لماذا لم يدخل القمح الهجين مصر ولماذا لا ننتجه؟

لماذا لم يدخل القمح الهجين مصر ولماذا لا ننتجه؟
مصر:إيهاب محمد زايد
القمح هو عشب يزرع على نطاق واسع من أجل بذوره، وهو نوع من الحبوب التي تشكل غذاءً أساسيًا في جميع أنحاء العالم. وتشكل الأنواع العديدة من القمح مجتمعة جنس القمح وأكثر أنواع القمح انتشارًا هو القمح الشائع وتشير السجلات الأثرية إلى أن القمح كان يُزرع لأول مرة في مناطق الهلال الخصيب حوالي عام 9600 قبل الميلاد. ومن الناحية النباتية، فإن حبة القمح هي نوع من الفاكهة.
وقد نشأ الاهتمام بتطوير القمح الهجين ؛ نتيجة لعدة أحداث وقعت بعد الحرب العالمية الثانية بفترة وجيزة. فقد ارتفعت غلة الذرة بشكل كبير في الولايات المتحدة نتيجة للتحسينات التي أدخلت على الهجن؛ كما تم تطوير الذرة الرفيعة الهجينة بسرعة ونجاح؛ ولاحظ العلماء اليابانيون العقم السيتوبلازمي الذكري في القمح لأول مرة ثم تم العثور على مصدر مختلف للعقم السيتوبلازمي واستعادة الخصوبة الذكرية في الولايات المتحدة وشكلت هذه الاكتشافات الأخيرة الأساس لعقدين من البحث المكثف والعمل التنموي الهادف إلى تطوير القمح الهجين.
في الثمانينات كان الانفتاح الكبير لمصر في عالم الموارد والمصادر النباتية والحيوانية وارتفعت الغلة الانتاجية وخصوصا بالقمح ومحاصيل الحبوب والبقول الاخري. إلا إن هناك بعض من التقنيات في تربية القمح مازالت محل تساؤل وخصوصا بعد أن ترعرعت الشركات المتعددة الجنسيات بكل الاوطان بالشرق الاوسط وخصوصا مصر.
لقد مر ما يزيد قليلاً عن 100 عام عندما بدأت الشمس تشرق ببطء على تقنية جديدة كان من المقرر أن تحول الزراعة في الولايات المتحدة. وبينما استغرق الأمر بضعة عقود حتى تترسخ عملية تهجين المحاصيل، فإن الابتكار في النهاية سيحول تمامًا زراعة المحاصيل ويلعب دورًا محوريًا في صعود الذرة كـ “ملك” للزراعة في الولايات المتحدة.
على مدى السنوات الأربعين الماضية، أدى هذا التحول إلى إبعاد القمح أكثر فأكثر عن موقعه المركزي السابق في الاقتصاد الزراعي. وبفضل إدخال الأصناف الهجينة، ارتفعت غلة الذرة في الولايات المتحدة بشكل مطرد أسرع من القمح، مما ساعد الذرة على التعدي على الأراضي التي تعتبر قلب بلد القمح.
لقد حصدت ولاية كانساس، التي طالما وصفت بأنها سلة الخبز للولايات المتحدة، كمية من الذرة تفوق كمية القمح، بل وأكثر من ذلك بكثير، كل عام تقريباً منذ عام 2003. وعلى مدى السنوات الثلاث الماضية، بلغ متوسط ​​إنتاج الذرة في كانساس 736 مليون بوشل، مقابل إنتاج القمح الذي بلغ 302 مليون بوشل. وفي عام 1950، على سبيل المقارنة، أنتجت كانساس 178 مليون بوشل من القمح و52 مليون بوشل من الذرة.
على الرغم من تقديمها لأول مرة في عشرينيات القرن العشرين، إلا أن تكنولوجيا الذرة الهجينة لم تكتسب زخمًا حتى أربعينيات القرن العشرين. وكان التأثير التراكمي على مدى العقود الثمانية الماضية غير عادي. كانت غلة الذرة المتوقعة من قبل وزارة الزراعة الأمريكية لمحصول عام 2021 180 بوشلًا للفدان، بزيادة 475٪ عن غلة عام 1940 البالغة 76 بوشلًا. وخلال نفس الفترة، زادت غلة القمح بنسبة 231٪. ومؤخرًا، منذ عام 1980، ارتفعت غلة الذرة بنسبة 97٪، مقابل 51٪ للقمح. وعلى مدى السنوات الأربعين الماضية، زادت مساحة الذرة بنسبة 8٪ بينما انخفضت مساحة القمح بنسبة 43٪.
لماذا لم يتم تطوير هجينات القمح وتقديمها جنبًا إلى جنب مع هجينات الذرة في أربعينيات القرن العشرين؟ إن السبب الأول هو أن القمح كان يستفيد بالفعل من برامج التربية الناجحة في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين، ولم تكن الحاجة إلى زيادة الغلة من خلال التهجين ملحة. وعلى النقيض من ذلك، على مدى الثلاثين عامًا التي سبقت عام 1940، كانت غلات الذرة بالكاد تتحرك.في الواقع، من منتصف ستينيات القرن التاسع عشر وحتى ذروتها في عام 1915، قفزت غلات القمح بنسبة 52٪. بلغت ذروة غلات الذرة، التي بلغتها في عام 1906، حوالي 30٪.
