Page 19 - עלון הנוטע נובמבר 2015 מספר 11 חקר הפרי הקטוף - חלק א

‫הטיפול בפרי הקטוף‬ ‫מפרקי הדופן‪ .‬זיהוי הרכיבים המעורבים בתהליך ההבשלה יוביל לפיתוח פיה‬
‫רות בעלי כושר השתמרות ממושך יותר‪ .‬ניתן לקבל פירות כאלה באמצעות‬
‫תהליך ביוכימי‪ ,‬המוביל בסופו של דבר לשינויים בביטוי גנים המאפשרים בין‬ ‫שיטות של הנדסה גנטית או באמצעות טיפוח קונבנציונלי‪ .‬באמצעות הנדסה‬
‫השאר גם את תהליך ההתרככות‪ .‬כדי לעכב את תהליך ההבשלה‪ ,‬ובמיוחד‬ ‫גנטית ניתן להשתיק גן מסוים ולמנוע ביטויו‪ ,‬מה שנקרא ׳נוקאאוט׳‪ ,‬או לבטא‬
‫את ההתרככות‪ ,‬ניתן לעכב את ייצור האתילן או למנוע את קישורו לרצפטור‪.‬‬ ‫אחר בעודף‪ .‬צמחים שבהם שונה המערך הגנטי נקראים צמחים טרנסגניים‪.‬‬
‫משום ששני הגנים האחראים על תהליך ייצור האתילן ידועים‪ ,‬ניתן להשתיק כל‬ ‫אמנם השיטות המסורתיות של הנדסה גנטית לא זכו לתמיכה ציבורית רחבה‪,‬‬
‫אחד מהם ובעצם לעכב את תהליך ההבשלה‪ .‬אמנם הצליחו לייצר עגבניות‬ ‫אך לאחרונה פותחו שיטות חדשניות הגורמות לשינויים מוכווני מטרה‪ ,‬הפוגעים‬
‫טרנסגניות שמייצרות כמויות נמוכות של אתילן‪ ,‬שבהן תהליך ההתרככות מעוה‬ ‫ספציפית בגן המטרה ואינם משאירים ‪ DNA‬זר בצמחים המהונדסים‪ .‬יש אם‬
‫כב‪ ,‬אך צמחים כאלה לא קיימים במסחר‪ .‬כמו כן הצליחו ליצור בננות ותפוחים‬ ‫כן סיכוי רב ששיטות אלו יתקבלו ביתר אהדה בקרב הציבור‪ .‬במקביל‪ ,‬הידע‬
‫טרנסגניים המעוכבים באנזימים הללו ובהם תהליך ההבשלה מעוכב‪ ,‬אך גם‬ ‫על הגורמים המשתתפים בתהליך ההבשלה מאפשר שימוש ברכיבים הללו‬
‫פירות אלה לא קיימים במסחר‪ .‬לעומת הגישה של ייצור צמחים בהנדסה גנה‬ ‫כמרקרים גנטיים‪ ,‬ובכך קיצור תהליך הטיפוח‪ ,‬שבדרך כלל יכול לקחת ‪20‬‬
‫טית‪ ,‬המידע על הגנים המעורבים בייצור האתילן משמש בטיפוח קונבנציונלי‪.‬‬
‫לדוגמה‪ ,‬בעבודה עם תפוחים מוטציה באחד מהגנים המעורבים בייצור אתילן‬ ‫שנה ויותר‪.‬‬
‫(‪ ACC‬סינתז) גורמת לכך שקצב ההתרככות של הפרי יהיה איטי יותר‪ ,‬וניתן‬
‫לשמר תפוחים כאלה זמן רב יותר‪ .‬הזן ׳ענה׳‪ ,‬בניגוד לזנים אחרים כמו ׳גולדן‬ ‫גישות לעיכוב התרככות באמצעות‬
‫דלישס׳ או ׳גלאקסי׳‪ ,‬הוא בעל כושר אחסון נמוך‪ ,‬וכבר אחרי חודש הוא מאבד‬ ‫עיכוב פעילות האנזימים של פירוק הדופן‬
‫את איכותו‪ .‬בעבודתנו מצאנו שהזן ׳ענה׳ מייצר אתילן בכמות גדולה יותר מזנים‬
‫אחרים של תפוח כמו ׳גולדן דלישס׳ או ׳גלאקסי׳ הן בקטיף והן לאחר אחסון‬ ‫דופן התא בפירות בנויה בעיקרה משלושה סוגים של פוליסכרידים (שרשרות‬
‫(איור ‪ .)1‬בזן ׳ענה׳ זוהתה עלייה ברמת הביטוי של הגן‪ ,‬שידוע בספרות כמרקר‬ ‫פולימרים ארוכות ומסועפות של סוכרים שונים)‪ ,‬צלולוז (שרשרות הבנויות‬
‫לאחסון לקוי (פרידמן וחוב׳‪ ,‬תוצאות לא מפורסמות)‪ .‬האלל הספציפי הקשור‬ ‫מהסוכר גלוקוז)‪ ,‬המיצלולוז (שרשרות הבנויות מהסוכר גליקן) ופקטין (שרשה‬
‫להתרככות איטית שזוהה בתפוחים משמש כיום בתוכניות שונות לטיפוח תפוה‬ ‫רות הבנויות מהסוכרים גלקטוז ורמינוז)‪ .‬קיימים קשרים מגוונים בין המולקולות‬
‫הבונות את דופן התא‪ ,‬ובהתאמה קיימים אנזימים מסוגים שונים‪ ,‬הנמצאים‬
