מגזין הטכניון | חורף 2025

23 הם אפיינו באופן מקיף ומעמיק את מערכות השורשים שנוצרו בצמחים המורכבים. האפיון כלל בחינת תצורה, פרופיל מטבולי ופרופיל ביטוי גנים, תוך שימוש במיקרוסקופיית אלקטרונים ובמודל מתמטי ייעודי שפותח בשיתוף עם חוקרים מאוניברסיטת אוטרכט. המחקר נערך בשני מיני צמחים: ארבידופסיס, המשמש צמח מודל נפוץ במדעי הצמח, ועגבנייה, לצורך תיקוף הממצאים בצמח חקלאי. הממצאים חשפו את ההבדל בין פעילותו של בנוף הצמח ובשורש עצמו בקביעת BR ההורמון תצורת מערכת השורשים: פעילות ההורמון בנוף חיונית לשליטה בכמות • הפחמן (בצורת סוכרים) המוזרמת אל השורש, ובכך קובעת את הביומסה הכוללת של מערכת השורשים. לדוגמה, הממצאים הראו שפעילות בנוף מאפשרת שיקום מלא של ביומסת BR שורש שמקורה ברקע גנטי שאינו מייצר את ההורמון. פעילות ההורמון בשורש ממלאת תפקיד שונה: • היא קובעת את הגאומטריה של תאי השורש ומכתיבה את כיוון גדילתם. כך היא משפיעה על פיזור הפחמן לאורך השורש בכלל ועל ויסות עובי דופן התא (שם אגור הפחמן) בפרט. כדי לבחון תובנות אלה פיתחו חוקרי הטכניון עם עמיתיהם באוניברסיטת אוטרכט מודל ("לגדול grow and branch סימולציה מקורי בשם ולהסתעף"). מודל זה משלב את ההשפעות השונות של הבקרה ההורמונלית בנוף הצמח ובשורשיו. הוא מראה כי שילוב תפקידיו של ההורמון בנוף (זמינות פחמן) ובשורשים (כיוון הגדילה) מספיק להסביר את תצורת מערכת השורשים בצמח (הנגזרת מהדינמיקה של התארכות השורש והסתעפויותיו). יתרה מזו, המודל מצליח לנבא את ארכיטקטורת מערכות השורשים השונות שנצפו בצמחים תקינים, בצמחים לא-תקינים (שאינם מייצרים או קולטים הורמון) ובצירופים שונים של מיקרו- הרכבות. ממצאים אלה מצביעים על כך שמודל הוא כלי לקישור בין פעילות grow and branch מולקולרית לבין ארכיטקטורת השורשים. לדברי החוקרות, "גישה בין-תחומית זו תורמת להבנה מעמיקה יותר של התהוות הארכיטקטורה של מערכת השורשים וסוללת דרכים חדשות לבדיקת אופטימיזציה של שורשי גידולים חקלאיים בהשפעה על מסה, צורה, ותכונות גנטיות החשובות בהתמודדות עם תנאי סביבה מאתגרים. כל אלה כאמור חיוניים במיוחד נוכח שינויי האקלים והצורך בחיזוק ביטחון המזון בעולם." - הקרן הלאומית ISF המחקר נתמך על ידי ה- למדע. BR צמחי עגבנייה עם רקע גנטי נורמלי וצמח עגבנייה יחיד עם מוטציה בקולטן צילום: היטאשי קנדל