“كانت نسبة النمو في الذرة ثابتة بشكل أساسي، على عكس القمح، الذي شهد تحسينات مستمرة لأننا كان لدينا قطاع تربية مخصص جيد جدًا يعمل على ذلك” وقد حاولت الشركات الامريكية الخاصة تقديم هجينات القمح من وقت لآخر على مدار القرن الماضي، ولكن لأن أصناف القمح المهجنة شهدت زيادات متواضعة في الغلة، فشلت الهجن التي تم تقديمها في فصل نفسها بشكل كافٍ عن الأصناف التقليدية.”استمرت البرامج العامة والخاصة في تحسين منافسيها، والأصناف”، كما قال. “ولم تتمكن الهجن أبدًا من الابتعاد عن ما كان يأتي من الخلف”.
بالسبب الرئيسي الثاني وراء نجاح برامج تهجين الذرة أكثر من القمح.”كان من السهل نسبيًا صنع الهجن في الذرة”، “إنه أكثر صعوبة في القمح”. يتطلب الحبوب الهجينة، التي يتم إنتاجها عن طريق تهجين سلالتين من سلالات داخلية، تعقيم المكونات الذكرية لأحد الوالدين، لمنع النبات من التلقيح الذاتي.
في حالة الذرة، يكون التعقيم سهلًا نسبيًا. وبمجرد ظهورها في الحقل، يتم إزالة الشرابة (الذكر) من النبات، ويتم تخصيب السنبلة (الأنثى) بواسطة نبات آخر. تنمو صفوف متعددة من النباتات الأنثوية المنزوعة الشرابة بجانب صفوف مفردة أو مزدوجة من النباتات الذكرية، حيث يقوم حبوب اللقاح منها بتخصيب النباتات الأنثوية، والتي تولد بعد ذلك البذور الهجينة.
في حالة القمح، من المستحيل إزالة الأجزاء الذكرية (السداة) فعليًا واقتصاديًا من النباتات الأنثوية. إن هناك تحديات أخرى. تم استخدام تطبيق وكالات التهجين الكيميائي CHA) ) لتعقيم الأجزاء الذكرية من نباتات القمح، لكن هذه التقنية لها نافذة تطبيق ضيقة لنجاح التلقيح. تنتج الذرة حبوب لقاح أكثر من القمح، ولا يبقى حبوب لقاح القمح على قيد الحياة لفترة طويلة.
إن العديد من المربين والشركات ينظرون إلى الذرة باعتبارها النظام النموذجي ويشعرون بالرهبة. فشلت محاولات العديد من الشركات في الثمانينيات لتطوير قمح هجين، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الافتقار إلى التعاون مع برامج التربية العامة. “لا تنسوا أن الأمر بدأ قبل 100 عام”.
“ومن الأمثلة الأفضل على ذلك الكانولا الهجين، أو الأرز الهجين. وهو أحدث كثيراً. ففي الأرز، عملوا لمدة 30 عاماً ولم يتوصلوا إلى نظام إنتاج يستحق الجهد المبذول. وأخيراً، توصلوا إلى كيفية إنتاج الهجائن على نطاق واسع. وسوف يتطلب القمح الهجين استثماراً مستداماً”.أنه في أحدث مسح لقطاع التربية في النبات، كان 900 مربي يعملون على الذرة، 870 منهم من القطاع الخاص و30 من القطاع العام.فلديك كميات هائلة من الاستثمار”.
“بالنسبة للقمح، كان العدد 120 مربياً، نصفهم من القطاع العام ونصفهم من القطاع الخاص. وإذا كان لديك سبعة أضعاف عدد المربين، فمن المتوقع أن تكون إنتاجيتهم أعلى”.إن استخدام عوامل التهجين الكيميائي ساعد المربين على إثبات إمكانات القمح الهجين، لكنه حذر من أن النجاح التجاري سوف يعتمد على الحلول غير الكيميائية.
وقال: “إن ممارسة التهجين عن طريق عوامل التهجين الكيميائي ليست مستدامة”. “تخضع مركبات عوامل التهجين الكيميائي لضوابط صارمة تحد من المساحة التي يمكن تطبيقها عليها، كما أن عملية التعقيم نفسها حساسة للغاية من حيث التوقيت والظروف البيئية وعلم وظائف الأعضاء للمحصول، وما إلى ذلك. ولكي يكتسب القمح الهجين حصة في السوق، فإن نظام التهجين البديل الذي يمكن نشره على نطاق واسع أمر ضروري”.
تستخدم شركات مثل سينجينتا تقنيات غير كيميائية في برامج التربية لإنشاء نباتات عقيمة ذكور. تسمى هذه التقنية العقم الذكري السيتوبلازمي وهي تولد والدا أنثى مرغوبة عن طريق استبدال سيتوبلازمها، وهو مكون خلوي ضروري لنمو النبات وتكاثره، بسيتوبلازم بديل يفشل في دعم نمو السداة أو حبوب اللقاح. يؤدي هذا التبديل السيتوبلازمي، الذي يتم من خلال عملية تربية متعددة الأجيال، إلى تعقيم الأجزاء الذكرية للنبات (السداة أو السداة) ولكنه يترك السلالة الأبوية سليمًه وجاهزًا للتلقيح بواسطة السلالة الثانية أو الخط الأبوي الذكري.
