עמוד הבית > טכנולוגיה ומוצרים > חקלאותעמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > גנטיקה > הנדסה גנטיתעמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > צמחים
מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכיתאוניברסיטת תל אביב. בית ספר לחינוך. המרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי


תקציר
צמחים טפילים, כמו העלקת, גורמים נזקים משמעותיים בחקלאות. קבוצות מחקר שונות עוסקות בחיפוש פתרונות על ידי הנדסה גנטית במטרה ליצור צמחים עמידים בפני טפילים.



טפילים, לא עלינו!
מחברת: ד"ר נורית קינן


המלחמה הקשה בטפילים

צמחים טפילים, כמו העלקת, גורמים נזקים משמעותיים בחקלאות. הם מתפתחים בעזרת חומרי מזון שהם קולטים משורשי צמחים פונדקאיים שאליהם הם נטפלים, וגורמים לפגיעה בהתפתחות של הפונדקאים. אם הפונדקאים הם צמחי חקלאות, היבולים שהם מניבים, נפגעים, וכמות המזון שהחקלאים מסוגלים לייצר - קטנה.

מה החקלאים עושים?
הם נאלצים להיעזר בחומרי הדברה נגד הטפילים.
אבל השימוש בחומרי הדברה הוא בעייתי משתי סיבות:
א. טפילי שורש כאלה גורמים את עיקר הנזק לפונדקאי, עוד לפני שמגלים את קיומם.
ב. בגלל החיבור ההדוק בין הפונדקאי לטפיל ובגלל מעבר החומרים החופשי ביניהם, חומרי ההדברה המיועדים להשמיד את הטפיל עלולים לפגוע גם בפונדקאי.

אם כך, כיצד ניתן להילחם בצמחים הטפילים ביעילות, ולהקטין את הנזק שהם גורמים לייצור המזון?

רעיונות חדשניים להדברה

החוקרים הבינו כי עליהם להכיר היטב את מחזור-החיים של צמח העלקת, לחפש "נקודות תורפה" שלו ולפתח אמצעים, שיאפשרו לפגוע רק בטפיל ולא בפונדקאי שלו.

קבוצות אחדות של חוקרים עוסקות בחיפוש פתרונות חדשניים למלחמה בעלקת.

כיוון מחקר אחד הוא של ד"ר דני יואל ועמיתיו.
הרעיון מבוסס על טיפוח של צמחי חקלאות, שיהיו עמידים לקוטלי עשבים, המשמשים להדברת צמח העלקת הטפיל. כאשר ירססו את השדות בחומרי הדברה, צמחי החקלאות העמידים יקלטו אותם מבלי שייפגעו, והם יאפשרו לחומרים לעבור אל הטפיל ולפגוע רק בו.

כיוון מחקר אחר הוא של ד"ר אדיבה אילן ועמיתיה.
המחקר מבוסס על טיפוח צמחי חקלאות, שתכונותיהם מקשות על הטפיל להחדיר את המָצַץ אל תוך שורשיהם של הפונדקאים ולהיטפל אליהם.

מה קורה לטפילים ולפונדקאים?

צוותי החוקרים נעזרו בשיטות של הנדסה גנטית. הם החדירו לצמחים גנים שונים, המקנים להם עמידות בפני קוטלי עשבים. צמחים כאלה ממשיכים להתפתח כרגיל, גם כאשר חומרי ההדברה חודרים לאיבריהם. חומר ההדברה מתפשט בצמחים אלה ומגיע גם אל הטפיל, שמחובר לשורשיהם. כיוון שהטפיל אינו עמיד לחומר ההדברה, צפוי כי הוא יודבר מבלי שהפונדקאי יינזק.

ואכן, צמחי עגבנייה וצמחי תפוח-אדמה "מהונדסים" כאלה המשיכו להתפתח כרגיל, גם לאחר שרוססו בקוטל העשבים, ואילו צמחי העלקת שנטפלו אליהם - נפגעו והושמדו.

