בין השנים 1846 ו-1849 שרר רעב המוני וקיצוני באירלנד, שנבע בגלל מחלה שהרסה את יבול תפוחי האדמה שהיה מקור מחייתם של רוב התושבים. ל"רעב תפוחי האדמה הגדול" הייתה השפעה קטלנית קצרת טווח, יחד עם שינויים ארוכי טווח בתרבות האירית ובמסורת המקומית עד היום. האירוע הזה, מהווה דוגמה מוחשית לאופן שבו תחלואה שפוגעת בגידולים חקלאיים עליהם מתבססת אוכלוסייה אנושית עלולה להוביל להשפעות מרחיקות לכת, לרבות תמותה ועקירה ממדינה אחת לאחרת.
כעת, בחלוף כמעט 180 שנים אחרי אותו אירוע, חוקרים מהאוניברסיטה העברית בירושלים פיתחו שיטה חדשנית לזיהוי מוקדם של מחלת הקמילה בעגבניות (Fusarium wilt), באמצעות מעקב אחר שינויים עדינים בשימוש של הצמח במים. המחקר, שפורסם בכתב העת Plant Disease, מדגים כי מדידת תכונות פיזיולוגיות כמו קצב הדיות (Transpiration) מאפשרת לזהות את המחלה שבועות לפני הופעת סימנים ויזואליים.
לדברי החוקרים, פריצת הדרך הזו מציעה גישה רגישה וכמותית להערכת חומרת המחלה, אלימות הפתוגן ורגישות הצמח - כלי עוצמתי לחוקרים ולמטפחים המעוניינים לצמצם אובדן יבולים, תוך קידום חקלאות בת-קיימא.
המחקר, שאותו הובילה הדוקטורנטית שני פרידמן, בהנחיית פרופ' מנחם מושליון ובהשתתפות ד"ר שי קובו ופרופ' שאול בורדמן מהפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה של האוניברסיטה העברית בירושלים, מציג גישה חדשה לזיהוי מוקדם של מחלת ה-Fusarium wilt בעגבניות - הרבה לפני שניתן לראות תסמינים ויזואליים. ממצאיו מהווים התקדמות משמעותית בתחום מדעי הצמח, ומציעים שיטה מדויקת ומדידה לשיפור גילוי מחלות והבנת מנגנוני ההדבקה בצמחים.
4 צפייה בגלריה
צמח עגבנייה שהושפע ממחלת הקמילה Fusarium wilt
(צילום: Victor M. Vicente Selvas, Wikipedia)
4 צפייה בגלריה
צמחי עגבניות צעירים המציגים מחלת קמילה הנגרמת על ידי פטריית פוסריום, הממחישים את התסמינים הנראים לעין ומדגישים את הפרשנות הסובייקטיבית שלהם
(צילום: שני פרידמן, האוניברסיטה העברית בירושלים)
Fusarium wilt היא מחלה הרסנית שנגרמת על ידי הפטרייה Fusarium oxysporum. מחלה זו גורמת לנזקים כלכליים כבדים בגידולים ברחבי העולם. עד היום, גילוי המחלה הסתמך בעיקר על תצפית ויזואלית - שיטה סובייקטיבית שלעתים קרובות מתבצעת לאחר שכבר נגרם נזק בלתי הפיך ליבול.
במחקר הנוכחי, השתמשו החוקרים בטכנולוגיית ליזימטר (כלי מדעי למדידת מאזן המים בצמח ובקרקע) מתקדמת במסגרת מערכת פנומיקה פיזיולוגית (high-throughput phenotyping) למדידת קצב הדיות ושינויים במסת הצמח לאורך זמן.
המדידות התבצעו בסביבת חממה חצי-מבוקרת. החוקרים גילו לתדהמתם שהירידה בקצב הדיות הופיעה ימים ואף שבועות לפני הופעת הסימפטומים הנראים לעין. "המחקר מוכיח שתכונות פיזיולוגיות הקשורות למים כמו קצב דיות מהוות אינדיקטורים אמינים ורגישים להדבקה בפטריית הפוסריום", מסבירה פרידמן. "יכולנו למדוד באופן כמותי את תגובת הצמח לפתוגן, הרבה לפני שהופיעו הסימנים הוויזואליים המסורתיים".
השיטה שפותחה מאפשרת לא רק גילוי מוקדם, אלא גם הערכה כמותית של אלימות הפתוגן ועמידות הזן. כך יכולים חוקרים ואגרונומים לזהות באופן מספרי את חומרת ההדבקה, ולהשוות בין זני עגבנייה שונים מבחינת עמידותם למחלה.
ד"ר קובו, שותף בכיר למחקר מהמכון לפתולוגיה ומיקרוביולוגיה של צמחים באוניברסיטה העברית בירושלים, הדגיש את ההשפעה הרחבה של הממצאים. "השיטה הכמותית הזו פותחת כיוונים חדשים לחקר יחסי צמח-פתוגן. היא מאפשרת לנו להבין טוב יותר איך פתוגנים משפיעים על צמחים בשלבים הראשונים של המחלה".
פרופ' מושליון מציין כי הפוטנציאל של השיטה חורג מתחום העגבניות. "הגישה שפיתחנו הינה רלוונטית לגידולים חקלאיים רבים. גילוי מוקדם באמצעות ניטור פיזיולוגי יכול לצמצם משמעותית את אובדן היבולים, ולתרום לניהול חקלאות בת-קיימא".
פרופ' שילה רוזנווסר ומתנאל היפש, מהפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה של האוניברסיטה העברית בירושלים, אשר נמנו על צוות המחקר, הוסיפו ואמרו כי "המערכת נוסתה לא רק על עגבניות, אלא גם על צמחי תפוח אדמה שנדבקו במחלת 'הכימשון המאוחר' (Late Blight) - מחלה קשה שנגרמת בעיקר לתפוחי אדמה בעקבות הדבקה בטפיל הפיטופטורה מהמין פיטופטורה אינפסטאנס (Phytophthora infestans). הניסוי הזה הראה תוצאות דומות, מה שמהווה עדות לכך שמדובר בשיטה רב-שימושית למחקר מחלות בצמחים".
