מחקר בגנטיקה מולקולרית והנדסה גנטית, שנערך במכון המחקר מיגל, בוחן מנגנוני הפריה בעצי פרי. המחקר יועיל להגדלת היבול, יעניק יתרונות לחקלאים בחסכון ניכר בהוצאות האגרוטכניות, ויאפשר עלויות סבירות במחיר הפרי לצרכן.
אפיון גנטי של זנים חשוב מאוד לחקלאים, כיוון שמאפשר בחירת שילוב נכון של נטיעת הזנים במטע, לקבלת יבול מקסימלי. אפיון זנים 'הפוריים לעצמם' כלומר בעלי הפריה עצמית (כמו במשמש לדוגמה), מאפשר לטעת חלקות בעלות זן אחד בלבד (ללא צורך בזן נוסף להפריה- זכרי ונקבי) המניבות יבול רב, ללא תלות בתנאי הסביבה בזמן ההפריה, כגון טמפרטורות או פעילות דבורים כמו גם חיסכון בשטח חקלאי.
מחקר האפיון הגנטי, מתבצע במעבדה לגנטיקה מולקולרית במכון המחקר מיגל על ידי ד"ר אמיר רז ובראשותו של פרופ' מרטין גולדווי, בו מתמקדים ביצירת זנים פוריים לעצמם ובאפיון זנים חדשים,
על ידי חקר מנגנוני הפריחה של עצי הפרי, תוך התמחות בוורדניים- עצים נשירים (תפוח, אגס, מישמש, שזיף, שקד), בהם קיים מנגנון טבעי של "אי התאם עצמי", אשר מונע מהפרחים בעצי הפרי להפרות את עצמם. (לדוגמה: עץ שזיף בודד בגינה, יניב מעט מאוד פירות, עקב הימצאותו של מנגנון "אי התאם עצמי")
כאשר קיימות רמות שונות של "אי התאם עצמי" בזנים השונים.
החוקרים ביצעו בדיקות גנטיות, במטרה לגלות את רמת ה'התאם העצמי' של כל זן וזן, ומה הן יכולותיו בהפריית זנים אחרים, ואת מנגנון "אי התאם עצמי" מבחינה הפעילות המולקולארית. במחקר נמצא, כי בחלק מהזנים קיימת מוטציה במנגנון, שבעקבותיה, העצים מסוגלים להפרות את עצמם לבד, כמו למשל פרי מישמש מזן 'רעננה'. כחלק מהמחקר אפיינו ד"ר רז וחוקרים מקבוצות נוספות את המוטציה המאפשרת לעץ להניב פירות, ואפיון זה מסייע לחקלאים ולחוקרים המטפחים זנים חדשים, המעוניינים לאפיין תכונה זו כבר בתחילת תהליך הטיפוח, כך שכל תוצרי הטיפוח יהיו פורים לעצמם.
בעולם המחקר והמדע, קיימות קהילות חוקרים מעטות, העוסקות בנושא ההפריה הגנטית בעצים, ומספר מעבדות בעולם החוקרות את המנגנונים. חלקן מתרכזות בצמחים חד שנתיים ממשפחת הסולניים (טבק, עגבנייה, פטוניה) אותם קל יותר לחקור.
במעבדה לגנטיקה מולקולרית במכון המחקר מיגל, מתמחים בתחום ההפריה ומתבצעים מחקרים שונים בתחום לאורך 15 שנים, כאשר המחקרים האחרונים נועדו לשבור את מנגנון "אי-ההתאם העצמי" בעצי התפוח בשני אופנים:
- יצירת מוטציה בגן השולט במנגנון, באמצעות מערכת עריכה גנומית (CRISPR-Cas9)
- העברת התכונה של פרי החבוש, לזני התפוח באמצעות הכלאות. מהמחקר עולה, כי ישנם זני חבוש (זן הקרוב לתפוח) 'הפוריים לעצמם', כלומר המנגנון אצלם שבור באופן טבעי, ותכונה זו ניתן לנצל בזני התפוח החדשים.
ד"ר רז חוקר את ייצור זני תפוח 'הפוריים לעצמם', על ידי יצירת מוטציה במנגנון ההפריה באמצעות הנדסה גנטית. לשם-כך, נבחנות שיטות ישימות ויעילות להנדסה גנטית בעצים, שנועדו לשפר את השיטות הקיימות. לדברי ד"ר רז: "המחקר בעצים מאתגר, כיוון שכל עץ צריך לגדול מספר שנים עד שהוא מניב פרי, כך גם משך המחקר ארוך יותר וקשה יותר, ויחד עם זאת, המחקר יועיל במציאת זנים שיכולים להפרות את עצמם".
במקביל החל במעבדה לגנטיקה מולקולרית במיגל, גם מחקר בהפריה באבוקדו, בעקבות מענק מחקר מהמדען הראשי במשרד החקלאות, מאחר והאבוקדו נחשב כיום ל'מזון על' בעולם והינו ענף בצמיחה אינטנסיבית, ובעל תמורות גבוהות למגדל, מגמה הצפויה להימשך, ולכן חקלאים רבים עוברים לגידול אבוקדו. בשנים האחרונות הפכה ישראל ליצואנית ולמעצמת אבוקדו מובילה בעולם.
המחקר החדש, יבדוק את מנגנון הפריחה בעץ האבוקדו, המונע מהעץ להפרות את עצמו ומחייב מהחקלאי נטיעת שני זנים במטע (למשל, נטיעה זה לצד זה של הזנים האס ואטינגר ,על מנת שתהיה הפריה הדדית ביניהם).
המחקר החדש מתמקד במנגנון הייחודי של האבוקדו מבחינה גנטית; כדי לזהות אילו גנים אחראים לפריחה; הפרח נפתח פעם אחת כנקבה ואז נסגר, ואחרי יום הפרח נפתח שוב בתור זכר. ההבחנה בין הפרחים היא צורנית; כשהפרח נפתח כנקבה, האיברים הנקביים בשלים (עמוד העלי והשחלה), ואילו האיברים הזכריים (האבקנים) עדיין לא מוכנים ובשלים. ביום השני, כאשר הפרח נפתח כזכר, האבקנים זקופים ומשחררים את האבקה שיש בהם. במעבדה בודקים מתי הפרח מפסיק להיות פורה, ולפי הממצאים, זה קורה ככל הנראה לפני שפרח האבוקדו נפתח כזכר, ולכן צריך פרח אחר של זן אחר, שיפרה אותו. האופן בו פרחי האבוקדו נמנעים מהפריה עצמית ונפתחים בשני שלבים – ידוע למגדלי האבוקדו מאז ומעולם. במעבדה לגנטיקה מולקולארית במכון המחקר מיגל, מנסים להבין את התהליכים הגנטיים והמולקולריים השולטים בצורת פריחה זו, על מנת להציע דרכים לשנות את המנגנון כך שתתאפשר הפריה עצמית טובה יותר.
"חשוב לנו במיוחד וזו היא מטרתנו, שהמידע המופק מהמחקרים במעבדה לגנטיקה מולקולרית במכון המחקר מיגל, מועבר לחקלאים, שהצלחתם היא הצלחתנו, וכן ראיית טובת הצרכנים, מבחינת איכות הפרי ומחירו, העומדת לנגד עינינו". אומר ד"ר רז