החוקרים מצאו כי מצץ העלקת מפריש אנזימים, הפוגעים בדפנות התאים של הפונדקאי ומקילים על חדירת הטפיל אל תוך שורשי הפונדקאי. כדי להגן על דפנות התאים של הפונדקאי מפני האנזים הזה, הם ניסן להקשיח את הדפנות.

כיצד הם עשו זאת?
הם החדירו לצמחים הרגישים לעלקת, גן, המגדיל את כמות הליגנין שבדפנות התאים ומקשיח אותן. הדפנות הקשיחות חסמו את האפשרות של מצץ העלקת לחדור אל השורשים של הפונדקאים ה"מהונדסים".
צמחי ניסוי כאלה הצליחו להתפתח גם בקרקע שאולחה בזרעי עלקת נובטים.

ומה הלאה?
הגן שהוחדר לצמחים והקשיח את דפנות התאים שלהם, מתבטא בכל תאי הצמח הפונדקאי. עתה החוקרים מנסים "להנדס" אזור בקרה שיאפשר לנתב את ההתבטאות של הגן הזה רק לאזורי החדירה של העלקת, כלומר לשורשים צעירים בלבד, ולא לכל תאי הצמח.

מה צפוי וממה להיזהר?

עד לשנות השמונים הייתה בקעת בית נטופה שבגליל אזור חשוב של גידולי עגבניות בארץ. אך מאז התרבו בה צמחי העלקת הטפילים, והיום אין אפשרות לגדל בה לא עגבניות ולא צמחים אחרים הרגישים לעלקת.

טיפוחם של צמחי חקלאות עמידים בפני צמחים טפילים, כמו העלקת, עשוי לאפשר לנצל שטחי חקלאות המאולחים בזרעים של צמחים טפילים.

למחקרים כאלה חשיבות רבה מכמה סיבות:
א. הזרעים הזעירים של צמח העלקת שומרים על כושר הנביטה שלהם, גם לאחר ששהו בקרקע במשך שנים רבות.
ב. כל צמח עלקת יכול לייצר עד חצי מיליון זרעים(!), ולכן הנזק לחקלאות עלול להיות הרסני. צמח אחד שלא הודבר יכול לגרום לאילוח של שדה שלם בתוך תקופה קצרה.
ג. טיפוחם של צמחי חקלאות עמידים לחומרי הדברה מתכלים או עמידים לעלקת, עשוי גם להפחית בצורה משמעותית את הסכנות של השימוש בחומרי ההדברה הרעילים.
ד. מחקרים כאלה תורמים להגדלת כמות המזון שהחקלאים מסוגלים לייצר, וזאת בהתאם לצרכים המשתנים של המין האנושי במהלך הזמן.

וממה כדאי להיזהר?
חשוב לוודא כי העמידות לחומרי הדברה תועבר רק לצמחי חקלאות, שאינם יוצרים בני כלאיים עם קרוביהם, צמחי הבר. הכלאות ספונטניות כאלה, של צמחים "מהונדסים" עם צמחי בר, עלולות לגרום להופעת צמחי באשה עמידים להדברה, שקשה יהיה להשמידם. צמחי באשה עמידים כאלה עלולים להתפשט בשדות, לגרום נזקים רבים ולהוות בעיה קשה במיוחד, משום שאי אפשר יהיה להדבירם.

ביבליוגרפיה:
כותר: טפילים, לא עלינו!
שם  התקליטור: על טעם ועל ריח
מחברת: קינן, נורית (ד"ר)
תאריך: 2000
הוצאה לאור: מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית; אוניברסיטת תל אביב. בית ספר לחינוך. המרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי
הערות: 1. סביבת הלמידה פותחה בשיתוף פעולה בין המרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי באוניברסיטת תל אביב בראשות פרופ' דן חן, מדע וטכנולוגיה בחטיבת הביניים בראשות ד"ר רות נוביק וד"ר ליאת בן-דוד, לבין מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית.
2. ניהול מדעי ודידקטי: ד"ר רחל מינץ.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית