رشد برنج در خاک شور
افزایش شرایط آب‌وهوایی شدید و آلودگی‌ها باعث شده‌اند که میزان شوری خاک در برخی مناطق افزایش یابد و شرایط رشد برای محصولاتی که به شوری حساس هستند، مانند برنج، دشوارتر شود. اکنون محققان در ACS Nano روشی را ارائه کرده‌اند که بدون نیاز به تغییرات ژنتیکی، به برنج کمک می‌کند تا در این شرایط رشد کند. در آزمایش‌های آزمایشگاهی، مشخص شد که پوشاندن نهال‌های برنج با نقاط کربن دوپ‌شده با منیزیم – تهیه‌شده از پوست دوریان – فعالیت آنتی‌اکسیدانی و فتوسنتز نهال‌ها را افزایش داده و استرس ناشی از خاک شور را کاهش می‌دهد.
مزایای استفاده از نقاط کربن دوریان
در حال حاضر، پیشرفته‌ترین روش برای افزایش مقاومت گیاهان در برابر استرس، ویرایش ژنتیکی است. بااین‌حال، این فناوری‌ها گران هستند و برخی افراد نسبت به ایمنی و اثرات سلامتی غذاهای اصلاح‌شده ژنتیکی نگرانی دارند. به‌عنوان جایگزینی برای این روش، می‌توان برگ‌های گیاهان را با نقاط کربن در مقیاس نانو پوشاند. این نقاط با تقلید از عملکرد آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی گیاه، استرس اکسیداتیو را خنثی می‌کنند.
در این پژوهش، لانگوی جیانگ، جیانگو زنگ و همکارانشان، نقاط کربنی را از پوست دوریان تولید کردند که می‌تواند گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) را خنثی کرده و آسیب ناشی از استرس شوری در گیاهان برنج را کاهش دهد.
چرا پوست دوریان؟
پوست دوریان غیرقابل‌خوردن است و 70 تا 85 درصد وزن میوه را تشکیل می‌دهد. این پوست منبع غنی کربن است و بنابراین گزینه‌ای مناسب برای تولید نقاط کربنی زیستی محسوب می‌شود. محققان نقاط کربن تولیدشده از پوست دوریان را با منیزیم – عنصری ضروری برای رشد گیاه – دوپ کردند و سپس آن را روی نهال‌های برنج کاشته‌شده در خاک‌های شور و غیرشور اسپری کردند.
نتایج آزمایش
نهال‌هایی که با این نقاط کربن تیمار شدند، در خاک شور میزان کمتری از گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) داشتند و رشد بیشتری نسبت به نهال‌های تیمار نشده نشان دادند.
علاوه بر این، ژن‌های دفاعی و فتوسنتزی در نهال‌های تیمار شده فعال شدند، درحالی‌که در نهال‌های تیمار نشده فعال نبودند.
چشم‌انداز آینده
محققان تأکید می‌کنند که برای درک بهتر مکانیسم‌هایی که باعث تغییرات سلولی و ژنتیکی توسط این نقاط کربن می‌شود، به مطالعات بیشتری نیاز است. همچنین، باید اثرات نقاط کربنی بر محیط‌زیست و سلامت انسان و حیواناتی که این گیاهان را مصرف می‌کنند، بررسی شود. بااین‌حال، این مطالعه نتیجه‌گیری می‌کند که نقاط کربن می‌توانند به‌عنوان یک استراتژی بالقوه برای افزایش تحمل گیاهان به شوری استفاده شوند و بینش‌های ارزشمندی برای کاربردهای کشاورزی ارائه می‌دهند.
حمایت مالی
این پژوهش با حمایت بنیاد ملی علوم طبیعی چین، بنیاد علوم طبیعی استان هیلونگ‌جیانگ، بنیاد علوم پسادکتری چین و پروژه معرفی استعدادهای دانشگاه کشاورزی آنهویی انجام شده است.