في المحاصيل مثل عباد الشمس، وبنجر السكر، وبذور اللفت، ولكن أيضًا الشعير والجاودار، نجحت أنظمة CMS المماثلة في إنتاج بذور هجينة لسنوات عديدة.في حالة القمح، تُزرع البذور الأنثوية (المخصية) مع الآباء الذكور في مزيج بنسبة 95:5 تقريبًا، حيث تضمن النباتات الذكور التلقيح المناسب للنباتات الأنثوية.”يتم حصاد البذور معًا بعد ذلك. وبالتالي فإن القمح الهجين ليس موحدًا مثل الذرة لأن البذور الهجينة ستحتوي أيضًا على نسبة منخفضة من النباتات الذكورية باستخدام هذه التقنية”.
يستخدم المربون الآخرون تقنية مماثلة لإنتاج الذرة الهجينة، حيث يتم زرع ثلاث شرائح مثقبة من البذور الأنثوية لكل شريحة من الذكور.إن الحالة الإنسانية للاستثمار في البرامج الهجينة مقنعة. تحدث عن هذا الموضوع اتحاد تسلسل جينوم القمح الدولي.
أهمية القمح الهجين في “إننا نعلم إلى أي مدى من المتوقع أن ينمو عدد السكان، ونعلم أيضاً أن هذا العدد لن يأكل مثل عدد السكان اليوم إنهم سوف يصبحون أكثر ازدهاراً وسوف يأكلون أكثر، لذا فنحن بحاجة إلى تحسين إنتاجنا من الحبوب بنسبة تتراوح بين 1.4% و1.7% سنوياً. وفي الوقت الحالي، في السهول العظمى، سلة الخبز في أميركا، نحن عند 0.9%. لذا إذا لم يكن لديك خطة لزيادة إنتاج الحبوب بنسبة تتراوح بين 1.4% و1.7% سنوياً، فإنك بذلك تكون قد وضعت خطة للفشل. والفشل لا يمكن أن يكون خياراً”.
وبالنظر إلى ما هو أبعد من الولايات المتحدة، ببيانات تظهر أن إنتاج القمح في العالم النامي يرتفع بنسبة 1% سنوياً، وأن إنتاج الأرز يرتفع بنفس المعدل. ويبلغ متوسط ​​إنتاج الذرة أكثر من 2%. ولا ترتفع إنتاجية القمح في العالم المتقدم، وترتفع إنتاجية الذرة بنحو 1.5% سنوياً. لذا فإنهم في الملعب نحو النمو وهو عائق استمرئ من خلاله مربي القمح المصري عدم السعي نحو قوة الهجين بالقمح
بدلاً من التخويف من نجاح الذرة الهجينة والاستسلام، ينبغي لمجتمع القمح أن ينظر إلى الأرز لمعرفة ما قد يكون ممكناً. لقد واجه الأرز الهجين تحديات مماثلة، وصمدوا واستمروا في ذلك. لقد قيل لهم إنه لن ينجح لدينا الان بمصر الارز الهجين. لا يمكنك القيام بذلك. إنه محصول تلقيح ذاتي. لا يمكنك إنتاج محاصيل تلقيح متبادل، وقد حدث ذلك حتى اكتشفوا النظام. توفي والد الأرز الهجين يوان لونجبينج.
والآن هناك أكثر من 17 مليون هكتار من الأرز الهجين المزروع على مستوى العالم. ويتم إطعام الملايين من الناس بسبب ذلك. السؤال: أين كان القمح ليكون – لأن هناك 100000 إلى 200000 هكتار فقط للقمح الهجين – إذا استمر شخص ما في العمل على القمح الهجين؟”أن الأمر سيتطلب قدرًا كبيرًا من الوقت والاستثمار إذا كان القمح الهجين سيكتسب موطئ قدم في الولايات المتحدة كرائد والعالم.
إن رسم خريطة جينوم القمح والدروس المستفادة من هذا الاختراق الذي قاده باحثون في أوروبا سيجعل تحديد الأزواج الهجينة الناجحة أكثر كفاءة. وتحقيقًا لهذه الغاية، تتعاون جامعة نبراسكا مع جامعة تكساس إيه آند إم في مبادرة هجينة حيث ساهم كل برنامج تربية جامعي بـ 25 ذكرًا و50 أنثى، أي ما يعادل 150 سلالة قمح في المجموع.
إذا كان لديك 150 سلالة في المجموع، فيمكنك صنع 11175 هجينًا”. “لا يمكنك صنعها، ولا يمكنك اختبارها، ولكن باستخدام الخوارزميات في ألمانيا يمكننا صنع 700 هجين. وهذا يعني 25 ذكرًا و14 أنثى وهناك مجموعة مختلفة من الإناث لكل ذكر من موقعين. “هذا للتأكد من عدم حدوث كارثة مناخية.”وبفضل علم رسم خرائط الجينوم، قال إن اختبار 700 هجين يسمح للعلماء بالتنبؤ بدقة بأداء بقية السلالات المتبقية البالغ عددها 10475.
