تفحم الذرة

مرض تفحم الذرة هو مرض نباتي يسببه الفطر الممرض Mycosarcoma maydis ، وهو مرادف لـ Ustilago maydis . يُعد هذا الفطر أحد مسببات الأمراض التي تصيب محاصيل الحبوب والمعروفة باسم التفحم ، حيث يُكوّن أورامًا على جميع الأجزاء الهوائية لنباتات الذرة، مثل الذرة الصفراء والذرة التيوسينت . الذرة المصابة صالحة للأكل؛ وفي المكسيك ، تُعتبر من الأطعمة الشهية ، وتُسمى "هويتلاكوتشي " ^{[ 5 ]،} وغالبًا ما تُستخدم كحشوة في الكيساديلا وغيرها من الأطباق التي تُحضّر من التورتيلا، بالإضافة إلى استخدامها في الحساء. ^{[ 6 ]}

يُعدّ فطر Mycosarcoma maydis الفطر الأكثر شهرة ودراسة من بين الفطريات Ustilaginomycetes ، وهي فئة فرعية من Basidiomycota ، وغالبًا ما يُستخدم كمثال نموذجي عند الحديث عن فئته بأكملها. ^{[ 7 ]}

كان يُصنف سابقاً ضمن جنس Ustilago ، ولكن في عام 2016، تم تصنيفه ضمن جنس Mycosarcoma . ^{[ 8 ]}

يُصيب الفطر جميع أجزاء النبات المضيف عن طريق غزو مبيضه. تُسبب العدوى انتفاخ حبوب الذرة لتُصبح أورامًا شبيهة بالفطر، حيث تكون أنسجتها وملمسها ونمط نموها شبيهة بالفطر. يصل قطر هذه الأورام إلى 10-12.5 سم. تتكون هذه الأورام من خلايا متضخمة من النبات المصاب، بالإضافة إلى خيوط فطرية وأبواغ زرقاء سوداء . ^{[ 9 ]} تُضفي هذه الأبواغ الداكنة اللون على كوز الذرة مظهرًا محروقًا.

عند زراعة فطر M. maydis في المختبر على أوساط بسيطة للغاية ، فإنه يتصرف كخميرة الخباز ، مكونًا خلايا مفردة تُسمى الأبواغ . تتكاثر هذه الخلايا عن طريق التبرعم. ولكن عندما تلتقي أبواغ متوافقة على سطح النبات، فإنها تتحول إلى نمط نمو مختلف. أولًا، تُنتج أحد أنواع الفيرومونات ، وتبدأ بإنتاج أحد أنواع مستقبلات الفيرومون ؛ ويعتمد ذلك على نوع التزاوج a أو b ، كما تحدده الأليلات في موقعين جينيين غير مرتبطين للتزاوج . إذا نجحت هذه الإشارة، فإنها تُرسل أنابيب الاقتران للعثور على بعضها البعض، ^{[ 7 ]} وبعد ذلك تندمج لتكوين خيط فطري يدخل نبات الذرة. الخيوط الفطرية النامية في النبات ثنائية النواة ؛ إذ تحتوي على نواتين أحاديتي المجموعة الكروموسومية لكل جزء من الخيط الفطري. على عكس الأبواغ، فإن الطور ثنائي النواة لفطر M. maydis لا يحدث إلا عند إصابة نبات الذرة بنجاح، ولا يمكن الحفاظ عليه في المختبر.

تُطلق الأورام الناضجة أبواغًا تنتشر بفعل المطر والرياح. وفي ظل الظروف المناسبة، تتشكل قاعدة بوغية (ميتاباسيديوم) يحدث فيها الانقسام الاختزالي . تهاجر النوى أحادية المجموعة الكروموسومية الناتجة إلى خلايا مفردة مستطيلة. تنفصل هذه الخلايا عن القاعدة البوغية لتصبح أبواغًا، وبذلك تكتمل دورة الحياة.

