הסדרי נגישות
עמוד הבית > טכנולוגיה ומוצרים > חקלאותעמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > גנטיקהעמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > צמחים
ספרית מעריב


תקציר
על הניסיונות המכוונים להכלאת צמחים המכילים גנים מועילים עם הגידול שמבקשים להשביחו. הרחבת המאגר הגנטי על-ידי פלישה מבוקרת.



השבחה : הרחבת המאגר הגנטי
מחבר: קולין טאג'


עקרונית, הדרך הקלה ביותר להרחבת האופציות הגנטיות היא האצת המוטציה; בסופו של דבר, המוטציות הן המספקות את השונות שדארווין זיהה כחומר הגלם החיוני לפעולת הברירה הטבעית. כבר בשנות ה-20 הראה ה' ג' מלר כי קרני רנטגן מעוררות מוטציה. הוא הדין, כפי שהתגלה מאוחר יותר, בקרינה עתירת-אנרגיה (קצרת-גלים) מכל סוג, עד על-סגול. והוא הדין גם במבחר גדול של כימיקלים, הקרויים במקובץ "גורמי אלקילציה". הלכה למעשה, יצירת שונות שימושית באמצעות השראת מוטציה איננה עניין פשוט וקל כפי שהיא אולי נראית לפעמים. רוב המוטציות הן מזיקות, כמו גם הגורמים להן: המרחק בין השראת מוטציה לבין מוות אינו גדול. אף-על-פי-כן הולכת ומתארכת רשימת המוטציות המושרות מלאכותית שדווקא הביאו תועלת. כמה זנים של שעורה, למשל, נהנים כיום מגנים שנוצרו בעזרת מוטציה מלאכותית, והם מגדילים את היבול, מפחיתים את הרגישות לאורך היום ומגבירים את העמידות בפני עובש.

מעניינים יותר, כללית, הם הניסיונות המכוונים להבאת גנים ממקורות אחרים - ביסודו של דבר, ליצירת פלישה מבוקרת. השלב הראשון, כאמור, הוא פשוט זיהוי צמחים אחרים המכילים גנים מועילים. השלב הבא הוא הכלאת הצמחים הללו עם הגידול שמבקשים להשביחו. אם הצמחים בעלי הגנים המועילים משתייכים למינו של צמח המטרה, ודאי שלא יהיו בעיות.

אבל המשביחים מבקשים כיום, יותר ויותר, להחדיר גנים מצמחים אחרים, בני מינים אחרים, וכמובן זה הולך ונעשה יותר ויותר קשה, בהתאם למידת השוני. ואכן, ב- 1971 הציעו הדוקטורים ג'ק הרלן ויאן דה וט מאוניברסיטת אילינוי לתאר כל צמח כשייך לשלושה מאגרים גנטיים קונצנטריים.1 צמחים אחרים בקרבתו הישירה, או במאגר הגנטי הראשוני שלו – GP1 - הם בני אותו המין: צמחים שעמם הוא יכול להזדווג בדרכים הזוויגיות הרגילות ולהוליד צאצאים פוריים לחלוטין. צמחי המאגר הגנטי השניוני, GP2, הם בני מינים קרובים. ההכלאה עמם אפשרית, אבל הצאצאים לא יהיו בדרך-כלל פוריים לחלוטין, אם כי מקצתם עשויים להיות פוריים במידת-מה. ואז ישנה הטבעת החיצונית של צמחים, המאגר הגנטי השלישוני, GP3, שם אפשרית ההכלאה במידה כלשהי, אבל רק בשיטות יוצאות-דופן, והצאצאים אינם פוריים כלל, אם בכלל אפשר לגדלם עד בגרות. הרלן ודה וט פרסמו את מאמרם שנה לפני שנטבע המונח "הנדסה גנטית". ההנדסה הגנטית מאפשרת החדרת גנים מכל אורגניזם שהוא, כפי שנראה בפרק הבא - לפחות להלכה. כך שעכשיו, אולי עלינו לראות את כל האורגניזמים, מהשעורה ועד המדוזה, כמשתייכים לאותו מאגר גנטי רביעוני, .GP4 אחזור לעניין זה בפרק הבא.

