שינויים ייחודים בתגובת הצמח לשילובים של עקות סביבתיות שונות

לידור שער-משה, אדוארדו בלומוולד וצבי פלג

עקות סביבתיות כמו מחסור במים, טמפרטורות קיצוניות, ועלייה במליחות הקרקע צפויות להחמיר בעקבות שינויים אקלימים ולסכן את יציבות אספקת המזון בעולם. למרות שמרבית המחקר המתקיים קיום מתמקד על פי רב בלימוד של כל עקה באופן עצמאי, בחקלאות מופיעות עקות אלו על פי רב בצורה משולבת ומתפתחות בו-זמנית באופן שגורם לפחיתה ניכרת ביבול ולנזקים כבדים לחקלאות. מחקר שבוצע במעבדה של ד"ר צבי פלג במכון למדעי הצמח והגנטיקה בחקלאות ע"י תלמידת המחקר לידור שער-משה, ופורסם בגיליון מאי של העיתון היוקרתי Plant Physiology, בחן כיצד מושפעים התפתחות הצמח, הפיסיולוגיה של הצמח ופרופיל ביטוי הגנים בצמח בתגובה לעקת מלח, יובש וחום וכן לשילובים שונים של עקות אלו. תוצאות המחקר הראו שבעוד חלק מהתכונות הנבדקות (כמו: פוטוסינתזה, חומר יבש ויבול) הראו פגיעה בעקבות חשיפה של הצמח לשילובים שונים של עקות, תכונות אחרות השתנו באופן ניכר בעקבות הפעלת עקה מסוימת. כך לדוגמה, מספר ושטח עלים הושפע באופן בולט בעיקר על ידי עקת מלח, בעוד שתכולת המים היחסית הושפעה בעיקר בתגובה לעקת חום. דפוס הביטוי של גנים המשותפים לעקות בדידות ומשולבות חשף את היכולת המוגבלת לנבא את תגובת הצמח לשילובי עקות על בסיס התגובה שאופיינה לכל עקה בנפרד. בנוסף, רמת הביטוי של גנים אלו עלתה באופן תוספתי עם החשיפה לשילובי עקות, בדומה למגוון תכונות מורפולוגיות ופיזיולוגיות. לעומת זאת, זוהו גם גנים אחרים אשר בתנאים בהם הופעלו מספר עקות בו-זמנית הראו דפוסי ביטוי הפוכים, בהשוואה לדגם ביטויים בתגובה להפעלה של עקות בדידות, ומשחקים תפקיד במסלולים ביולוגיים ייחודיים המופעלים רק בתנאים אלו. עבודה זו פיתחה תשתית מדעית למחקר וטיפוח עתידים אשר יסייעו בהתאמת גידולים חקלאיים לשינויים האקלימים הצפויים בהם נחשף הצמח על פי רב למספר עקות במקביל אשר משפיעות על הפיסיולוגיה של הצמח ודגם התפתחותו.

המאמר פורסם בגיליון חודש מאי של העיתון Plant Physiology:

(http://www.plantphysiol.org/content/early/2017/03/17/pp.17.00030.full.pdf+html)

ובנוסף, מופיע גם על עמוד השער של הגליון

(http://www.plantphysiol.org/content/174/1.cover-expansion