للوهلة الأولى عندما يفكر الناس حول العالم في فاكهة البطيخ، يتبادر إلى أذهانهم الفاكهة الحمراء الحلوة والمليئة بالعصارة، البطيخ الأحمر والمعروف علميا باسم ""Citrullus lanatus، وهو واحد من أكثر الفواكه شعبية في العالم، حيث يأتي في المرتبة الثانية بعد الطماطم التي يعتبرها الكثيرين من الخضروات، إلا أن للبطيخ ستة أنواع أخرى برية، ذات ثمار شاحبة وقاسية ومرة.

الآن، ولمساعدة مزارعي البطيخ حول العالم على مقاومة الآفات والأمراض والجفاف وغيرها من المشكلات، ولزيادة تحسين جودة الفاكهة، ألقى الباحثون نظرة شاملة على الجينومات في الأنواع السبعة، لمحاولة توفير مورد لجينات الأنواع البرية، يمكنه مساعدة المزارعين على التصدي لتلك المشكلات.

وفي ظل تحديات تغير المناخ المتزايدة، قد يؤدي إدخال هذه الجينات في البطيخ المزروع، إلى تحقيق إنتاج عالي الجودة من البطيخ الحلو قادر على النمو في مناخ وبيئات مختلفة.

ويقول قائد البحث البروفيسور تشانغ جون فاي من معهد "بويس طومسون" وجامعة كورنيل بنيويورك: "على مدى الـ4 آلاف سنة الماضية، دجن البشر البطيخ واختاروا منه الفاكهة الحمراء الحلوة والأقل مرارة، ولسوء الحظ عندما حدث هذا فقدت الفاكهة بعض قدراتها على مقاومة الأمراض وغيرها من المؤثرات".

وفي البحث المنشور، الجمعة، في مجلة Nature Genetics، عمل الباحثون على تلك الأفكار باستخدام عملية من خطوتين: أولا، استخلاص نسخة محسّنة من "الجينوم المرجعي"، الذي يستخدمه علماء النبات والمزارعون للعثور على نسخ جديدة جيدة من الجينات في العينات الخاص بهم.

وفي عام 2013، ساهم فاي في استخلاص أول جينوم مرجعي للبطيخ باستخدام صنف شرق آسيا يسمى "97103"، قائلا: "تم صنع هذا الجينوم المرجعي الأول باستخدام تكنولوجيا التسلسل القصير للقراءة، الآن باستخدام تقنيات التسلسل طويل القراءة، تمكنا من إنشاء جينوم عالي الجودة سيكون مرجعًا أفضل لمجتمع البطيخ".

ثانيا: قامت المجموعة بتسلسل جينومات 414 بطيخة مختلفة تمثل الأنواع السبعة، من خلال مقارنة هذه الجينومات بكل من الجينوم المرجعي الجديد ومع بعضهم البعض، تمكن الباحثون من تحديد العلاقة التطورية لأنواع البطيخ المختلفة.

وأشار فاي إلى أن: "أحد الاكتشافات الرئيسية من تحليلنا هو أن هناك نوعًا بريًا يستخدم على نطاق واسع في برامج التربية الحالية، يدعى C. amarus، هو نوع شقيق وليس من الأسلاف كما كان يعتقد على نطاق واسع".

وتم تحسين الأصناف الحديثة على مدى المئات من السنين، إضافة إلى ذلك اكتشف الباحثون أيضًا مناطق من جينوم البطيخ يمكن العمل عليها لمواصلة تحسين جودة الثمار.

وهذه الأنواع من التحسينات باستخدام الأنواع البرية هي ما يثير "أمانون ليفي"، وهو باحث في علم الوراثة في وزارة الزراعة الأمريكية ومزارع بطيخ، ويقول: "للبطيخ الحلو قاعدة وراثية ضيقة للغاية، لكن هناك تنوعًا جينيًا واسعًا بين الأنواع البرية، وهو ما يمنحها إمكانات كبيرة لاحتواء الجينات التي تتيح لها تحمل الآفات والمؤثرات البيئية".

ويخطط ليفي للعمل مع معهد "بويس طومسون" لاكتشاف بعض هذه الجينات البرية التي يمكن استخدامها لتحسين البطيخ الحلو، خاصةً لمقاومة الأمراض.

وأوضح أن: "البطيخ معرض للعديد من الأمراض والآفات المدارية، التي يتوقع لها الاستمرار مع تغير المناخ، نريد أن نرى ما إذا كان بإمكاننا إعادة بعض جينات مقاومة الأمراض هذه التي فقدت خلال عملية التدجين."