يؤدي تكاثر الفطر داخل النبات إلى ظهور أعراض مرضية مثل اصفرار الأوراق ، وتكوّن الأنثوسيانين ، وضعف النمو، وظهور أورام تحوي الأبواغ التيلية النامية . تساعد هذه الأبواغ التيلية الفطر على البقاء خلال فصل الشتاء حتى الموسم التالي، حيث تبقى حية في التربة. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

طوّرت النباتات أنظمة دفاعية فعّالة ضد الميكروبات الممرضة. ومن ردود الفعل الدفاعية السريعة للنباتات بعد هجوم الممرض، الانفجار التأكسدي ، الذي يتضمن إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية في موقع محاولة الغزو. وباعتباره ممرضًا، يستطيع فطر M. maydis الاستجابة باستجابة الإجهاد التأكسدي ، التي ينظمها جين YAP1 . تحمي هذه الاستجابة فطر M.  maydis من هجوم العائل، وهي ضرورية لضراوة الممرض. ^{[ 12 ]} علاوة على ذلك، يمتلك فطر M.  maydis نظامًا راسخًا لإصلاح الحمض النووي عن طريق إعادة التركيب. ^{[ 13 ]} يتضمن هذا النظام نظيرًا لبروتين Rad51، له تسلسل وحجم مشابهان جدًا لنظائره في الثدييات. كما يتضمن هذا النظام بروتينًا آخر، Rec2، وهو أقل قرابةً ببروتيني Rad51 وBrh2، وهو نسخة مبسطة من بروتين سرطان الثدي 2 (BRCA2) في الثدييات. عند تعطيل أي من هذه البروتينات، تزداد حساسية فطر M.  maydis لعوامل تلف الحمض النووي. كذلك، يصبح إعادة التركيب أثناء الانقسام المتساوي غير كافٍ، ويزداد معدل الطفرات، ويفشل الانقسام الاختزالي في الاكتمال. تشير هذه الملاحظات إلى أن إصلاح الحمض النووي عن طريق إعادة التركيب أثناء الانقسام المتساوي والاختزالي في فطر M.  maydis قد يساعد هذا الممرض على النجاة من تلف الحمض النووي الناجم عن استجابة المضيف الدفاعية التأكسدية للعدوى، وكذلك من عوامل أخرى تُتلف الحمض النووي.

على الرغم من عدم معرفة جميع الظروف التي تُهيئ بيئةً مناسبةً لنمو فطر التفحم (M. maydis) ، إلا أن هناك بيئاتٍ معينةً يبدو أن هذا الفطر يزدهر فيها، وذلك تبعًا لعوامل حيوية وغير حيوية. فالطقس الحار والجاف خلال موسم التلقيح، والذي يتبعه موسم أمطار غزيرة، يُحسّن من قدرة فطر التفحم على إحداث المرض. ^{[ 14 ]} علاوةً على ذلك، فإن زيادة السماد العضوي (وبالتالي النيتروجين) في التربة تزيد أيضًا من قدرة الفطر على إحداث المرض. ولا تقتصر هذه العوامل غير الحيوية على زيادة قابلية الإصابة بالعدوى فحسب، بل تزيد أيضًا من انتشار المرض. كما أن الرياح العاتية والأمطار الغزيرة تزيد من انتشار المرض، حيث يسهل انتقال جراثيم فطر التفحم. أما العوامل الحيوية الأخرى، فتتعلق في الغالب بمدى تفاعل الإنسان مع الذرة وفطر التفحم. فإذا لم تتم إزالة مخلفات الذرة في نهاية الموسم، يمكن للجراثيم أن تقضي فصل الشتاء في أجزاء الذرة وتعيش لتُصيب جيلًا آخر. ^{[ 15 ]} وأخيرًا، فإن قيام الإنسان بجرح الذرة (بالمقص أو غيره من الأدوات) يُتيح الفرصة لفطر التفحم للدخول إلى النبات بسهولة.

تتفاوت الخسائر الناجمة عن تفحم الذرة بشكل كبير؛ إلا أن خسائر المحصول السنوية نادرًا ما تتجاوز 2% عند زراعة الأصناف المقاومة. يُمكن أن يُؤثر هذا المرض اقتصاديًا بشكل كبير على الذرة الحلوة، لا سيما عندما تحل أورام التفحم محل الحبوب. توجد طرق عديدة لمكافحة تفحم الذرة وإدارته؛ إلا أنه لا يُمكن مكافحته حاليًا بأي مبيد فطري شائع، لأن فطر M.  maydis يُصيب حبوب الذرة بشكل فردي بدلًا من إصابة الكوز بأكمله، كما هو الحال في تفحم الرأس . ^{[ 16 ]}

تشمل بعض الطرق المفيدة للسيطرة على مرض تفحم الذرة زراعة نباتات ذرة مقاومة، وتناوب المحاصيل ، وتجنب إلحاق الضرر الميكانيكي بالنبات.  إذ يُمكن أن يُسهّل الضرر الميكانيكي وصول فطر M.  maydis إلى الذرة ، مما يزيد من احتمالية الإصابة. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن أن يُساعد تنظيف منطقة الزراعة من المخلفات في مكافحة تفحم الذرة، حيث تقضي الأبواغ التيلية للفطر فصل الشتاء في هذه المخلفات. مع ذلك، لا تُعد هذه الطريقة الأمثل، لأن تفحم الذرة يُمكن أن يقضي فصل الشتاء في التربة أيضًا؛ لذا يُنصح بتناوب المحاصيل. أخيرًا، نظرًا لأن زيادة النيتروجين في التربة تُزيد من معدل الإصابة، فإن استخدام الأسمدة منخفضة النيتروجين أو الحد من كمية النيتروجين في التربة يُعد طريقة أخرى للسيطرة على تفحم الذرة. ^{[ 17 ]}

يتغذى فطر التفحم على نبات الذرة ويقلل من إنتاجيته . غالبًا ما تُتلف المحاصيل المصابة، مع أن بعض المزارعين يستخدمونها في تحضير السيلاج . ومع ذلك، فإن العفص غير الناضج المصاب لا يزال صالحًا للأكل، وفي المكسيك، يُعتبر من الأطعمة الشهية. يُعرف باسم "هويتلاكوتشي" ويُباع بسعر أعلى بكثير من الذرة غير المصابة. يعود أصل استهلاك فطر التفحم في المكسيك مباشرةً إلى مطبخ الأزتك . ^{[ 18 ]} للاستخدام في الطهي، يُحصد العفص وهو لا يزال غير ناضج - فالعفص الناضج تمامًا يكون جافًا ومليئًا بالأبواغ تقريبًا. أما العفص غير الناضج، الذي يُجمع بعد أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع من إصابة كوز الذرة ، فلا يزال يحتفظ برطوبته، وعند طهيه، يكون له نكهة تُوصف بأنها تشبه الفطر، حلوة، مالحة، خشبية، وترابية. تشمل مركبات النكهة السوتولون والفانيلين ، بالإضافة إلى سكر الجلوكوز .

يُعدّ فطر الهويتلاكوتشي مصدراً لحمض الليسين الأميني الأساسي ، الذي يحتاجه الجسم ولكنه لا يستطيع تصنيعه. كما أنه يحتوي على مستويات من بيتا جلوكان مماثلة، ومحتوى بروتيني مساوٍ أو أعلى من معظم أنواع الفطر الصالحة للأكل . ^{[ 19 ]}

واجه فطر الهويتللاكوتشي صعوبة في دخول النظام الغذائي الأمريكي والأوروبي، إذ يعتبره معظم المزارعين آفة، على الرغم من محاولات الحكومة والطهاة المشهورين لإدخاله في المنتجات الغذائية. في منتصف التسعينيات، وبسبب الطلب المتزايد من المطاعم الراقية، سمحت وزارة الزراعة الأمريكية لمزارع بنسلفانيا وفلوريدا بإصابة الذرة عمدًا بهذا الفطر . ويُعدّ هذا الاهتمام الظاهري ذا دلالة ، لأن وزارة الزراعة الأمريكية أنفقت وقتًا ومالًا كبيرين في محاولة القضاء على تفحم الذرة في الولايات المتحدة. علاوة على ذلك، في عام ١٩٨٩، أقامت مؤسسة جيمس بيرد عشاءً فاخرًا للهويتللاكوتشي ، أعدته جوزفينا هوارد ، طاهية مطعم روزا مكسيكانو. ^{[ ٢٠ ]} سعى هذا العشاء إلى تشجيع الأمريكيين على تناوله أكثر من خلال تسميته "الكمأة المكسيكية"، وكثيرًا ما يُقارن بالكمأة في المقالات الغذائية التي تصف مذاقه وملمسه. ^{[ ٢٠ ] [ ٢١ ] [ ٢٢ ]}

كانت قبائل السكان الأصليين في أمريكا الشمالية تأكل أيضًا فطر الذرة. وقد وُصفت ممارسة قبيلة هيداتسا في داكوتا الشمالية في تحضير وتناول فطر الذرة وصفًا دقيقًا في كتاب " حديقة امرأة طائر الجاموس" . ^{[ 23 ]}

استخدم السكان الأصليون في جنوب غرب الولايات المتحدة، بمن فيهم شعب زوني ، فطر الذرة في محاولة لتحفيز المخاض. وله تأثيرات طبية مشابهة لفطر الإرغوت ، ولكنها أضعف، وذلك بسبب وجود مادة الأوستيلاجين الكيميائية . ^{[ 24 ]}

وصفات من المكسيك

يمكن تحضير طبق سوكوتاش مكسيكي بسيط من الكوريزو والبصل والثوم والفلفل الحار والفطر الهندي والروبيان مع صلصة تاكيرا . تمتزج النكهات الترابية الخفيفة للفطر الهندي بشكل رائع مع دهون الكوريزو، مما يخفف من حدة الفلفل والصلصة.

