوبان .

هذه المواد هي فعليا التي تساعد النبات على الحماية من أضرار ومشاكل الإجهاد بأنواعه المختلفة. أحد ميكانيكيات عمل هذه المحاليل داخل النبات هو الحفاظ على البروتينات وثبات الاداء الخلوي، وتقليل الضغط الاسموزي لأغشية الخلايا لمنع موت الخلايا.

وتعمل على عمل التوازن اللازم للعملية الاسموزية بين وحول الخلايا والسيتوسول عن طريق احتلالها للمسافات البينية بين الخلايا النباتية وعمل درع واقي حول الخلايا ضد الاملاح.

تنقسم Osmprotectants الي ثلاث مجموعات

١- مركبات الأمونيوم مثل( Polyamines,)

٢- المركبات السكرية  والسكريات الكحولية ( Trehalosl, Fructan,Mannitol)

٣- الأحماض الامينية المضادة للإجهاد ( Proline)

هذه المواد فقط علي سبيل المثال لا الحصر ، حيث ان هناك مركبات اخري سوف نتحدث عنها بالتفصيل فيما بعد

السؤال الان كيف يقوم النبات بحماية نفسة من الإجهاد ؟

عندما يتعرض النبات للإجهاد يحدث تكون بعض المركبات الضارة تسمي Reactive Oxygen Species مواد الأكسجين النشطة (ROS).

هنا النبات يبدا تدابير وخطة مدروسة لمواجهة اخطار المواد الضارة، أحد هذه التدابير هي انتاج أنزيمات مفيدة تعرف ب Antioxidative enzymes أنزيمات مضادات الأكسدة. هذه الأنزيمات تعتبر مفتاح الحماية من أضرار الإجهاد الملحي واهم هذه الانزيمات هي:

• Catalas (CAT)
• Glutathione reductase (GR)
• Superoxidase dismutase (SOD)
• Peroxidase (POD)

وتحمي هذه الانزيمات الخلية عن طريق تحويل O2 الي H2O لحماية الخلايا من التلف.

ان التقارير العلمية تشير الي انه كلما زاد تركيز الانزيمات المضادة للأكسدة داخل النبات كلما كانت الحماية فائقة

أيضا التقارير العلمية اثبتت تأثير المواد Osmoprotectants   علي تنشيط أنزيمات مضادات الأكسدة

هذه المواد تحسن عمل النبات عن طريق عمل استجابة جينية داخل النبات لتنشيط فعل هذه الانزيمات.

في المقالة القادمة سوف نتحدث عن كيفية عمل كل مادة من هذه المواد داخل الأنسجة النباتية لحمايتها من أضرار الإجهاد وكيفية ميكانيكية العمل لتنشيط الانزيمات.

ملحوظة:

من المعروف ان استراتيجية مكافحة الإجهاد الملحي في مصر عن طريق اضافة بعض المركبات التي تحتوي على عنصر الكالسيوم فيما يسمي بمعالجات الملوحة. لا شك ان هذا العنصر مهم جدا ف الحد من اضرار الاملاح لكن هو عنصر غير معالج الأملاح ولكن هو بمثابة مسكن وقتي يساعد النبات على الاستفادة من العناصر.

لذلك يجب ان نغير استراتيجية مقاومة هذه المشكلة من الان فصاعدا.