מחולל הקטל עבור דגנים שלושה יבשות
המיקרואורגניזם הממוקש, הידוע בשם פטריית הפיצוץ, הוא הגורם למחלת החקלאות הכי חמורה באורז, חיטה ושעורה, והוא מתפשט באזורים שונים באסיה ואפריקה, לפי המרכז למדעי המינרלים ומחקרי הצמחים באוניברסיטת קובו ביפן. בכל שנה, פיצוץ באורז שוחת כמות מספקת שיכולה לתקנות תצרוכת של מעל ל-60 מיליון אנשים. הפיצוץ בחיטה התגלה לראשונה בברזיל בשנות ה-80 ומאז החל להתפשט ליבשות אחרות.
מחקר חדש משנת 2024, שהתבצע ב-Nature Climate Change, מעריך שכבר כ-6.4 מיליון דונם חקלאי בסביבות אקלימיות קיימות רגישים לפיצוץ חיטה. ההערכות מבוססות על סימולציות ומדגימות של התפשטות המחלה באזורים הטרופיים כשהאקלים מתחמם. מחקר זה מציין שהמחלות יגדלו בעיקר באזורים הטרופיים, אך חשוב להדגיש שאלו הערכות מדומות ולא שומות פגיעה בפועל.
מרכז מחקר שיוחד של המרכז ללימודי פעולות, הצביע כי לא נמצאה עדיין מחלת הפיצוץ בבריטניה. עם זאת, שינויים אקלימיים עתידיים עלולים לחשוף את המזרח התיכון וצפון אירופה לסיכון מחלה זה, וייתכן שבעתיד יהוו אתגר חקלאי משמעותי באזורים אלו.
רצפי חיסוני צמחים כמוליכים אלימות מול מינים חדישים
כדי להדביק את הצמח, הפטרייה הממוקשת מחדירה חלבונים הידועים כהשפעות להפעלת תגובה חיסונית בצמח. תאים של הצמח מכילים קולטני חיסון המגיבים על ידי זיהוי של אותות חיסוניים זרים, ומפעילים תגובה מיידית שמונעת את התפשטות הפטרייה ומונעת את הרס התאים החוליים.
במשך יותר מ-30 שנה, רוב המחקר התרכז בזיהוי ה-NLRs, שהוא סוג של קולטני חיסון. המחקר החדש התמקד בחלבונים מסוג TKPs, קבוצה שהתגלתה לא מזמן וממוקמת בדגני היבול. חלק מחלבוני ה-TKPs כוללים אזור קטן המוכר כ-HMA, שנועד למשוך את הפטרייה אליהם, כסוג של פתיון. דומים לתופעות דומות קיימות ב-NLRs, ולכן הצוות קיווה שמנגנונים שפותחו ל-NLRs יוכלו לשמש גם כאן.
באמצעות קריסטלוגרפיה, הצליחו החוקרים לבנות דגמים ברזולוציה גבוהה של אופן ההתקשרות של HMA עם ההשפעות הפטרייתיות. דוגמה מייצגת היא קולט חיטה בשם Rwt7, הקשור לקטל הפטריה Pwt7, כפי שמתואר במחקר.
שני יעדים במקום אחד – חיסון רב-כיווני
בעזרת המיפוי המורפולוגי, שינו החוקרים את אזור ה-FBI של הקולטן כך שיאפשר לו לקשור השפעות פטרייתיות הקשורות לשתי מינים של דגנים, חיטה ושעורה. תאוריה זו היא ייחודית ונדירה בטבע, מכיוון שקולט שמגן על שני היעדים מקשה על הפטרייה להימלט על ידי שינוי או הרס של חלבוני ההשפעה שלה. להתגוננות מול כיסוי חד-יעדי אין תועלת ארוכת טווח, כי הפטריות מסוגלות להסתגל ולשנות את החלבונים שהם מזהים, מה שמוביל לאבדן הערך של גנים המסייעים בהגנה.
אותו ראש צוות, דניאל יואו, מסר שדרך החשיבה שמאחורי המחקר מראה כי כלים שפיתחו ל-NLRs עשויים לעבוד גם על TKPs.
המוביל בקבוצה, מרק בנפילד, מציין כי שני סוגי הקולטן כנראה מופעלים בדרכים שונות, ושילובם במטרה להגן על הצמח באופן משולב עשוי לאפשר יצירת מערכת הגנה מתקדמת ומגוונת יותר. אסטרטגיה זו, לדבריו, עשויה לחזק מאוד את ההגנה מפני מחלות ומזיקים.
מהתאים האישיים במעבדה לצמחי בית וגינות ירוקות
המחקר הנוכחי מתמקד בניסויים במעבדה שכללו תאים בודדים של חיטה, שהוסרו מהם קירותיהם, כדי לדמות את מצב הצמחים בשליטה. התוצאות שהושגו באמצעות תאים אלה, אינן מעידות עדיין שהקולטן הממוקש מגביר את ההגנה של צמחים שלמים או מפחית בהצלחות את ההתפשטות בשדה, ואינו משקף הישגים בשימור היבול.
השלב הבא מצפה לעבור את הניסויים במצעי השדה ובעוגות הגידול המוגברת במושבות ירוקות, ותחילה, להציב להם מבחני שדה וקבלת אישורים רגולטוריים. תהליך זה צפוי לארוך מספר שנים, והחברה לא פרסמה עדיין תאריכי שחרור למוצר מסחרי, וכן לא הצהירה על היבולים הראשונים שישמשו לפיתוח המוצר.
החוקרים גם אינם יודעים כמה מהר הפטרייה תתאים את עצמה לקולטן הכולל שתי מטרה בשדה פתוח. השערה כי טכנולוגיות ה-TKPs וה-NLRs ישולבו לצורך יצירת צמח חזק יותר, טרם הוכחה מדעית ונמצאת עדיין בניסוי. מימון המחקר התקבל על ידי המכון לביוטכנולוגיה ומדע החיים בבריטניה.
עבור הצרכנים בישראל, תוצאות מחקר זה אינן משנות את המצב בשוק היום, מכיוון שהחקלאים ממשיכים להשתמש בגידולים בעלי עמידות חיסונית, בתאריכי שתילה מותאמים ובחומרי הדברה. ספציפית, מחברת Nature World News תמשיך לעדכן על תוצאות המבחנים המושקעים שיתפרסמו בשלב מאוחר יותר.
