الزراعة
تقنية المينكروموسوم – أفضل طريقة للنمو المستدام في محصول المحاصيل؟
أضف Securities.io إلى مصادرك المفضلة على Google
الزراعة كممارسة موجودة منذ بداية الحضارة الإنسانية. طوال هذا الوقت، قامت التقنيات الجديدة بإثرائها بشكل دوري. نتيجة لذلك، أصبحت الزراعة أكثر كفاءة وتوفيرًا للوقت والمال. شهد هذا التطور استبدال العمل البشري إلى حد كبير، أولاً بالحيوانات ثم بالآلات. في مسار هذا النمو، كان أحد أحدث الإضافات هو تقنية المينكروموسوم.
ما هي تقنية المينكروموسوم؟
المينكروموسومات هي هياكل صغيرة موجودة داخل الخلايا. هذه الهياكل – رغم صغر حجمها – يمكنها تخزين كميات كبيرة من المعلومات عبر المادة الجينية التي تحتفظ بها.
هذه الهياكل الصغيرة حاسمة لعلماء الوراثة الزراعية لأنها يمكن استخدامها لتحسين النباتات بإضافة عشرات الصفات إلى النبات من خلالها. على سبيل المثال، يمكنها جعل النباتات أكثر تحملًا للجفاف أو أكثر قدرة على استغلال النيتروجين. ومن المثير للاهتمام، أن هذه التعديلات يمكن أن تحسن الإنتاجية بشكل كبير دون تعديل جينات النبات، مما يؤدي إلى قبول أوسع من قبل الجهات التنظيمية والمزارعين.
بينما سنستعرض ميزات وخصوصيات تقنية المينكروموسوم بالتفصيل في الفقرات القادمة، نحتاج إلى معرفة تاريخها لفهم هدفها وغاياتها بشكل أفضل.
انقر هنا لتعرف كيف تستولي الروبوتات على الزراعة.
نشأة تقنية المينكروموسوم بإيجاز
تقنية المينكروموسوم، المعروفة أيضًا باسم تجميع الجينات، نشأت من اكتشاف Daphne Preuss، واحدة من أنجح رواد الأعمال في مجال الغذاء والزراعة في العالم.
مقرها في سورنتو، ولاية مين، الولايات المتحدة، ارتدت Daphne Preuss العديد من الأدوار في مسيرتها الطويلة والبارزة. من نوفمبر 2006 إلى ديسمبر 2018، شغلت Preuss منصب الرئيس التنفيذي لشركة Chromatin Inc.، المعروفة أيضًا باسم Future Food.
وفقًا لجريجوري كوبنهافر، الذي عمل على مشروع Preuss حيث كانت تعمل أصلاً مع Arabidopsis Thaliana، نبات الخردل الصغير:
“وجدت Daphne طفرة ذات خصائص سمحت لنا بتطوير تقنية رسم خرائط جينية للنباتات. ابتكرنا تقنية لتحديد السنترومير، النقطة على الكروموسومات التي تمسك بها الخلية عندما تحتاج إلى نقلها أثناء الانقسام. تمكنا من معرفة كيفية الإمساك بالسنترومير واستخدامه للعمل مع نباتات أخرى.”
هذا ما أدى إلى تطوير تقنية المينكروموسوم. بعد ذلك، أسس كوبنهافر وPreuss شركة Chromatin Inc. وحصلوا على ترخيص التقنية للشركة. وهذه هي القصة المختصرة وراء نشأة تقنية المينكروموسوم.
مع هذه المعلومات في أيدينا، السؤال التالي الواضح هو لماذا اكتسبت تقنية المينكروموسوم زخمًا. لا بد أن هناك أبحاثًا مشابهة أخرى أجريت في ذلك الوقت استهدفت استغلال وراثة النبات لتحسين إنتاجية وحجم المحاصيل. كان لدى كوبنهافر إجابة على ذلك.
ما الذي جعل تقنية المينكروموسوم مميزة؟
وفقًا لكوبنهافر، كان من المعروف بالفعل كيفية تعديل النباتات بإدخال جينات إلى كروموسوماتها. ومع ذلك، كانت التقنيات الموجودة لعقود تعاني من العشوائية. لم يكن هناك يقين بشأن ما سيكون عليه الناتج.
حتى إذا كان من الممكن إدخال الجين إلى كروموسوم موجود، قد يؤثر موقع هبوطه على وظيفته. كما أن العملية تحمل خطر إحداث اضطراب في جينات أخرى أثناء عملية الإدخال.
