צוות מחקר בינלאומי, שכלל חוקרים מאוניברסיטת תל אביב, בודד מצמחי בר שלושה גנים לעמידות בפני פטריות החילדון, שגורמות למחלות הקשות ביותר שפוגעות ביבולי החיטה בעולם. בידוד הגנים והעברתם לחיטה התאפשר הודות לסדרת פיתוחים טכנולוגיים, שמקצרים מאוד את משך הזמן שדרוש לאיתור ובידוד גנים והעברתם לצמחי תרבות.
בנק הגנים של החיטה באוניברסיטת תל אביב
(צילום: אוניברסיטת תל אביב)
שלושת הגנים החדשים בודדו מצמחי בר קרובי משפחה של חיטה, שהם חלק מאוסף הזרעים ששמור בבנק הגנים על שם משפחות ליברמן ואוקינו במכון לחקר הדגניים בפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב. ראש המכון, פרופ' עמיר שרון, הסביר כי שניים מהגנים מקנים לצמחים חיסון נגד מחלת חילדון הקנה, והם בודדו על ידי צוות מחקר בינלאומי בהובלה של חוקרים מבריטניה. הגן השלישי בודד על ידי חוקרי המכון שבתל אביב, והוא מקנה לצמחים עמידות בפני שתי מחלות שונות – חילדון העלה וחילדון הפסים, שתי מחלות שהולכות ומחריפות בגלל עליית הטמפרטורות בעולם.
לדברי פרופ' שרון, ההתקדמות הטכנולוגית שאיפשרה את בידוד שלושת הגנים, תשמש לבידוד של גנים נוספים למגוון תכונות, כגון יבול גבוה ועמידות לפגעי אקלים, וניצולם לייצור צמחי חיטה משופרים
צוות חוקרי המכון הסביר כי החיטה מספקת כיום כ-20% מסך כל הקלוריות והחלבון שהאנושות צורכת, ועד 50% במקומות מסוימים בעולם. במהלך התרבות והטיפוח של החיטה, הצטמצם המגוון הגנטי של זני החיטה, והם הפכו פגיעים למחלות, מזיקים ופגעי אקלים וסביבה. הצורך לייצר זני חיטה שיכולים לגדול בתנאי סביבה ומזג אוויר קיצוניים ולהתמודד עם מחלות ומזיקים הולך וגדל ככל שמחריף משבר האקלים.
2 צפייה בגלריה
ד"ר ערבה שתיל כהן, מנהלת מרכז הטרנספורמציה באוניברסיטת תל אביב, עם ראש המכון, פרופ' עמיר שרון
(צילום: אוניברסיטת תל אביב)
פרופ' שרון: "כמו שכל אחד מאיתנו נושא רק חלק קטן מהגנים של הסבים והסבתות שלו, כך החיטה התרבותית מכילה רק קומץ מסך כל המטען הגנטי של ההורים הקדמונים שלה. מפני שהחיטה נולדה באזור שלנו, צמחי הבר ממשפחת הדגניים שגדלים באזורנו הם ההורים הקדמונים של החיטה התרבותית ומכילים מגוון עשיר של תכונות, שאם נדע לנצל אותו יוכל לסייע לשיפור החיטה התרבותית".
עוד אמר פרופ' שרון כי "עד לאחרונה, בידוד של גן יחיד יכול היה לקחת למעלה מעשר שנים וזה הגביל את היכולת שלנו לנצל את המאגר הגנטי שנמצא בצמחי הבר. בזכות פריצות דרך והתקדמות הטכנולוגיה בתחומי הריצוף הגנומי והביואינפורמטיקה, אנחנו יכולים היום לבודד גנים חדשים בתוך פחות משנה. כך, רק בשנה האחרונה בודדו מהחומר שלנו שלושת הגנים שמקנים עמידות נגד מחלות החילדון. על ידי השתלת הגנים שבודדנו מצמח הבר בזני חיטה תרבותית, אפשר יהיה להקטין את הנזקים שגורמת המחלה ללא צורך בחומרי הדברה, ובכך לסייע להגדלת היבולים ולשמור על הסביבה. בנוסף למחלות, אנחנו משתפים פעולה עם חוקרים בארץ ובעולם, שעובדים על בידוד של גנים לתכונות מעניינות נוספות מהחומר שלנו. כך למשל, בשיתוף פעולה עם חוקרים מאוניברסיטת באר שבע בודדו לאחרונה גנים מחיטת בר, שמקנה עמידות לחיטה נגד מזיקים, ואצלנו במכון זיהינו גן חדש שיכול להקנות עמידות ליובש.
באוניברסיטת תל אביב הוסיפו כי במקביל לשיטות לבידוד גנים חדשים, חלה התקדמות גדולה בתחום הביוטכנולוגיה, ובפרט בטכנולוגיות של העברת גנים ועריכה גנומית. טכנולוגיות אלו מאפשרות לשתול גנים חדשים בצמחי תרבות וכן לשנות את הגנים המקוריים של החיטה כדי להקנות להם תכונות חדשות. במכון הטמיעו את הטכנולוגיות החדשות והיום הם מציעים שירותים של טרנספורמציה ועריכה גנטית של חיטה גם לאוניברסיטאות אחרות ולחברות מסחריות.
2 צפייה בגלריה
פרופ' עמיר שרון, ראש המכון לחקר הדגניים בפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב
(צילום: אוניברסיטת תל אביב)
"בתמיכת המדען הראשי של משרד החקלאות והמרכז הישראלי לעריכה גנומית בחקלאות, הקמנו במכון לחקר הדגניים מרכז לטרנספורמציה ועריכה גנומית של חיטה. זאת אבן דרך משמעותית, כי עד כה לא הייתה אפשרות לבצע טרנספורמציה יעילה של חיטה כאן בישראל. באמצעות הטכנולוגיה הזו אנו יכולים להעביר גנים חדשים, ולהשתמש בשיטות של עריכה גנומית כדי להעניק תכונות חדשות לחיטה. אנחנו מנצלים את המערכות שהקמנו כדי לקדם את המחקרים שנעשים במכון, וגם מסייעים לחברות וחוקרים ממוסדות אחרים בישראל, שזקוקים לטכנולוגיה הזו", אמר פרופ' שרון.
פרופ' שרון סיכם: "בבנק הגנים שלנו יש היום למעלה מ-17 אלף זרעים של דגני בר, שנאספו ברחבי ישראל במהלך חמישים השנים האחרונות. הייחודיות של האוסף היא במספר הגדול של מינים שהם קרובי משפחה של החיטה התרבותי, ובכך שחלק גדול של הצמחים נאספו בבתי גידול שכבר לא קיימים עקב הפיתוח העירוני המואץ שעברה ישראל. הטכנולוגיות החדשות פותחות את הדרך לבידוד מהיר של גנים וניצולם לפיתוח זני חיטה עתירי יבול ובעלי כושר משופר להתמודדות עם האתגרים של שינויי האקלים".