עגבניית הגינה, Lycopersicon esculentum  - שם יווני-לטיני שפירושו "תפוח-זאב אכיל" - ממחישה נקודה זו. כמה מינים אחרים של Lycopersicon (וביניהם האב הקדום הקיים עדיין של L.esculetum ) משתייכים למאגר הגנטי הראשוני שלה. היא יכולה לפרות ולרבות עמם בלי בעיות, ומכאן שהם מהווים את קבוצת GP1 שלה. עגבניית הגינה גם מתרבה, באופן קצת יותר בעייתי, עם שלושה מינים אחרים של Lycopersicon, וכן עם מין אחד של הסוג סולנום, Solanum pennelli  (קרובו של תפוח-האדמה הביתי), ואלה משתייכים לקבוצת GP2 שלה. מכיוון שעגבניית הגינה מתרבה לפחות עם מין אחד של תפוח-אדמה ביתר קלות מכפי שהיא מתרבה עם כמה מיני עגבנייה אחרים, נקל לחשוב שהבוטנאים שגו בסיווג. אבל אל לנו להחמיר עם הטקסונומים. הם צריכים לחפש קווי דמיון וקווי שוני גנטיים כלליים, אבל כפי שהראינו בפרק 1, בפרשת שבלולי Partula, הבדלים גנטיים פעוטים מאוד בין אוכלוסיות עשויים לפעמים לגרום לאי-יכולת להתרבות בהצלחה - מה שמשייך אותן, לפי ההגדרה, למינים שונים - בעוד שלפעמים קורה שהבדלים גנטיים גדולים מאוד אינם משפיעים, בדרך מקרה, על מנגנוני ההזדווגות דווקא. מכל מקום, שני המינים הנותרים של Lycopersicon , וכן עוד שני מינים של סולנום (ביניהם סולנום הפקעות, S.tuberosum, הלא הוא תפוח-האדמה שאנו אוכלים), משלימים את מאגר GP3 של עגבניית הגינה.

אין ספק בכך שפעמים רבות נקלעו לידי איכרים גנים מעבר ל-GP1 שהצטרפו לגידוליהם, אבל היה עליהם לחכות להכלאות מקריות (שרובן העלו חרס). המשביחים המודרניים יכולים להסדיר הכלאות כאלה באופן שיטתי, לראות מה יצא מהן, ולנקוט אמצעים שונים כדי להתגבר על מחסומי המין שאלמלא כן היו מונעים זיווג מוצלח, או לכל היותר היו מפיקים צאצאים לא-פוריים. החשובה מבין השיטות האלה היא השראת פוליפלואידיות: כלומר, שחזור במעבדה של תהליך שכפול כרומוזומים המסוגל להתרחש גם בבר, אבל רק באקראי.

1. Jack Harlan and Jan de Wet, Taxon (vol.20, 1971),pp.509-17

לפריטים נוספים מתוך הפרק:

השבחה
השבחה : השפעת החקלאים הראשונים על צמחים ובעלי-חיים
השבחה : ההשבחה שמלפני המשביחים
השבחה : מין חדש על רגל אחת: פוליפלואידיות
השבחה : הופעת המשביח המקצועי
השבחה : יתרונות ההשבחה המודרנית על החקלאות הפשוטה
השבחה : רביית-פנים ורביית-חוץ
השבחה : הכלאה לאחור
השבחה : מכלוא F1
השבחה : הרחבת המאגר הגנטי (פריט זה)
השבחה : גידולים חדשים באמצעות פוליפלואידיות
השבחה : משחקי כרומוזומים
השבחה : הכפלה אל-זוויגית
השבחה : הזינוק הגדול קדימה: תרבית רקמות צמחים
השבחה : שונות סומקלונית
השבחה : מכלואים סומטיים
השבחה : בהמות משק
השבחה : "יעילות"
השבחה : גזעים נדירים
השבחה : "השבחה" מהי?

ביבליוגרפיה:
כותר: השבחה : הרחבת המאגר הגנטי
שם  הספר: מהנדס הגן : גנים וגנטיקה : ממושג התורשה עד ליצירת חיים
מחבר: טאג', קולין
תאריך: 1996
הוצאה לאור: ספרית מעריב
הערות: 1. מאנגלית: עמנואל לוטם.
הערות לפריט זה: 1. המאמר הוא חלק מפרק 6 בספר.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית