تشخیص تاثیر خشکسالی بر گیاهان

تغییرات آب و هوایی تأثیر خشکسالی را بر تمام اکوسیستم های گیاهی در سراسر جهان تشدید می کند. اگرچه ابزارهای جدیدی برای تشخیص و ارزیابی تنش خشکی در گیاهان - فناوری های رونویسی یا متابولومیک و غیره - ایجاد شده اند - هنوز کاربرد آنها در اکوسیستم های طبیعی، به ویژه در مناطق دورافتاده و کشورهای در حال توسعه، دشوار است. اکنون، مطالعه ای که در مجله Trends in Plant Science منتشر شده است، مجموعه ای از تکنیک ها را ارائه می کند که محققان را قادر می سازد تا تنش خشکی را در گیاهان به روشی ارزان، آسان و سریع شناسایی و پایش کنند. نویسندگان این مطالعه، کارشناسان سرگی مون بوش و سابینا ویلادانگوس، از دانشکده زیست شناسی و موسسه تحقیقات تنوع زیستی (IRBio) دانشگاه بارسلونا هستند.

مبارزه با تاثیر خشکسالی بر گیاهان

تکنیک های موجود برای شناسایی و پایش اثرات تنش خشکی در گیاهان از اقدامات بسیار ساده و ارزان (تحلیل رشد یا محتوای نسبی آب) تا رویکردهای پیچیده تر و گران تر (فناوری های omics) متغیر است.پروفسور سرگی مون بوش، استاد دپارتمان زیست شناسی تکاملی، اکولوژی و علوم محیطی، توضیح می دهد که این فناوری های نوآورانه "فرصت های جدیدی را برای تشخیص و نظارت بر تنش خشکی فراهم کرده اند، اما هزینه آنها نابرابری را در سراسر جهان ایجاد می کند."

وی افزود: متأسفانه امروز تمام دنیا تحت تأثیر کمبود منابع آبی به ویژه در شرایط تغییرات اقلیمی کنونی قرار گرفته است و متأسفانه کشورهایی که منابع اقتصادی کمتری دارند از این قاعده مستثنی نیستند. باید در نظر داشت که اکثر یکی از فقیرترین کشورها در آفریقا است که بزرگترین مناطق خشک و نیمه خشک جهان را نیز در خود جای داده است.

آزمایشگاه با تجهیزات اولیه

این مطالعه به نیاز به ایجاد پروتکل های مؤثر و کم هزینه برای شناسایی و مطالعه آسان چگونگی تأثیر خشکسالی بر گیاهان پاسخ می دهد. به طور خاص، نویسندگان مجموعه ای از تکنیک های بسیار در دسترس را ارائه می کنند که می تواند با تجهیزات اولیه آزمایشگاهی اعمال شود مثل تعادل دقیق، میکروسکوپ، سانتریفیوژ، اسپکتروفتومتر، اجاق، دوربین و کامپیوتر.این آزمایشگاه ها می توانند پارامترهای مختلفی را بر روی نرخ رشد، محتوای آب برگ، رنگدانه ها و زنده مانی برگ با استفاده از تست تترازولیوم، یک ترکیب هتروسیکلیک آلی که به طور سنتی در مطالعات فیزیولوژی گیاهی استفاده می شود، تجزیه و تحلیل کنند.

Munné-Bosch می گوید: «با این شاخص ها، ما می توانیم تصویر کاملی از این که کدام گونه ها با یک آب و هوای خاص سازگار هستند یا اینکه چگونه یک محصول معین به شرایط در حال تغییر در یک منطقه معین در شرایط کنونی تغییرات اقلیمی واکنش نشان می دهد، به دست آوریم.»

محقق می گوید: "همه این اقدامات آسان است. علاوه بر این، می توان در مدت زمان بسیار کوتاهی یک تیم تخصصی برای توسعه سریع و کارآمد اقدامات جمع آوری کرد. و می توان آنها را با هزینه بسیار کم اجرا کرد، بنابراین رویکردهای قابل اجرا در سراسر جهان هستند."

تست تترازولیوم

در مطالعه دوم در همان مجله، تیم استفاده از آزمایش تترازولیوم را به عنوان روشی مفید و کاربردی برای ارزیابی اثرات تنش خشکی بر گیاهان برجسته می کند. این آزمایش نه تنها به ما امکان می دهد تا زنده یا مرده بودن یک سلول، بافت یا اندام را تشخیص دهیم، بلکه نشانگر بسیار خوبی برای طول عمر آن است؛ به عبارت دیگر، این یک ابزار علمی است که به ما امکان می دهد مدت زمان یک گیاه را پیش بینی کنیم. این تیم می گوید که این مورد می تواند به ویژه برای برنامه های مدیریت تنوع زیستی و حفاظت، به ویژه در شرایط کنونی تغییرات اقلیمی مفید باشد.»

تأثیر تغییرات آب و هوایی باعث تحریک تحقیقات در مورد چگونگی سازگاری گیاهان با شرایط محیطی جدید می شود.

طراحی و اجرای ابزارهای علمی با کیفیت، تعیین کننده ای برای ایجاد برنامه های مدیریتی و حفظ تنوع زیستی در سراسر جهان است. سابینا ویلادانگوس، محقق UB، خاطرنشان می کند: «این مطالعه به درک بهتر واکنش گیاهان به خشکسالی در شرایط تغییرات آب و هوایی کمک می کند، و علاوه بر این، می تواند برای برنامه های مدیریت تنوع زیستی مفید باشد».

این مطالعه همچنین اجرای این اقدامات را در سراسر جهان آسانتر می کند. سرگی مونه بوش در پایان می گوید: «لازم است در نظر داشته باشیم که اگر همه کشورها در مواجهه با تغییرات قابل پیش بینی هماهنگ نباشند، تأثیرات تغییرات جهانی ویرانگر خواهد بود».