وقد أسفرت التجارب التي استمرت عامين عن نتائج واعدة حيث تفوقت العديد من الهجائن على الاختبارات الأكثر نجاحًا من السلالات المتجانسة. لذا يمكن العثور على التزاوج (عندما يتفوق فرد مهجن على كلا الوالدين، والمعروف أيضًا باسم قوة الهجين). النقطة الأساسية هي أنه سيتعين عليك التكاثر من أجل ذلك. لم تصل الذرة الهجينة إلى ما هي عليه اليوم من خلال مائة عام من الصدفة العشوائية، وكان من الصعب جدًا التكاثر من أجل التزاوج وهذا ما نراه الن في هجن الذرة المصرية بالقطاع العام والقطاع الخاص
إنه من المستحيل التنبؤ بما إذا كان اعتماد التهجين في القمح سيعكس تآكل مساحة زراعة القمح في الولايات المتحدة وفي العالم . في نهاية المطاف، فإن إيجاد طريقة للسيطرة على تكلفة السلع سيحدد ما إذا كان القمح الهجين سيكتسب موطئ قدم أخيرًا، لكني واثق من تحقيق قوة الهجين. هناك خوارزميات ممتازة حقًا للتنبؤ بقوة الهجين”. “هذا فقط بسبب معلومات التسلسل للجينوم. سمحت البيانات الضخمة بذلك.
تعود الشركات إلى القمح الهجين. إنهم يرون الفرصة ويستحق الاستثمار لصالح المزارع والمستخدم النهائي والمستهلك”. تعطي الأصناف الهجينة غلة متزايدة وجودة محسنة للحبوب في كل من المحاصيل الملقحة ذاتيًا والمختلطة. ومع ذلك، لم تحقق الأصناف الهجينة في المحاصيل الملقحة ذاتيًا (خاصة الحبوب) نجاحًا كبيرًا، باستثناء الأرز الهجين في الصين. وفي حالة القمح الهجين، وعلى الرغم من الإخفاقات السابقة، فقد بُذِلت جهود متجددة في السنوات الأخيرة وتم إنتاج وتسويق أصناف هجينة ذات سمات مرغوبة في بعض البلدان الأوروبية.
فالقمح الهجين له عودة حديثة خلال أواخر تسعينيات القرن العشرين وما بعدها، عاد القمح الهجين إلى الظهور. وأصبح هذا ممكنًا بفضل ترخيص التسويق من قبل هيئات مراقبة المحاصيل في الولايات المتحدة وأوروبا، وأيضًا بسبب الاهتمام المتجدد بـ العقم الذكري السيتوبلازمي CMS في أجزاء مختلفة من العالم بما في ذلك الهند والصين والمكسيك من خلال منظمة دولية مختصة بتربية القمح تسمي السيمت والتي بنت قاعدة التطور في الانتجية المصرية للقمح.
وعلى الرغم من الاهتمام الهائل والجهود الدؤوبة على مستوى العالم، فإن الحلم الذي دام عقوداً من الزمان بالقمح الهجين لا يزال غير محقق. فقد تم الكشف عن اكتشافات علمية مثيرة حول عوامل التهجين الكيميائية (CHA) والعقم الذكري السيتوبلازمي (CMS) منذ عقود من الزمان.
ولم تكن الاستثمارات في البحث والتطوير للقمح الهجين خلال الستينيات والتسعينيات من القرن العشرين غير شائعة بالنسبة لمنظمات البحوث الزراعية العامة والخاصة في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك، لا يزال القمح الهجين إلى حد كبير عملاً غير مكتمل اليوم. ومن بين العوائق الرئيسية في تطوير القمح الهجين التزامه البيولوجي بالتلقيح الذاتي. ويعد التعديل الكبير في بيولوجيته الزهرية وسلوكه الشرط الأول والضروري لتطوير قمح هجين.
وعلاوة على ذلك، فقد لوحظ أن التفوق المحقق للقمح الهجين، أي التهجين الهجين، مقارنة بالصنف التقليدي المتجانس كان محدودًا مقارنة بالمحاصيل الهجينة الناجحة الأخرى. إن هذا يرجع إلى حد كبير إلى طبيعة التزاوج الذاتي لهذا المحصول الذي تطور من خلال التكيف مع التزاوج الداخلي وربما من خلال الانتقاء ضد الأليلات الضارة التي تؤثر سلبًا على الحالة المتجانسة.
وعلى الرغم من الجهود العديدة التي تم استثمارها في الماضي لتطوير وتصميم نظام قمح هجين مناسب، إلا أن الجهد الدؤوب نحو التربية الهجينة يبدو مفقودًا. وفي هذا الصدد، ليس من الضروري مقارنة التزاوج الهجين بأفضل الأصناف المتجانسة المتاحة حاليًا واستنتاج ذلك بناءً على كمية محدودة من الوقت والموارد المستثمرة في القمح الهجين.
ومن أجل إطعام السكان المتزايدين في العقود القادمة، لا يوجد الكثير من الخيارات سوى إيجاد خطوة تغييرية تعزز بشكل كبير إمكانات إنتاج القمح وربما ينطبق نفس الشيء على المحاصيل الأخرى المهمة اقتصاديًا. ومن المعتقد بقوة أن القمح الهجين لا يزال يمكن أن يكون الحل الرئيسي للطلب المتزايد على الغذاء.
نحن في القرن الحادي والعشرين محاطون بفهم علمي متقدم وتقنيات متطورة وقدرة حاسوبية هائلة. في هذه الخلفية، يحاول فصل الكتاب هذا مراجعة الأعمال السابقة بشكل موجز حول القضايا المتعلقة بالقمح الهجين، مثل التزاوج، وأنظمة الإنتاج الهجين، وتطبيق علم الجينوم، وتقديم وجهات نظر موجزة حول مستقبل القمح الهجين في أقسام مختلفة.
علاوة على ذلك، حاولنا تقديم حساب حول اقتصاديات القمح الهجين المرتبطة بتسويق القمح الهجين في سياق الهند. طوال الفصل، تم توضيح الأقسام ذات الصلة ببعض الأساليب الرئيسية التي تمارس والنتائج التي لوحظت في برنامج القمح الهجين التابع لـمنظمة السيميت CIMMYT.
الجانب الفني للقمح الهجين معقد فنيا
و سلالات القمح من العقم الذكري واستعادة الخصوبة بالنسبة لبرنامج إنتاج البذور الهجينة في أي محصول، يجب أن تكون الأنثى الأم عقيمة ذكوريًا، ما لم يكن الخصي اليدوي اقتصاديًا (كما هو الحال في بعض المحاصيل النباتية). يتم تحقيق ذلك بشكل أساسي من خلال أي من الأساليب التالية: (1) العقم الذكري السيتوبلازمي/الوراثي (بما في ذلك CMS من النوع YA)؛ (2) الحث الاصطناعي من خلال عامل التهجين الكيميائي (CHA) أو المعالجة الضوئية/الحرارية؛ (3) العقم الذكري الوراثي؛ (4) العقم الكروموسومي.
العقم الذكري السيتوبلازمي CMS واستعادة الخصوبة (نظام A-B-R ثلاثي الخطوط) و يتكون برنامج إنتاج بذور القمح الهجين ثلاثي الخطوط من الخطوط الثلاثة التالية: (1) الخط A، الأنثى الأم، والتي يجب أن تكون عقيمة ذكوريًا؛ (2) الخط R، الوالد الذكر الذي يحمل جينًا واحدًا أو أكثر لاستعادة الخصوبة (جينات Rf)؛ و (3) الخط B، الصائن، وهو خصيب، ولكنه مشابه وراثيًا لأنثى CMS ( سلالة العقم الذكري السيتوبلازمي أي الانثي A .
أنظمة CMS المستمدة من الأنواع الغريبة في الوقت الحاضر، يُعرف ما يصل إلى > 70 سيتوبلازمًا مختلفًا، والتي تسبب العقم الذكري السيتوبلازمي في القمح في الدراسات الحديثة، تم اكتشاف أربعة سيتوبلازم ذكورية عقيمة غريبة جديدة (Ae. kotschyi وAe. uniaristata وAe. mutica وH. chilense)).
وقد تم وصف تقنيات جديدة، والتي تشمل نظام استعادة الخصوبة CMS القائم على Hordeum chilense، ونظام XYZ-4E-ms الكروموسومي، والتقنيات المعدلة وراثيًا التالية: (1) العقم الذكري المشروط الذي يتضمن استخدام التعبير الخاص بالتابيتوم عن جين يحول مادة سامة إلى مادة سامة نباتية تسبب العقم الذكري؛ (2) نظام barnase-barstar SeedLink من Bayer CropScience؛ (3) نظام split-barnase الذي يلغي الحاجة إلى خط استعادة ذكور قائم على barstar؛ و(4) تقنية إنتاج البذور من DuPont-Pioneer التي تستخدم الجينات المعدلة وراثيًا في إنتاج سلالات عقم ذكوري، ولكنها تعطي بذورًا هجينة بدون جينات معدلة وراثيًا.
كما إن هناك موجزًا ​​للدراسات التي أجريت لاكتشاف QTL غير المتجانسة، والتنبؤ الجينومي بقوة الهجين وتطوير المجموعات/الأنماط غير المتجانسة وأهميتها في إنتاج القمح الهجين. كما إن مشكلة ارتفاع تكلفة البذور الهجينة بسبب ارتفاع معدل البذور المطلوب في القمح مقارنة بالأرز الهجين. للجهود الحالية والاحتمالات المستقبلية لجعل القمح الهجين ناجحًا تجاريًا.
والأساس الجزيئي لعلامات الجزيئية لجينات استعادة الخصوبة Rfقد يكون استعادة الخصوبة في سلالات العقم الذكري السيتوبلازمي بسبب جينات Rf الفردية جزئيًا ويتأثر أيضًا بالعوامل البيئية لذلك، من أجل النقل الفعال ل لجينات استعادة الخصوبة Rf الفردية وهرمها، تم تطوير العلامات الجزيئية المرتبطة بالعديد من لجينات استعادة الخصوبة باستخدام تحليل الارتباط/QTL؛ ترتبط بعض هذه العلامات ارتباطًا وثيقًا بمسافة وراثية منخفضة تصل إلى0.4 سنتمورجن وهي مسافة وراثية وهذه وحدة قياسها.
وقد تراوحت المسافة بين جينات استرداد الخصوبة الثالث Rf3 والعلامة من 0.4 إلى 2.3 سنتيمولر، مما يشير إلى ارتباط وثيق، مما يشير إلى ملاءمتها للاستخدام في الاختيار بمساعدة العلامة لترسيخ جينات استرداد الخصوبة الثالث على جينات Rf الأخرى.
وقد يتم أيضًا تطوير علامات مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بجينات Rf الأخرى (بما في ذلك Rf2 وRf5 وRf6 وRf7) في المستقبل. حاليًا، تعمل منظمة السيمت، المكسيك، على تطوير علامات جزيئية جديدة لجينات Rf المختلفة، وستكون العلامات المرتبطة متاحة في المجال العام في المستقبل القريب.
القمح الهجين في بلاد العالم
وقد تم ذكرالقمح الهجين في أوروبا والولايات المتحدة بدءًا من تسعينيات القرن العشرين، تم تسويق أكثر من 60 نوعًا من القمح الهجين في أوروبا والولايات المتحدة، مع إطلاق غالبية الأصناف في أوروبا وفقًا لبعض التقارير، زادت المساحة المزروعة بالقمح الهجين في أوروبا من حوالي 100000 هكتار في عام 2002 إلى 560000 هكتار في عام 2017-2018. في الولايات المتحدة، تركز ثلاث شركات (BASF وAgriPro Syngenta وDuPont-Pioneer) على تطوير القمح الهجين.
وفي القطاع العام الامريكي يبذل مربي القمح من Texas A&M AgriLife Research وجامعة نبراسكا-لينكولن في الولايات المتحدة جهودًا مشتركة لتطوير أصناف قمح هجينة. يهدف المشروع إلى الاستخدام المتكامل لـ CHA والتربية والنمذجة الظاهرية والاختيار الجينومي ورسم خرائط QTL وإنشاء مجموعات متغايرة للمساعدة في توليد قاعدة معرفية وموارد الأصول الوراثية لإطلاق صناعة القمح الهجين بنجاح في الولايات المتحدة الأمريكية.
والقمح الهجين في الهند في عام 2009، بدأ المركز الدولي للبحوث الزراعية في الهند مشروع شبكة للقمح الهجين باستخدام نهج العقم الذكري السيتوبلازمي CMS، ولكن لم يتم تطوير أي أصناف هجينة. ومن بين بعض الشركات الخاصة، أطلقت شركة ماهيكو (شركة بذور هجينة مقرها ماهاراشترا) نوعين هجينين من القمح (Pratham 7070 وPratham 7272) في عام 2002 باستخدام نظام العقم الذكري السيتوبلازمي للزراعة في ظل ظروف المدخلات المنخفضة في وسط وشبه جزيرة الهند.
وعلى الرغم من أن هذه الأصناف الهجينة كانت تشغل أكثر من 60 ألف فدان في ست ولايات بحلول عام 2004 إلا أنها لم تتمكن من المنافسة مع الأصناف النقية عالية الغلة التي تم تطويرها حديثًا، وبالتالي تم إيقافها. ينصب التركيز الحالي في الهند على تطوير القمح الهجين للبيئات المواتية في سهول نهر الجانج في شمال غرب البلاد على أمل الحصول على غلات أعلى. كما تقوم بعض الشركات الخاصة مثل سينجينتا باستثمارات لتطوير أصناف القمح الهجين لمناطق زراعة القمح الرئيسية والمناطق الهامشية. تزعم شركة سينجينتا أنها ستكون قادرة على إطلاق أول صنف من القمح الهجين في الهند في وقت مبكر من الأعوام القادمة.
على الرغم من عدم وجود ما يشير إلى إمكانية حدوث ذلك على السطح. لذلك، قد يستغرق الأمر وقتًا أطول بكثير من المتوقع حتى يصل القمح الهجين إلى المستوى التجاري في الهند، خاصة مع الأخذ في الاعتبار التقدم البطيء الذي شهدناه حتى في تسويق الأرز الهجين، والذي شهد نجاحًا كبيرًا في الدولة المجاورة الصين.
نجاح القمح الهجين في الصين فقد بدأت الجهود الرامية إلى تطوير أصناف القمح الهجين في أواخر الثمانينيات وتم تطوير العديد من الهجائن التجريبية ذات التهجين الكبير باستخدام أنظمة العقم الذكري السيتوبلازمي و CHA حتى الآن، تم تطوير أكثر من 50 هجين قمح بزيادة في الغلة تتراوح بين 10% و20%؛ ومن بين هذه الأصناف، تمت الموافقة أيضًا على الأصناف الهجينة السبعة التالية من خلال التجارب الوطنية والإقليمية: جينجماي 6، جينجماي 7، ميانيانج 32، ميانزاماي 168، يونزا 3، يونزا 5 ويونزا 6.
وخلال الفترة 2009-2012، تمت زراعة أصناف القمح الهجين في الصين على مساحة تبلغ حوالي 66700 مليون هكتار للعرض مع تحسن متوسط ​​في الغلة بنسبة 15.7% في 11 مقاطعة. وبفضل هذا النجاح الذي حققته زراعة القمح الهجين، أسس “مركز بكين لبحوث الهندسة للقمح الهجين” التابع لأكاديمية بكين لعلوم الزراعة والغابات BAAFS و” China Seed” شركة قمح هجين في عام 2011، وتعاونا مع باكستان وأوروجواي وهولندا
كما تم اختبار صنفين هجينين (قمح بكين رقم 6 و7)، طورتهما BAAFS، بنجاح على نطاق تجريبي في عام 2012 في باكستان مع توقع إمكانية زيادة إنتاج القمح المحلي بنسبة 50٪ وباستخدام نظام PGTMS، يبدو أن الصين وباكستان تتعاونان أيضًا لتطوير أصناف قمح هجينة موفرة للمياه ومقاومة للجفاف.
خلال التسعينيات، أعيد إطلاق برنامج القمح الهجين من خلال جهد تعاوني مشترك بين منظمة السيميت وشكرة مونسانتو، حيث تم استخدام ” Genesis” كمبيد للجاميطات وهي الأمشاج الانثوية والأمشاج الذكورية لتخضع إلي برنامج تهجين القمح في عام 1996 (تم إيقاف البرنامج السابق الذي يتضمن إناث ذات عقم ذكري سيتوبلازمي T. timopheevii CMS وذكور restorer قابلة لرد الذكورية بالاناث والذي بدأ في عام 1962).
