ביוטכנולוגיה

תקציר העבודה
החיטה הינה מהצמחים החשובים בעולמנו. כיום, החיטה מהווה מקור מזון עיקרי לכשליש מאוכלוסיית העולם, ומספקת כ-20% מהקלוריות ומהחלבון הנצרכים על ידי האדם. לאורך אלפי שנים עברה החיטה תהליכי פוליפלואידיזציה (הכפלה או הוספה של גנום נוסף לצמח לאחר זיווג אם צמח מאותו המין – לכדי יצירת מין חדש) בה הוכפלו פעמיים הגנומים שלה, מה שיצר מינים דיפלואידים (שני סטים של כרומוזומים – כמו אצל בני האדם), טטראפלואידים (ארבעה סטים של כרומוזומים, שני גנומים), והקסאפלואידים (שישה סטים של כרומוזומים, שלושה גנומים) רבים – המהווים חלק קריטי מהמינים הכי נצרכים של החיטה כיום: חיטת הפסטה (T. turgidum ssp. durum) וחיטת הלחם (T. aestivum ssp. aestivum).
שני מיני החיטות הללו פותחו מביות (חיטת הפסטה) ולאחר מכן אירוע פוליפלואידיזציה (חיטת הלחם), של מין חיטה קדום שגדל בעיקר במזרח התיכון, והתגלה על ידי אהרון אהרונסון בשנת 1906: חיטת האם .(T. turgidum ssp. dicoccoides) אוכלוסיות בר של חיטת האם כבר אז זוהו כמקורות גנטיים מאוד חשובים לתכונות מועילות של חסינות לתנאי עקה משתנים שתקפו את אזורי האקלים הבלתי יציב של המזרח התיכון, ויכולות הסתגלות מהירות לתנאי הסביבה. התפתחויות אלו ככל הנראה נבעו בחלקן, מנוכחותם הדומיננטית של טרנספוזונים – שהם מקטעי דנ"א בגדלים משתנים שיכולים לשנות את מיקומם בגנום של מין באמצעות מנגונוני "העתקה והדבקה" ומנגנוני "חיתוך והדבקה" בגנום של החיטה. טרנספוזונים הם כלי וגורם חשוב מאוד להתפתחות מינים של צמחים, ובעלי השפעות רבות כגון העלאה של ביטוי גנים, שיתוק גנים, כאשר בחלקם, אף נמצאו אצורים חלקים מגנים המקודדים לאזורי חלבונים חשובים מסויימים. תפקידם של הטרנספוזונים אינו ידוע, אך בשנים האחרונות נמצאו ראיות כי סמנים גנטיים מבוססים טרנספוזונים יכולים לייצג היטב יחסים פילוגנטיים אבולוציוניים בין פרטים של צמחים, ואף להצביע על שינויים מהותיים בין מינים ברמת הגנום – והיו אחראיים לרבים משינויים אלו.
במחקר זה בוצע שימוש בסמנים גנטיים מבוססי שמונה משפחות טרנספוזונים שחלקם אף איבדו את היכולת שלהם להתנייד בעצמם ועל אף זאת, הצליחו לבצע שכפולים של עצמם במקומות שונים בגנום – שגרמו למחיקות והוספות של מקטעים במקומות מסויימים בגנום, ובכך לשונות גנטית. בדיקה זו סיפקה מידע רב אודות השימוש בסמנים גנטיים לאמידת רמות השונות הגנטית בין פרטים מאוכלוסיות בר של חיטת האם, ופרטים מבוייתים של חיטת הפסטה. ובנוסף, בדיקה זו תספק עוד מידע על רמות שונות גנטית בין ובתוך פרטים של אוכלוסיות בר, ותשווה אותם לרמות השונות הגנטית אצל הפרטים המבוייתים (אשר אצלם באופן משוער תהיה פחות שונות גנטית לאור תהליכי הביות והטיפוח החקלאי שעברו).
שי מלמד | אוניברסיטת בן-גוריון בנגב
מקיף א' באר שבע
בחינת השונות הגנטית בין ובתוך אוכלוסיות שונות של אם החיטה (Triticum turgidum ssp. dicoccoides), חיטת הפסטה
(T. durum) וחיטת הלחם (T. aestivum), בעזרת השימוש ברטרוטרנספוזונים כסמנים גנטיים.
מנחה אישי: דר" ודים חסדן
ראש המעבדה: פרופ' חליל קשקוש
מורה מלווה: כוכי כספי