‫חים ברחבי העולם‪.‬‬ ‫בחללים הבינתאיים בין שרשרות הפוליסכרידים ואחראים על פירוק הקשרים‬
‫הללו‪ .‬השינויים העיקריים המתרחשים במהלך ההבשלה הם במטריקס של‬
‫איור ‪ :1‬ייצור אתילן בשלושה זני תפוח הנבדלים בכושר האחסון‬ ‫ההמיצלולוז ובפקטין‪ ,‬ולא נמצאו שינויים בצלולוז (‪ .)1‬הגישות הראשוניות לעיכוב‬
‫שלהם‪ .‬הזן ׳ענה׳ בעל כושר אחסון לקוי בהשוואה ל׳גולדן דלישס׳‬ ‫ההתרככות הסתמכו על ממצאים אלה ונבחנו כאמור בעגבניה כמודל‪ .‬העגה‬
‫בניה הטרנסגנית המסחרית הראשונה פותחה בשנת ‪ ,1994‬בה צימצמו את‬
‫ו׳גלאקסי׳‬ ‫הפעילות של אחד מהאנזימים האחראי על פירוק חלק מההמיצלולוז( (�‪Polyg‬‬
‫‪ )alacturonase‬והיא נקראה ‪ .FlavrSavr‬הציפייה הייתה שהעגבניה תתרכך‬
‫‪ -‬לאחר הקטיף התפוחים אוחסנו לחודש ימים והבדיקה בוצעה חודש לאחר‬ ‫לאט יותר על השיח ותוכל לפתח טעם טוב יותר‪ ,‬אך זו לא הייתה התוצאה‪ .‬עם‬
‫הקטיף‪.‬‬ ‫זאת‪ ,‬מרקם העגבניה היה דחוס יותר ולפיכך היא התאימה במיוחד לייצור מיץ‪,‬‬
‫אך הפיתוח נזנח‪ .‬מאז לא פותחו עגבניות טרנסגניות מסחריות אחרות בגישה‬
‫כאמור לעיל‪ ,‬ניתן לעכב את פעילות האתילן גם באמצעות עיכוב התגובה לאה‬ ‫של השפעה על דופן התא‪ .‬הסיבה לכך היא‪ ,‬שבגלל המורכבות של הדופן‬
‫תילן‪ .‬אחת הדרכים לחסימה של פעילות האתילן היא באמצעות קלקול מנגנון‬ ‫ומעורבותם של אנזימים רבים בתהליך ההתרככות קשה למצוא אנזים מפתח‬
‫הפתיחה שלו את הדלת‪ .‬דהיינו‪ ,‬מוטציה בגן המקודד לרצפטור יכולה לגרום‬ ‫אחד שהשתקה שלו תגרום להארכת חיי המדף (‪ .)2‬בכל זאת‪ ,‬המחקר על‬
‫לכך שהמנעול יתקלקל ואי אפשר יהיה לפתוח אותו באמצעות האתילן‪ .‬אכן‬ ‫האנזימים מפרקי הדופן ועל חלבונים אחרים הנמצאים בחלל הדופן ממשיך‬
‫נמצא‪ ,‬שפגיעה ברצפטור של האתילן מונעת את פעילות האתילן‪ ,‬וקיימות גם‬ ‫בפירות רבים ויש מספר פריצות דרך‪ .‬לדוגמה‪ ,‬לאחרונה נמצא על ידי צוות‬
‫מוטציות טבעיות בגן המקודד לרצפטורים‪ .‬למשל‪ ,‬בעגבניה ידועה זה מכבר‬ ‫מהודו שהשתקה של אנזימים האחראים על פירוק שייר סוכרי (‪)N-glycan‬‬
‫המוטציה ‪ ,nr-non ripening‬שהתגלתה במקרה בשנות השבעים של המאה‬
‫הקודמת‪ .‬המוטציה זוהתה בגן המקודד לרצפטור לאתילן ותהליך ההבשלה‬ ‫מחלבונים או מפולימרים של סוכר גורמת לעיכוב ההתרככות‪.‬‬
‫של הפרי במוטציה זו מעוכב (‪ .)4‬המוטציה הוכנסה לתוכנית טיפוח בעגבניות‪,‬‬
‫אך תרומתה לא הייתה גבוהה להארכת חיי המדף‪ .‬עם זאת‪ ,‬יתכן וניתן יהיה‬ ‫גישות לעיכוב ההבשלה באמצעות‬
‫השפעה על מסלול האתילן‬

‫בפירות הקלימקטריים‪ ,‬כדוגמת תפוח עץ או בננה‪ ,‬יש לאתילן תפה‬
‫קיד מכריע בבקרת ההבשלה‪ .‬אתילן הוא גז המיוצר מהחומצה האמיה‬
‫נית מתיונין ובמסלול הביוסינתיזה מעורבים שני אנזימים מרכזיים‪ACS ,‬‬
‫(‪ ACC‬סינתז) ו‪ ACC( ACO-‬אוקסידז)‪ .‬האתילן המיוצר בפרי נקלט באמצעות‬
‫רצפטורים מיוחדים המזהים אותו באופן ספציפי (‪ .)3‬הרצפרטורים לאתילן‬
‫מתפקדים כמו דלת החוסמת את כל פעילויותיו‪ ,‬כאשר הוא‪-‬הוא המפתח‬
‫הפותח את הדלת‪ .‬כאשר האתילן נקשר לרצפטור הדלת נפתחת ומתחיל‬

‫‪‘ 19 ‘Alon Hanotea’ vol. 70 November 2015‬עלון הנוטע’ שנה ס”ט‪ ,‬נובמבר ‪2015‬‬