و خلال الفترة 2002-2004، كان هناك إحياء للاهتمام بنظام CMS/Rf؛ ولم يستمر هذا الاهتمام أيضًا لفترة كافية لتطوير أي منتج. خلال العقد الحالي (بدءًا من عام 2010)، مع الاهتمام المتجدد بالقمح الهجين بين مجتمع القمح العالمي، قررت منظمة السيميت CIMMYT تناول برنامج القمح الهجين مرة أخرى كواحدة من أولويات البحث الاستراتيجية.
تم الإعلان عن تعاون جديد في مجال أبحاث القمح الهجين في عام 2011 بين منظمة السيمت و شركة سينجيتا الامريكية وSyngenta من أجل التحقيق في مدى التزاوج في الموارد الوراثية للقمح الربيعي في منظمة السيمت وقد تم تسهيل ذلك من خلال إدخال هجائن القمح الأسترالية التي تم تطويرها وتسويقها خلال التسعينيات.
ونتيجة لهذا الجهد، تم إنتاج وتقييم أكثر من 5000 تركيبة هجينة تعتمد على CHA في المكسيك والهند أيضًا. ومع التقدم في تربية الأنواع المستعادة وتطوير سلالات العقم الذكري السيتوبلازمي CMS، بدأ السيمت أيضًا في اختبار السلالات الهجينة CMS مرة أخرى.
أبلغت وحدة سينجينتا الفرنسية رويترز أن الشركة أرجأت إطلاق نوع مماثل من القمح تم اختباره في فرنسا بعد نتائج مخيبة للآمال. وقالت الشركة إن الهجن الأمريكية والفرنسية تم تصميمها لظروف النمو المحلية، والتي يمكن أن تشمل التهديدات من أمراض النبات والحاجة إلى تلبية معايير الجودة للطحن والخبز.
قالت شركة سينجينتا الصينية إن قمحها الأمريكي، الذي سيتم بيعه تحت العلامة التجارية أجري برو، يمكن أن يزيد الغلة بنسبة تصل إلى 12% إلى 15% ويجعل المحاصيل أكثر استقرارًا، مضيفة أنه يجتذب اهتمامًا قويًا من المزارعين.
وقال جون ريتش، رئيس عمليات الحبوب في أمريكا الشمالية بشركة سينجينتا سيدز: “القمح هو المحصول الغذائي الرئيسي الوحيد الذي لم يستفد بعد من التكنولوجيا الكبيرة. ستغير البذور الهجينة هذا”. لا يزال إنتاج بذور القمح الهجين أكثر تعقيدًا وتكلفة من القمح التقليدي. وهذا يعني أن المزارعين الذين يزرعون المحصول يجب أن يروا حصادًا محسنًا بشكل كبير لتبرير أسعار البذور الأعلى، كما قال منتجو البذور.
وقال الباحثون إن الحصاد يجب أن يتحسن أيضًا بما يكفي لإقناع المزارعين بشراء بذور هجينة جديدة كل عام، بدلاً من حفظ القمح من الحصاد السابق كما يفعل الكثيرون مع البذور التقليدية. وفي بارك ريفر بولاية نورث داكوتا، زرعت شركة هانكي سيد بذور القمح الهجين من سينجينتا على مساحة 30 فدانًا وأنتجت أيضًا المحصول للحبوب على مساحة 80 فدانًا كاختبار للعملاء المستقبليين، كما قال المالك ديف هانكي. لقد زرع القمح المزروع للحبوب في أفضل تربة لديه وقال إنه ينتج لقد حقق أفضل محصول له.
وقالت الوحدة الفرنسية لشركة سينجينتا إنها تأمل في تسويق مجموعة متنوعة من القمح الهجين في فرنسا في عام 2025، بعد فشل أول أنواعها الهجينة هناك في الوصول إلى أهداف الغلة في التجارب خلال عام حار وجاف. وقالت الشركة إنه في حين أن الأنواع الهجينة الأولى “حققت أفضل النتائج في السوق، فنحن بحاجة إلى تجاوز ذلك”.
ومن المتوقع أن يتقلص مخزون القمح العالمي إلى مجرد مخزون يكفي لمدة 98 يومًا بحلول نهاية العام التسويقي 2022/2023، وهو أدنى مستوى في ثماني سنوات، وفقًا لبيانات الحكومة الأمريكية.
وتخطط شركة باسف الألمانية لإطلاق بذور قمح هجينة، تعرف باسم “إيدلتيس”، في أوروبا والولايات المتحدة وكندا في النصف الثاني من العقد، بحسب بيتر إيكيس، رئيس قسم البحث والتطوير في شركة باسف للحلول الزراعية. وفي الوقت نفسه، قالت شركة باير إن قمحها الهجين سيُطرح أيضًا “بحلول الجزء الأخير من هذا العقد”، وأنها شهدت زيادات في الغلة بنحو 15% أو أكثر في التجارب.
سوف تكون التكلفة أعلى بشكل كبير وربما لا أملك بيانات جيدة حقيقية لإثبات أن الأمر يستحق التكلفة الإضافية”. إن القمح الهجين يمكن أن ينتج نتائج أكثر تجانسًا عبر الحقول مقارنة بالقمح التقليدي، وقد ينتج غلات أفضل على التربة الفقيرة. ورفض التحدث عن التفاصيل بسبب اتفاقية عدم الإفصاح مع سينجينتا.
