בשורות טובות: כשערים שלמות יטבעו בשיטפונות, הצמחים ישרדו

גישה חדשה שזוהתה כמעט במקרה על ידי חוקרים יכולה להפוך יבולים לעמידים יותר בפני הצפות – תופעה שלפי הציפיות תהפוך לנפוצה יותר ויותר ככל שמשבר האקלים יחמיר (טוב אנחנו מבטיחים להפסיק להציף אתכם במילים עם האותיות ה’, צ’ ו-פ’). ביקשנו מ-Claude לספר לנו על התגלית.

"הצפה היא אחד האתגרים הגדולים ביותר בחקלאות כיום", אומר ד"ר קנדל הירשי, שהוביל את המחקר במכללת ביילור לרפואה בטקסס. "אם היינו מסוגלים להעניק לצמחים סבילות טובה יותר להצפות, זה היה מספק פתרון חשוב לחקלאים ברחבי העולם".

בתחילה צוות המחקר כלל לא בחן את השפעות ההצפה. הם חקרו את ההשפעות של שינוי גן בשם CAX1, המעביר סידן בצמחים – אבל אז הם שמו לב שכאשר הגן הזה הושבת באמצעות הנדסה גנטית, הצמחים שעברו שינוי הראו סבילות משופרת לתנאי מחסור בחמצן, כמו אלה שנגרמים על ידי הצפה. "זה היה ממצא לא צפוי שהוביל אותנו לדרך החדשה הזו", אמר הירשי.

בהמשך, החוקרים אפיינו באופן שיטתי צמחים עם מספר גנים מעבירי סידן שהוסרו. לפי התוצאות, שפורסמו בשלהי 2023 ב-Plant, Cell & Environment, צמחים מהונדסים אלה עם רמות סידן מופחתות בעלים הצליחו לשרוד סביבות מוצפות ודלות חמצן הרבה יותר טוב מצמחים רגילים. המוטציות בגנים של העברת סידן גרמו לצמחים לשנות דפוסי ביטוי גנים, והפעילו מסלולי איתות המקדמים סבילות נמוכה לחמצן. נראה כי רמות סידן מופחתות גרמו גם לשינויים כימיים אחרים בצמחים, כמו עלייה ברמות האבץ והאשלגן, שעשויות לתרום לעמידות בפני הצפות.

"הממצאים שלנו הובילו להשערה חדשה, שהפחתת הסידן מעניקה סבילות לאנוקסיה (מחסור בחמצן; אן-אוקסיה, כלומר ההיפך מאוקסיג’ן) בצמחים", הסביר הירשי. זה נתמך עוד יותר כאשר צמחים ללא שינוי, שגדלו בתנאי סידן נמוכים, הראו גם הם עמידות משופרת להצפות.

בעוד שהמחקרים הראשוניים נעשו על צמח נוי ממשפחת הארביס, הצוות עובד כעת על תרגום הגישה החדשה לגידולי מזון יקרי ערך, כמו אורז ועגבניות, הפגיעים להצפות.

הרעיון של שינוי גנטי של יבולים על ידי ביטול גנים מעבירי סידן עשוי לתת לחקלאים כלי חדש להילחם בנזקי גשמי-יתר והצפות. הוא מייצג זווית ייחודית בהשוואה למאמצים קודמים לפיתוח זני צמחים עמידים בפני שיטפונות. "זה יכול להיות חלק מהפתרון לאספקת מזון מוגבלת, המשפיעה על ילדים ומשפחות ברחבי העולם באזורים מועדים לשיטפונות", אמר הירשי. "אנחנו נרגשים לחקור את הענקת היתרון הגנטי הזה לצמחים על פני אמא טבע".