در دهههای گذشته، پیشرفتهای چشمگیر در تعیین توالی ژنوم، ویرایش ژن و زیستشناسی مصنوعی، امکان مطالعه و اصلاح دقیق ژنوم گیاهان را فراهم کرده است. با این حال، پژوهشگران اکنون از مرحله «ویرایش ژنوم» فراتر رفته و به سمت «سنتز ژنوم» حرکت کردهاند؛ رویکردی که میتواند نسل جدیدی از گیاهان را با ویژگیهای از پیش طراحیشده در اختیار بشر قرار دهد.
نویسندگان مقالهای که در سال ۲۰۲۵ در Nature Reviews Bioengineering منتشر شده است، سنتز ژنوم را یکی از مهمترین مرزهای دانش زیستفناوری گیاهی معرفی میکنند. در این فناوری، به جای ایجاد تغییرات محدود در چند ژن، امکان طراحی، ساخت و مونتاژ بخشهای بزرگی از ژنوم و حتی بازطراحی کامل کروموزومهای گیاهی مورد بررسی قرار گرفته است. این رویکرد میتواند ظرفیتهای کاملاً جدیدی برای اصلاح نباتات ایجاد کند.
در این مقاله تأکید شده است که گیاهان نسبت به جانوران مزیتهای قابل توجهی برای توسعه فناوری سنتز ژنوم دارند. باززایی کامل گیاه از یک سلول، نگرانیهای اخلاقی کمتر و انعطافپذیری بالای سامانههای کشتبافت، گیاهان را به یکی از مناسبترین سامانههای زیستی برای تحقق این فناوری تبدیل کرده است.
از دیدگاه علوم باغبانی، اهمیت این فناوری بسیار فراتر از اصلاح صفات منفرد است. در آینده میتوان ژنوم درختان میوه را به گونهای طراحی کرد که مقاومت همزمان به خشکی، شوری، گرما، آفات و بیماریها در کنار بهبود کیفیت میوه، افزایش عمر انباری و ارتقای ارزش تغذیهای در یک ژنوم جدید تلفیق شود. چنین رویکردی میتواند محدودیتهای اصلاح کلاسیک را که مستلزم سالها تلاقی و انتخاب است، تا حد زیادی برطرف سازد.
البته نویسندگان مقاله تأکید میکنند که تحقق این چشمانداز همچنان با چالشهای علمی متعددی روبهرو است. سنتز کروموزومهای بزرگ گیاهی، انتقال آنها به سلول، بازآرایی صحیح اپیژنتیکی، حفظ پایداری ژنوم و اطمینان از عملکرد طبیعی گیاه از جمله مهمترین موانع پیش رو به شمار میروند. با این حال، پیشرفت سریع فناوریهای مونتاژ DNA، ویرایش ژن، زیستشناسی مصنوعی و هوش مصنوعی، امید به غلبه بر این چالشها را افزایش داده است.
برای کشورهایی مانند ایران که با محدودیت منابع آب، تغییر اقلیم و ضرورت افزایش بهرهوری کشاورزی روبهرو هستند، سرمایهگذاری در فناوریهای نوین زیستفناوری، بهویژه سنتز ژنوم گیاهان، میتواند زمینهساز توسعه نسل آینده ارقام باغی مقاوم و پایدار باشد.
شاید بتوان گفت همانگونه که تعیین توالی ژنوم، زیستشناسی قرن بیستویکم را متحول کرد، سنتز ژنوم نیز میتواند مسیر آینده اصلاح گیاهان و کشاورزی را دگرگون سازد.
