یافته‌های محققان پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی در راستای پروژه «شناسایی ژن‌های دخیل در تحمل به شوری برنج با استفاده از رویکرد متاآنالیز» در قالب سخنرانی در چهارمین کنفرانس ملی زیست‌شناسی سامانه‌ها ارائه شد.  

به گزارش روابط عمومی پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، دکتر زهرا سادات شبر، عضو هیات علمی پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی و مجری این پروژه که در قالب طرح پژوهشی مصوب پژوهشگاه و صندوق حمایت از پژوهشگران و یک رساله دکتری انجام شده در سخنرانی خود اظهار داشت: برنج، یکی از محصولات مهم کشاورزی و غذای اصلی مردم بسیاری از کشورها از جمله ایران و در عین حال حساس ترین  غلات به تنش شوری است به طوری که حتی وجود 50 میلی مولار نمک در خاک باعث افت محصول آن می‌شود.

براساس برآوردهای انجام شده، حدود23 درصد اراضی جهان شور هستند که به دلیل میزان کم بارندگی و تبخیر زیاد از سطح خاک روز به روز بر وسعت این اراضی افزوده می‌شود. وی با اشاره به این که طبق آمار یونسکو، کشور ما از لحاظ دارا بودن اراضی شور در بین کشورهای آسیا و آفریقا، رتبه سوم و در سطح جهان، رتبه پنجم را در اختیار دارد، گفت: حدود 15 درصد کل اراضی کشاورزی ایران ( معادل 24 میلیون هکتار) را خاک شور تشکیل می‌دهد و طبق اعلام فائو، حدود 400 میلیون هکتار از اراضی ایران، قلیائی و بالغ بر 686 هزار هکتار آن، سدیمی هستند. شبر با اشاره به این که بیش از 80 درصد برنج کشور در استان‌های شمالی کشت می‌شوند که 200 تا 300 هزار هکتار از اراضی زیرکشت این محصول در گیلان و مازندران و گلستان با خطر شوری مواجه‌اند، اظهار داشت: شالیزارهای مناطق ساحلی دریای خزر به دلیل همجواری با دریا، بالا بودن سطح آب زیرزمینی و پیشروی آب دریا از یک طرف و شور بودن آب برخی از رودخانه‌های فصلی و دائم از طرف دیگر در معرض تنش شوری قرار دارند.

در این شرایط، یکی از راهکارهای اصلی حفظ امنیت غذایی، اصلاح و تولید ژنوتیپ‌های برنج مقاوم به شوری است که بتوانند در شرایط تنش متوسط شوری هم عملکرد اقتصادی داشته باشند. عضو هیات علمی پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی خاطرنشان کرد: برای افزایش عملکرد برنج تحت شوری لازم است که درک درستی از مکانیسم مولکولی پاسخ به تنش شوری - که ژن‌های زیادی در آن دخیل‌اند - داشته باشیم. در این راستا با استفاده از راهکارهای ژنتیکی (مثلGWAS و QTL mapping) و اومیکس می‌توان تعداد زیادی از ژن‌های نامزد بالقوه را شناسایی کرد که ژن‌های کلیدی در بین آنها مخفی هستند. البته با توجه به مشکلات ارزیابی آزمایشگاهی تعداد بسیار زیادی ژن کاندیدا، بهتر است این ژن‌ها ابتدا به صورت In Silico  ارزیابی و امیدبخش ترین آنها برای ارزیابی آزمایشگاهی معرفی شوند تا احتمال موفقیت در کشف ارتباط ژنوتیپ و فنوتیپ تا حد زیادی افزایش یابد.  

وی تصریح کرد: در این تحقیق برای شناسایی ژن‌های نامزد دخیل در تحمل به تنش شوری در ژنوتیپ‌های متحمل برنج از رویکرد تلفیقی شامل دو روش متا -QTL و متا – ترانسکریپتومیکس استفاده کردیم که آنالیز متا –QTL از 266 QTL شناسایی شده مربوط به 32 صفت، 46 منطقه متا –QTL را شناسایی کرد که 9 هزار و 366 ژن را در بر می‌گرفتند. تعداد سه هزار و 449 ژن شناسایی شده با روش متا – ترانسکریپتومیکس در مناطق متا –QTL قرار داشتند. شبر خاطرنشان کرد: آنالیز هستی شناسی ژن‌های با بیان افتراقی در مناطق متا –QTL نشان داد که ژنوتیپ‌های متحمل به شوری از مکانیسم‌های کارامدتری در پاسخ به تنش شوری بهره می‌گیرند به طوری که انتقال‌دهنده‌های یونی و تنظیم‌کننده‌های رونویسی در بخش فرایندهای بیولوژیکی و فعالیت انتقال‌دهندگی، فعالیت رونویسی و فعالیت اکسیدوردوکتازی در بخش عملکردهای مولکولی به طور معناداری غنی شدند.

  وی در پایان تصریح کرد که این تحقیقات برای دستیابی به کلیدی‌ترین ژن ها و نشانگرهای مناسب برای افزایش تحمل به شوری ژنوتیپ‌های مورد نظر از طریق مهندسی ژنتیک و اصلاح مولکولی همچنان ادامه دارد. گفتنی است، نتایج این پژوهش تاکنون در دو مجله بین‌المللیQ1 به شرح زیر به چاپ رسیده است: Raheleh Mirdar Mansuri, Zahra-Sadat Shobbar, Nadali Babaeian Jelodar, Mohammadreza Ghaffari, Seyed Mahdi Mohammadi, Parisa Daryani (2020) Salt tolerance involved candidate genes in rice: an integrative meta-analysis approach, BMC Plant Biology, 20 (1), 1-14 DOI: 10.1186/s12870-020-02679-8 (Q1, Impact Factor= 4.494) Raheleh Mirdar Mansuri, Zahra-Sadat Shobbar, Nadali Babaeian Jelodar, Mohammad-Reza Ghaffari, Ghorban-Ali Nematzadeh, Saeedeh Asari (2019) Dissecting Molecular Mechanisms Underlying Salt Tolerance in Rice: A Comparative Transcriptional Profiling of the Contrasting Genotypes