عندما يتعرض النبات للجفاف، لا تقتصر المشكلة على نقص الماء؛ بل قد تمتد إلى حدوث اختلال في التوازن التأكسدي داخل الخلايا، مما يهدد سلامة الأغشية الخلوية ويؤثر في العمليات الحيوية الضرورية للنمو.

فكيف تعاملت جذور القمح مع هذا التحدي بعد المعاملة المسبقة بخل الخشب؟

في دراسة مع  التغيرات الفسيولوجية والجزيئية في جذور القمح الناتجة من بذور نُقعت في خل الخشب، ثم عُرّضت البادرات لإجهاد مائي مُحاكى.

أولًا: ما علاقة ROS بالإجهاد التأكسدي؟

تُعرف أنواع الأكسجين التفاعلية (Reactive Oxygen Species – ROS) بأنها مركبات تتكون طبيعيًا داخل الخلايا، ومن أمثلتها فوق الأكسيد وبيروكسيد الهيدروجين ((H_2O_2)).

ليست هذه المركبات ضارة في جميع الأحوال؛ إذ تؤدي بعض أنواعها أدوارًا تنظيمية في الإشارات الخلوية. لكن تراكمها بصورة مفرطة قد يؤدي إلى أكسدة مكونات الخلية وإتلاف البروتينات والدهون والأغشية.

وهنا تظهر أهمية منظومة الدفاع المضاد للأكسدة، التي تساعد النبات على ضبط مستويات هذه المركبات والحد من أضرارها.

ثانيًا: إنزيمات الدفاع 

إنزيم سوبر أكسيد ديسميوتاز (SOD)- إنزيم الكاتالاز (CAT) – إنزيم البيروكسيداز (POD)

 تعمل هذه الإنزيمات معًا للحد من تراكم أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، وحماية الخلايا النباتية من الإجهاد التأكسدي. 

 و تعمل ضمن منظومة متكاملة، وليست بصورة منفصلة؛ فزيادة نشاط أحدها لا تكفي وحدها للحكم على كفاءة الدفاع المضاد للأكسدة، بل يجب تفسيرها مع بقية المؤشرات الفسيولوجية.

ثالثًا: ماذا أظهرت الدراسة في جذور القمح؟

قارن الباحثون بين جذور بادرات ناتجة من بذور معاملة بخل الخشب بتركيز تخفيف 1:900، وأخرى غير معاملة، قبل الإجهاد المائي وبعده.

وأظهرت النتائج ما يلي:

• • ارتفاع نشاط إنزيمات SOD وCAT وPOD في جذور المجموعة المعاملة، مقارنةً بالمجموعة غير المعاملة.

• • انخفاض مستويات أنواع الأكسجين التفاعلية ROS في جذور المجموعة المعاملة تحت الإجهاد المائي.

• • انخفاض محتوى المالوندايالدهيد (MDA) في المجموعة المعاملة تحت الإجهاد، بما يتوافق مع انخفاض تلف الدهون المكوّنة للأغشية الخلوية.

• • رصد الباحثون أيضًا ارتفاعًا في محتوى حمض الأبسيسيك (ABA) في جذور النباتات المعاملة، وهو هرمون يشارك في تنظيم استجابات النبات للجفاف.

ومن المهم الإشارة إلى أن مستويات ROS لم تكن أقل في جميع مراحل التجربة؛ فقد رُصدت مستويات أعلى لبعض المؤشرات في جذور المجموعة المعاملة قبل بدء الإجهاد. لكن بعد تعريض النباتات للإجهاد المائي، أصبحت مستويات ROS  عند استخدام خل الخشب أقل مقارنةً بالمجموعة غير المعاملة.

وهذا يوضح أهمية تفسير المؤشرات وفقًا لمرحلة النمو والظروف التي قِيست فيها، بدلًا من اعتبار أي ارتفاع أو انخفاض دليلًا إيجابيًا بصورة مطلقة.