هذه الشكوك أدت إلى أن تصبح العمليات القائمة مرهقة وصعبة التنفيذ. بعد العمل مع آلاف النباتات، تمكن الباحثون فقط في عدد محدود من الحالات من تحقيق النتائج المرجوة.
جلبت تقنية المينكروموسوم اليقين إلى العملية. وفقًا لكوبنهافر، جعلت العملية “من الأسهل نقل الصفات”. جعلت تربية النباتات الجديدة “أسرع، أفضل، أرخص، وأكثر قابلية للتنبؤ”.
إلى أي مدى تقدمت تقنية المينكروموسوم؟
أدت الأبحاث حول تقنية المينكروموسوم إلى العديد من الاكتشافات الواضحة حتى الآن. على سبيل المثال، لا تمتلك المينكروموسومات جينات خاصة بها. هذه الميزة – إلى جانب صغر حجمها – تساعد المينكروموسومات على العمل كناقلات فائقة لتعبير الجينات الأجنبية. وبشكل مفيد، تتداخل هذه العملية بأقل قدر ممكن مع أنماط نمو وتطور المضيف.
تظل المينكروموسومات مستقرة أثناء الانقسام الخيطي والانقسام الاختزالي. تساعد هذه الخاصية الجينات المستوطنة على التعبير والانتقال من خلية إلى أخرى، ومن جيل إلى الجيل التالي. إضافة، حذف، واستبدال الجينات في المينكروموسومات أمر بسيط. كل ما يتطلبه الأمر هو نظام SSR: تكرار تسلسل بسيط.
تقنية المينكروموسوم – كما هي اليوم – مفيدة لممارساتنا الزراعية بطرق متعددة. يمكنها المساعدة في تطوير جينات نباتية تتحمل الأعشاب الضارة ومقاومة الآفات.
- النوع الأول من الجينات يسهل مكافحة الأعشاب الضارة.
- النوع الثاني يقلل من الحاجة إلى المبيدات، مما يخفض تكاليف الزراعة ويجعل المحاصيل أكثر صحة.
علاوة على ذلك، تُعد هذه التقنية تمهيدًا لتطبيق هندسة وراثية أكثر فاعلية على المحاصيل والنباتات لزيادة إنتاجيتها. لديها القدرة على مساعدة الزراعة في إنتاج مزيد من المحاصيل باستخدام نفس كمية الموارد الطبيعية.
تطوير تقنية الكروموسوم الاصطناعي وطرق تجميع الجينات الفعّالة لاستهداف وتعديل الجينومات بدقة ممكن من خلال الابتكار المستمر في تقنية المينكروموسوم.
ولكن لماذا نحتاج إلى زيادة الإنتاجية مع الحفاظ على التكاليف واستخدام الموارد كما هو أو بأقل؟ ذلك لأن عدد السكان العالمي في تزايد، ولا يمكن زيادة الأراضي الصالحة للزراعة المتوفرة لدينا. هذا الاختلال بين العرض والطلب هو المكان الذي تأتي فيه تقنيات زيادة الإنتاج مثل المينكروموسومات لإنقاذ الموقف.
الطلب العالمي على الغذاء سيزداد
وفقًا التقرير الملخص المقدم من منظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة، قد ينمو عدد سكان العالم بأكثر من الثلث، أي 2.3 مليار شخص، بين عامي 2009 و2050. وهذا سيؤدي إلى طلب هائل على الغذاء.
على سبيل المثال، قد يصل الطلب على الحبوب، سواء للاستخدام الغذائي أو كعلف للحيوانات، إلى حوالي 3 مليارات طن بحلول عام 2050. كما يقدّر التقرير أن إطعام سكان عالمي يبلغ عددهم 9.1 مليار شخص في 2050 سيتطلب زيادة الإنتاج الغذائي الإجمالي بنحو 70 بالمئة بين 2005/07 و2050. وفي البلدان النامية، يجب أن تكون الزيادة تقريبًا 100 بالمئة.
تعتقد منظمة الأغذية والزراعة أن هذه الأهداف لا يمكن تحقيقها إلا من خلال نشر تقنيات تعزيز الإنتاجية. وتوضح بوضوح أن ما يصل إلى 90 بالمئة من النمو في إنتاج المحاصيل يجب أن يأتي من زيادة الغلات وكثافة الزراعة، مع ما تبقى من توسيع الأراضي.
