5 مه 2021 دانشگاه کمبریج
دانشمندان گیاه شناسی کمبریج می گویند ژن های مرتبط با ریتم ساعت شبانه روزی ، که گیاهان را قادر به اندازه گیری ریتم روزانه و فصلی می کند ، باید در محصولات کشاورزی و اصلاح محصولات زراعی برای بازده بالاتر و کشاورزی پایدار هدف قرار گیرند.
مانند انسان ها ، گیاهان نیز “ساعت داخلی” دارند که ریتم های محیط آنها را کنترل می کند. نویسندگان یک مطالعه منتشر شده می گویند که اکنون پایه ژنتیکی این سیستم شبانه روزی به خوبی درک شده است و ابزارهای ژنتیکی بهبود یافته ای برای اصلاح آن وجود دارد . باید از این ریتم ساعتی در کشاورزی برای کمک به امنیت غذایی جهانی استفاده شود ، فرایندی که آنها به عنوان “فرهنگ زمانی” توصیف می کنند .
پروفسور الکس وب ، رئیس سیگنالینگ سلول در گروه علوم گیاهی دانشگاه کمبریج و نویسنده ارشد گزارش گفت: “ما در یک سیاره در حال چرخش زندگی می کنیم و این تأثیر بسزایی در زیست شناسی ما دارد و همچنین در زیست شناسی گیاهان. ما کشف کرده ایم که گیاهان وقتی ساعت درونی آنها با محیطی که در آن تطبیق می یابد بسیار بهتر رشد می کنند”..
ریتم ساعت شبانه روزی گیاهان نقش مهمی در تنظیم بسیاری از عملکردهایی دارد که بر عملکرد گیاه از جمله زمان گلدهی ، فتوسنتز و استفاده از آب تأثیر می گذارد. ژن های کنترل کننده ریتم شبانه روزی در تمام گیاهان عمده زراعی مشابه هستند – و این امر آنها را به عنوان یک هدف بالقوه برای تولیدکنندگان محصول که مایل به کنترل بیشتر این عملکردها هستند ، کمک می دهد.همچنین می توان با تطبیق روش های رشد محصول با زمان بهینه از روز ، فرهنگ کرونروک را برای کاهش منابع مورد نیاز به کار برد. این مطالعه 30 آوریل در مجله Science منتشر شد.
به گفته دانشمندان ، ساده ترین روش استفاده از ساعت داخلی گیاه برای استفاده از آب ، علف کش یا سموم دفع آفات در موثرترین زمان شبانه روز خواهد بود. فناوری های کم هزینه از جمله هواپیماهای بدون سرنشین و حسگرها می توانند اطلاعات شبانه روزی در مورد رشد و سلامت محصولات گیاهان را جمع آوری کنند. کشاورزان می توانند در مورد بهترین زمان برای استفاده از محصولات خاص خود ، از نظر موقعیت دقیق و شرایط آب و هوایی ، مشاوره دریافت کنند.
او می گوید: “ما از آزمایش های آزمایشگاهی می دانیم كه آبیاری گیاهان یا استفاده از سموم دفع آفات می تواند در ساعات مشخصی از روز موثرتر باشد ، به این معنی كه كشاورزان می توانند از این منابع كمتر استفاده كنند. این یك برد ساده است كه می تواند موجب صرفه جویی در هزینه و پایداری شود.”
وی افزود: استفاده بهینه از آب ، هدف مهم پایداری برای کشاورزی است.”کشاورزی عمودی” در محیط داخلی نیز می تواند با استفاده از فرهنگ گاه نگاری بهبود یابد. این روش ، که بیشتر در حال حاضر برای سبزیجات برگ دار استفاده می شود ، محصولات را تحت شرایط بسیار کم نور و دما کنترل می کند اما همچنین می تواند بسیار انرژی زا باشد. با آگاهی از ساعت داخلی گیاهان و توانایی تغییر آن از طریق اصلاح ژنتیکی ، می توان چرخه های روشنایی و گرمایش را برای رشد بسیار کارآمد با گیاه مطابقت داد.
وی می گوید: “در کشاورزی عمودی ، فرهنگ زمانی می تواند کنترل کاملی بر محصول داشته باشد. ما می توانیم گیاهان خاص زراعی را با ساعت های داخلی مناسب برای رشد در محیط داخلی پرورش دهیم و چرخه های نور و دما را برای آنها بهینه کنیم.”
سومین کاربرد بالقوه فرهنگ کرون ، بعد از برداشت است ، زمانی که گیاهان به آرامی فاسد می شوند و توسط آفات خورده می شوند. شواهد خوبی وجود دارد که نشان می دهد با حفظ ریتم داخلی گیاهان برداشت شده می توان از آسیب آفات کاسته شود.
تخمین زده شده است که با توجه به افزایش پیش بینی شده در جمعیت جهانی و تغییر در رژیم های غذایی با افزایش درآمد ، در 35 سال آینده به بیش از آنچه در تاریخ بشریت تولید شده است ، نیاز به تولید مواد غذایی خواهیم داشت.