لإنتاج بذور هجينة، زرع مزيجًا من النباتات الذكور والإناث في حقوله ثم أحاطها بحدود من النباتات الذكور لضمان أن حبوب اللقاح الخاصة بها كانت حبوب اللقاح الوحيدة المتاحة للإناث.
بالنسبة لاسرائيل باحثون إسرائيليون يطورون قمحًا مقاومًا للطقس من خلال هجين قال باحثون إسرائيليون إن باحثين إسرائيليين ابتكروا صنف قمح حديث محسن، بإضافة جزء من جين القمح البري إليه.وبهذه الطريقة، أعاد الباحثون للقمح الحديث صفات أساسية فقدها في عملية التدجين قبل آلاف السنين، مما جعله أكثر مقاومة للتغيرات المناخية والظروف الجافة للغاية.
وتشمل الصفات المفقودة صفات تشريحية وفسيولوجية تتعلق بنظام الجذر، مع تأثير كبير على توازن الماء في النبات وقدرته على التعامل مع الظروف المناخية المتغيرة.في دراسة نشرت في مجلة Plant, Cell and Environment، قام باحثو HUJI بتهجين القمح البري والمزروع، بهدف استعادة الصفات الحيوية المفقودة.
من خلال الجمع بين التوصيف الشامل لنظام الجذر والتسلسل الجيني، حدد الفريق المناطق الجينومية للقمح البري التي تساهم في الصفات المفقودة.ثم أدى إدخال هذه المناطق في أصناف القمح الحديثة إلى تحسين كفاءة نقل المياه عبر الجذور. وفي اختبار ميداني للصنف الجديد، أظهر الباحثون خاصية توفير المياه التي أدت إلى تحسن كبير في الغلة في ظل الظروف الجافة.
وقال الباحثون: “أثبتت دراستنا الإمكانات الكبيرة للقمح البري لإعادة تشكيل جذور القمح”.وخلصوا إلى أن “النتائج قد تمكن زراعة أصناف القمح من التكيف مع الظروف المناخية المتغيرة وضمان استمرار إنتاج البذور والأمن الغذائي لسكان العالم الذين يتزايدون بسرعة”.
وتبيع أسرائيل للهند بذور قمح هجينة اسرائيلية Dg09وتدرس أسرائيل التصحر والزراعة في الأراضي القاحلة، والحد من استخدام المبيدات الحشرية من خلال البحث النشط عن الجينات المقاومة للآفات ودمجها، وتغير المناخ وتأثيره على الموارد الوراثية النباتية والزراعة، والتكنولوجيات الجديدة للحفاظ على الجينات خارج الموقع وداخله، وتحسين سمات جودة الأغذية، مثل الخصائص الغذائية والنكهة.
وفي الوقت نفسه، تسعى إسرائيل إلى الحصول على أقصى قدر من الدعم الدولي للبرامج الإقليمية الحقيقية لمسح وحفظ واستغلال الموارد الوراثية غير العادية في الشرق الأوسط وقد اقترحت إسرائيل دراسة إقليمية مشتركة للموارد الوراثية النباتية في الشرق الأوسط مشروع بنك الجينات الإقليمي في الشرق الأوسط.
ويجب أن يعلم الجميع لقد قامت إسرائيل بالفعل بتنفيذ مشروع مشترك لإنشاء حديقة جينية للمحاصيل النباتية مع إيطاليا والذي سيشمل تعاون العلماء في مختلف أنحاء منطقة البحر الأبيض المتوسط.و تسعي لــــــ ربط الموارد الوراثية بحوض البحر الابيض المتوسط وأقليم الشرق الاوسط بمشاركة خبراتها وخبرائها في مجال أبحاث الموارد الوراثية النباتية وحفظها واستخدامها مع جميع البلدان الأخرى، سواء في منطقة الشرق الاوسط أو في مختلف أنحاء العالم. وتقوم في إنشاء بنوك الجينات وبرامج الحفاظ على الموارد الوراثية النباتية في الموقع في جميع البلدان الأخرى.
هذه السياسة وفرت لا سرائيل موارد وراثية تساعدها علي تحسين محاصيلها علاوة علي تقنيات زراعية أخري تبيعها للعالم. إذا كانت الزيادة من القمح الهجين تصل إلي 20% من الطرق التقليدية ما الذي يمنع الباحثين المصريين في عمل هذا أو توفير تقنيات علمية لعمل هذا وأيضا الاستعداد الاوسع للمنافسة مع الشركات التي لا تمرر القمح الهجين إلي مصر.
أعتبر عدم أنتاج القمح الهجين علي المستوي التجاري هو تقصير من المؤسسات الزراعية المصرية ويثبت إن هناك نقص تواصل بينهما وعدم تنسيق وعدم الاخذ بالاساليب الحديثة والاصرار علي منهج الثمانينات وهو الاستقدام لسلالات عالمية من خلال المنظمات الدولية ثم برنامج تهجين لمدة خمسة عشر عاما ثم سحب الصنف بعد خمسة عشر عاما أيضا.
حفظ الله الجيش المصري ورعاها في كل مكان داخل مصر وخارجها وذاد الله من عتاده وقوتة كما نسأل الله أن يحفظ الرئيس ويرضي عنه ويلهمه الناصح الامين وبالنهاية نسأل الله أن يدفع الشعب المصري إلي العمل دون كلل ولا تعب لرفعة مصر. عاشت مصر حرة أبية.