في حين أن تحسين كفاءة إنتاج المحاصيل وزيادة معدل الغلة هو واقع، هناك أيضًا حاجة لجعل المحاصيل مقاومة للطقس غير المتوقع الناجم عن تغير المناخ حول العالم.
لقد رأينا بالفعل أن تقنية المينكروموسوم تساعد في إنتاج محاصيل مقاومة للجفاف. ومع ذلك، لإنتاج مثل هذه المحاصيل على نطاق أوسع، يحتاج العالم إلى المزيد والمزيد من الاستثمارات من الحكومات وكذلك الشركات المتعددة الجنسيات الكبيرة. والشيء الجيد هو أن مثل هذه الأمثلة موجودة بالفعل.
إذا تتبعنا أثر Chromatin Inc. الذي أنشأه باكتشافه، سنرى أن العديد من الشركات العالمية الكبيرة أبدت اهتمامًا بتقنيته لعدة سنوات. أولاً، ننظر إلى هذه التعبيرات عن الاهتمام، ثم سنتعمق في هذه الشركات لفهم الحلول ذات الصلة التي قد تكون لديها في هذا المجال.
- في عام 2007، منحت Chromatin شركة Syngenta Biology Inc. ترخيصًا غير حصري لاستخدام التقنية للذرة وفول الصويا.
- بعد Syngenta، أبرمت الشركة أيضًا اتفاقية مع Dow AgroSciences للبحث في دمج تقنية المينكروموسوم الخاصة بها مع تقنية Dow.
- كما وقعت اتفاقية مع Bayer Crop-science لاستخدام التقنية في نباتات القطن الخاصة بها.
سنستعرض الآن التطورات ذات الصلة بزيادة الغلة التي نفذتها هذه الشركات المتعددة الجنسيات الثلاث بنجاح حتى الآن.
1. Syngenta Biology Inc.
تستمر Syngenta في تطوير محاصيل بميزات بذور أكثر كفاءة. قدم مسرّع تحويل الصفات في Syngenta منتجات بذور الذرة التي تستخدم تقنيات متقدمة لتصبح جاهزة للسوق بسرعة.
بينما استمرت في استيعاب تقنيات مثل المينكروموسوم، عملت على نطاق واسع لتطوير مجالات البيولوجيا الجزيئية، والكيمياء الحيوية، وتحويل النباتات، والجنوميات التطبيقية. منتجاتها، مثل Agrisure Artesian، Agrisure Duracade، Agrisure Viptera، وEnogen، قدمت حلولًا موثوقة لتقنية البذور لمساعدة المزارعين على حماية غلاتهم من الأمطار غير المتوقعة والآفات الضارة.
SYT مخطط السعر
في 9 نوفمبر 2023، أعلن مجموعة Syngenta عن النتائج المالية للثلاثة أشهر الأولى والتاسع من عام 2023. بلغت مبيعات الأشهر التسعة الأولى من 2023 24.3 مليار دولار أمريكي، بانخفاض 6 بالمئة على أساس سنوي. وكان EBITDA أقل بنسبة 22٪ مقارنةً بعام 2022.
2. Dow AgroSciences
تمتلك شركة Dow مجموعة من حلول المحاصيل التي تشمل حلولًا لتحسين نمو النبات مع تقليل استهلاك الموارد. تضمن Dow أن حلول محاصيلها تساعد على تقليل الخسائر بحماية المحاصيل من الحشرات والأعشاب الضارة والأمراض. كما توفر توزيعًا فعالًا للمغذيات والمياه مع تمكين تصنيع المبيدات باستخدام مكونات موثوقة.
DOW مخطط السعر
نشرت Dow نتائج الربع الثالث 2023 في 24 أكتوبر 2023. سجلت الشركة مبيعات صافية قدرها 10.7 مليار دولار أمريكي، بانخفاض 24٪ مقارنةً بالفترة نفسها من العام السابق. كان ربح GAAP للسهم 0.42 دولار أمريكي، بينما كان ربح التشغيل للسهم (EPS) 0.48 دولار أمريكي، مقارنةً بـ1.11 دولار أمريكي في الفترة نفسها من العام السابق و0.75 دولار في الربع السابق.
