מגזין הטכניון | סתיו 2018

https://www.cell.com/developmental-cell/pdfExtended/S1534-5807(18)3 0456-8 למאמר: מדעי הצמח 28 ח וקרים בפקולטה לביולוגיה בטכניון מציגים הסבר ליכולתם של שורשים לווסת את גדילתם בהתאם למצאי המינרלים בסביבה - מינרלים החיוניים להזנת הצמח (נוטריינטים). המאמר התפרסם בכתב העת . D evelopmental C ell את המחקר הוביל הפוסט-דוקטורנט ד"ר עמר פאל סינג בהנחייתה של פרופ' סיגל סבלדי-גולדשטיין. עוד שותפים במחקר חברי צוות המעבדה של פרופ' סבלדי- גולדשטיין וחוקרים מהמעבדה של פרופ' ארנון חן מהטכניון שבצרפת. ENS L yon ומ- מאז ראשית דרכה המחקרית מתמקדת פרופ' סבלדי- גולדשטיין בצמחים כמערכת מודל מרתקת למחקר ביולוגי. מעבדתה בפקולטה לביולוגיה בטכניון עוסקת בהבנת עקרונות התפתחותיים של הצמח. לשם כך היא חוקרת את שני מקורות ההשפעה על גדילת הצמח - האותות הבאים מהצמח והאותות המגיעים מהסביבה. "הצמחים חיוניים לחיים על פני כדור הארץ והם אורגניזם- מודל מרתק," אומרת פרופ' סבלדי-גולדשטיין. "הם נבדלים מבעלי החיים בהיבטים שונים. בשעה שבעלי חיים יכולים לנוע ולנדוד למקומות בטוחים יותר, למאגרי מים וכן הלאה, הצמחים מקובעים למקומם. בניגוד לבעלי חיים, צמחים מייצרים איברים חדשים במשך כל חייהם ומווסתים את קצב גדילתם בהתאמה לתנאי הסביבה - דבר החיוני להישרדותם. במהלך האבולוציה פיתחה ממלכת הצומח אסטרטגיות שונות כדי להסתגל לתנאי סביבה תנודתיים. לדוגמה, שורש יכול להאיץ או להאט את גדילתו וליצור שורשים חדשים המסתעפים ממנו בהתאמה למצאי המינרלים בקרקע." הורמונים סטרואידיים, הנקראים ברסינוסטרואידים, הכרחיים לגדילה ולהתפתחות של הצמח. חוקרי הטכניון בחנו את פעילותם של ברסינוסטרואידים ושל חלבוני המסלול שהם מבקרים בשורש של צמח התודרנית ). הם הראו כי הרכב המינרלים במצע הגידול, Arabidopsis ( כלומר בתנאי מעבדה, עשוי להשפיע בשני כיוונים מנוגדים: חסך בברזל בסביבת הצמח מגביר את עוצמתו של מסלול הברסינוסטרואידים ועל ידי כך מאיץ את התארכות השורש, ואילו חסך בזרחה (פוספט) בסביבה, המוביל להצטברות ברזל בשורש, מחליש את פעילות מסלול הברסינוסטרואידים ובכך מאט את התארכות השורש. בנוסף, החוקרים מצאו גם את הגורם המתווך בין הסביבה . הם גילו כי חלבון BKI 1 לצמח בתהליכים אלה - חלבון בשם זה, המבקר את המסלול הסטרואידי, מושפע גם מתנאי הסביבה; חסך בברזל מוריד את רמת החלבון וכך מאיץ את התארכות השורש, וחסך בזרחה מגביר את רמתו ומאט את נמצא על פרשת דרכים בין BKI 1 , התארכות השורש. כלומר מסלול שמקורו באות פנימי של הצמח (הורמון סטרואידי) ובין מסלול שמקורו באותות מהסביבה (מצאי מינרלים). החוקרים גילו גם השפעה בכיוון ההפוך: עוצמת מסלול הברסינוסטרואידים משפיעה על רמת הברזל הנצברת בשורש וכך נוצר משוב המבטיח כנראה כי גדילת השורש תתאים לתנאי הסביבה. "למעשה גילינו מנגנון המקשר בין זמינותם של שני היסודות האלה - זרחה וברזל - והמסלול הסטרואידי, אשר יחד מווסתים את גדילת השורש.הבנת המורכבות של תגובת הצמח למחסור בזמינות מינרלים עשויה לסייע בעתיד להגדלת היבולים של גידולים חקלאיים תוך הפחתת הצורך בדישון." השורשים חוכמת ד"ר עמר פאל סינג פרופ' סיגל סבלדי-גולדשטיין גילו י ים חדשים בהתפתחות הצמח עשו י ים להגדיל יבולים חקלאי ים ולהפחית את הצורך בדישו ן