ومن العادات الماياوية المفضلة الأخرى في ريفييرا مايا ( من كانكون إلى تولوم ) إضافة فطر الهويتلاكوتشي إلى العجة. إذ تمتزج نكهته الترابية مع الدهون المستخدمة في طهي البيض لتخفف من حدة النكهات وتمنحها مذاقاً شبيهاً بالكمأة.

يُعدّ فطر الهويتلاكوتشي شائعًا أيضًا في الكيساديلا مع الجبن المكسيكي والبصل المقلي والطماطم.

يتحول اللون الأزرق إلى اللون الأسود المميز فقط عند تسخينه. يجب أن يتضمن أي طبق يحتوي على فطر الهويتللاكوتشي طهي الفطر على نار هادئة حتى يصبح لونه أسود، مما يزيل معظم نشا الذرة، ويتبقى معجون أسود زيتي.

في المكسيك ، يُعرف فطر الذرة باسم "هويتلاكوتشي" ( يُنطق بالإسبانية: [ (ɡ)witlaˈkotʃe ] ، ويُكتب أحيانًا "كويتلاكوتشي "). دخلت هذه الكلمة اللغة الإسبانية إلى المكسيك من لغة ناواتل الكلاسيكية ، مع أن أصل كلمة "هويتلاكوتشي" في لغة ناواتل لا يزال محل نقاش. في لغة ناواتل الحديثة، تُسمى كلمة "هويتلاكوتشي" "كويتلاكوتشين" ( يُنطق في لغة ناواتل: [ kʷit͡ɬɑˈkot͡ʃin ] )، وتعتبر بعض المصادر أن "كويتلاكوتشي" هي الصيغة الكلاسيكية. ^{[ 31 ]}

تُعطي بعض المصادر خطأً أصل الكلمة على أنه مشتق من كلمتي ناواتل cuitlatl [ ˈkʷit͡ɬɑt͡ɬ ] ("براز" أو "مؤخرة"، والتي تعني في الواقع " نتوء ") و cochtli [ ˈkot͡ʃt͡ɬi ] ("نائم"، من cochi "ينام")، مما يعطي معنى خاطئًا مشتركًا هو "براز نائم/في حالة سبات"، ^{[ 31 ] [ 32 ]} ولكنه في الواقع يعني "نتوء نائم"، في إشارة إلى حقيقة أن الفطر ينمو بين حبات الذرة ويمنعها من النمو، وبالتالي تبقى "نائمة".

تعتبر مجموعة ثانية من المصادر أن الكلمة تعني "براز الغراب". ^{[ 33 ] [ 34 ]} ويبدو أن هذه المصادر تجمع بين كلمة cuitlacoche التي تعني " طائر المحاكاة " ^{[ 35 ]} وكلمة cuitla التي تعني "براز"، والتي تعني في الواقع "نتوء". ومع ذلك، فإن المعنى الطيري لكلمة cuitlacoche مشتق من كلمة ناهواتل التي تعني "أغنية" cuīcatl [ ˈkʷiːkɑt͡ɬ ] ، من الفعل "يغني" cuīca [ ˈkʷiːkɑ ] . ^{[ 31 ]} ويتعارض هذا الجذر مع الادعاء الثاني لهذه إعادة البناء بأن المقطع cuitla- يأتي من cuitla ("براز").

يستمد أحد المصادر المعنى على أنه "نتوء الذرة"، باستخدام كلمة cuītla مرة أخرى وكلمة "ذرة" tlaōlli [ t͡ɬɑˈoːlːi ] . ^{[ 36 ]} وهذا يتطلب تطورًا غير محتمل لغويًا لكلمة tlaōlli "ذرة" إلى tlacoche .

في بيرو ، يُعرف باسم تشومو أو باتشو .

• الفطريات الطبية – الفطريات التي يمكن استخدامها لتطوير الأدوية. صفحات تعرض أوصافًا مختصرة لأهداف إعادة التوجيه. 

• ماكجي، هارولد (2004). عن الطعام والطبخ (  طبعة منقحة). سكريبنر. ص  349 "هويتلاكوتشي، أو فطر الذرة". ISBN 978-0-684-80001-1.

• جينوم U. maydis في معهد برود
• يوفر MUMDB سهولة الوصول إلى جينات U. maydis