3. Bayer Crop Science
تركّز Bayer Crop Sciences، جزء من Bayer Global، على الابتكارات حول البذور والصفات وحماية المحاصيل. ساعدت ابتكاراتها علماء التكنولوجيا الحيوية لديها على إجراء تحسينات مستهدفة داخل DNA النبات. تساعد حلولها في مكافحة الأعشاب من خلال تحمل مدمج للمبيدات وتساعد المزارعين على الحفاظ على الإمكانات الجينية لبذورهم مع زراعة أكثر كفاءة وتأثير بيئي أقل بشكل كبير.
وفقًا لـ Bayer، فإن فوائد حماية المحاصيل هائلة. تحمي آلية حماية المحاصيل حوالي 30 بالمئة من الغلات عالميًا، ما يعادل 550 مليون طن من الطعام يمكن أن يغذي أكثر من 2 مليار شخص.
يتضمن طيف حلول حماية المحاصيل من Bayer مبيدات الأعشاب، ومبيدات الفطريات، ومبيدات الحشرات. جميع حلولها مدعومة بكيمياء متقدمة، وابتكارات بيولوجية، ورؤى ميدانية مدفوعة بالبيانات. يؤدي التطبيق الدقيق لتقنياتها إلى بذور وصفات متقدمة للغاية.
في السنة المالية 2022، سجلت مجموعة Bayer مبيعات جماعية قدرها 50.739 مليار يورو، بارتفاع 8.7 بالمئة على أساس معدل العملة والمحفظة. ارتفع EBITDA قبل البنود الخاصة بنسبة 20.9 بالمئة إلى 13.513 مليار يورو.
مستقبل تقنية المينكروموسوم
النمو السكاني المتزايد، المناخ غير المتوقع، وعدم إمكانية توسيع الأراضي الصالحة للزراعة في جميع أنحاء العالم هي عوامل تؤدي إلى الحاجة إلى تقنيات إنتاج محاصيل أكثر تقدمًا مثل المينكروموسومات. أكثر الجوانب واعدة في تقنية المينكروموسوم هو أنها تمهد الطريق لمزيد من التقنيات المشابهة للظهور.
تظهر الأبحاث المتاحة أن التغييرات الجينية الفعّالة يمكن أن تساعد النبات على النمو بشكل أفضل رغم الظروف السلبية المحيطة به. على سبيل المثال، ارتفعت غلات الذرة بنسبة 10٪. لم يزد إنتاجها فحسب، بل أصبحت هذه الذرة أكثر تحملًا للجفاف، ومحتواها من الليسين أعلى، وقدرتها على إنتاج الإيثانول زادت.
يمكن للهندسة الوراثية، المبنية على تقنيات مثل المينكروموسومات، مقاومة مرض دموع البطاطس مع تقليل استخدام المبيدات الفطرية الكيميائية بنسبة تصل إلى 90٪. ليس فقط أن زراعة البطاطس أصبحت أقل تأثيرًا على البيئة الآن، بل أن المنتج يحتوي على عدد أقل من الكدمات والبقع السوداء. زادت قدرة تخزين هذه البطاطس، واستخدام المواد الكيميائية الأقل في إنتاجها جعلها أقل ضررًا لصحتنا.
ليس فقط الذرة والبطاطس، بل تستمر تقنية المينكروموسوم في تحسين إنتاج تفاح القطب الشمالي، وأنواع البابايا في هاواي، والكوسا الصيفية، والكوسا. ساعدت في حماية الفواكه من التحول إلى اللون البني مع الحفاظ على قيمتها الغذائية وطعمها. أثبتت فعاليتها ضد فيروس الحلقة، وفيروس الفسيفساء الصفراء، والعديد من الأنواع الضارة المماثلة. كما ساعدت في تطوير زيوت الصويا التي لا تحتوي على أي دهون متحولة، وهي ضارة بصحة القلب.
بشكل عام، يأتي الاهتمام المتزايد بالتقنيات الزراعية المبتكرة مثل المينكروموسومات في وقت يصبح فيه زيادة معدلات غلات المحاصيل أولوية عالمية، وذلك بشكل أكثر استدامة وببصمة كربونية أقل. هنا تتألق تقنية المينكروموسوم بأقصى قدر، حيث تساعد على تحقيق كلا الهدفين بشكل كبير. لذلك، يمكن توقع تدفق المزيد من الاستثمارات وأموال البحث في هذا المجال في الأيام القادمة.
انقر هنا لتعرف كيف تحمي الميكروبيوم النباتية الهندسية المحاصيل من البكتيريا.
