يعد التوصيف الوراثي للأصناف مهمًا جدًا للمزارعين، لأنه يسمح باختيار التركيبة الصحيحة لزراعة الأصناف في البستان، للحصول على أقصى قدر من العائد. إن توصيف الأصناف "ذاتية الخصوبة"، أي ذاتية الإخصاب (كما هو الحال في المشمش، على سبيل المثال)، يسمح بزراعة قطع أراضي تحتوي على صنف واحد فقط (دون الحاجة إلى صنف إضافي للتخصيب - ذكور وإناث) يحقق إنتاجية عالية بغض النظر عن الظروف البيئية وقت التسميد مثل درجات الحرارة أو نشاط النحل مثل الحفاظ على الأراضي الزراعية
تبحث الأبحاث في علم الوراثة الجزيئية والهندسة الوراثية، التي أجريت في معهد ميغيل للأبحاث، آليات الإخصاب في أشجار الفاكهة. سيكون البحث مفيدًا لزيادة العائد، وسيوفر فوائد للمزارعين من خلال توفير كبير في النفقات الزراعية، وسيسمح بتكاليف معقولة في سعر الفاكهة للمستهلك.
يعد التوصيف الوراثي للأصناف مهمًا جدًا للمزارعين، لأنه يسمح باختيار التركيبة الصحيحة لزراعة الأصناف في البستان، للحصول على أقصى قدر من العائد. إن توصيف الأصناف "ذاتية الخصوبة"، أي ذاتية التخصيب (كما هو الحال في المشمش على سبيل المثال)، يسمح بزراعة قطع من الأرض نوع واحد فقط (دون الحاجة إلى نوع إضافي للتخصيب - ذكر وأنثى) تنتج محصولا كبيرا بغض النظر عن الظروف البيئية وقت الإخصاب كدرجات الحرارة أو نشاط النحل وكذلك توفير الأراضي الزراعية.
يتم إجراء دراسة التوصيف الجيني في مختبر الوراثة الجزيئية في معهد ميغيل للأبحاث بواسطة دكتور أمير راز ويرأسها البروفيسور مارتن جولدواي، والذي يتم التركيز عليه في خلق أصناف ذاتية الخصوبة وتوصيف أصناف جديدة،
بواسطة دراسة آليات إزهار أشجار الفاكهةبينما يتخصص في أشجار الورد - الأشجار المتساقطة الأوراق (التفاح، الكمثرى، المشمش، البرقوق، اللوز)، والتي يوجد فيها آلية طبيعية لـ "عدم التوافق الذاتي"، مما يمنع الأزهار الموجودة على أشجار الفاكهة من إخصاب نفسها. (على سبيل المثال: شجرة برقوق واحدة في الحديقة ستنتج القليل جدًا من الفاكهة، وذلك بسبب وجود آلية "عدم التوافق الذاتي")
عندما تكون هناك مستويات مختلفة من "عدم التوافق الذاتي" في السلالات المختلفة.
أجرى الباحثون اختبارات جينية، بهدف اكتشاف مستوى "التكيف الذاتي" لكل صنف، وما هي قدراته على تخصيب الأصناف الأخرى، و آلية "عدم التوافق الذاتي" من وجهة نظر النشاط الجزيئي. وفي الدراسة تبين أنه في بعض الأصناف هناك طفرة في الآلية، ونتيجة لذلك تصبح الأشجار قادرة على إخصاب نفسها، مثل ثمرة المشمش من صنف "رعنانا"، وكجزء من الدراسة، وشخص الدكتور راز وباحثون من مجموعات أخرى الطفرة التي تسمح للشجرة بإنتاج الثمار، وهذا التوصيف يساعد المزارعين والباحثين الذين يقومون بزراعة أصناف جديدة، والذين يرغبون في توصيف هذه الميزة في بداية عملية الزراعة، بحيث يمكن لجميع المنتجات الزراعية ستكون مثمرة لأنفسهم.
وفي عالم البحث والعلوم، هناك مجتمعات بحثية قليلة تتناول موضوع الإخصاب الوراثي في الأشجار، وعدد من المختبرات في العالم التي تقوم بدراسة آلياته. ويركز بعضها على النباتات السنوية من عائلة الباذنجانيات (التبغ، الطماطم، البطونية) التي يسهل دراستها.
في مختبر الوراثة الجزيئية في معهد ميغيل للأبحاث، نتخصص في مجال الإخصاب ونجري دراسات متنوعة في هذا المجال على مدار 15 عامًا، بأحدث الدراسات التي تهدف إلى كسر آلية "عدم التوافق الذاتي" في أشجار التفاح بطريقتين:
- خلق طفرة في الجين الذي يتحكم في الآلية، باستخدام نظام التحرير الجيني (CRISPR-Cas9)
- نقل صفة ثمرة السفرجل إلى أصناف التفاح عن طريق التهجين. ويظهر البحث أن هناك أصناف السفرجل (صنف قريب من التفاح) تكون "ذاتية الخصوبة"، أي أن الآلية الموجودة فيها معطلة بشكل طبيعي، ويمكن استخدام هذه الميزة في أصناف التفاح الجديدة.
يبحث الدكتور راز في إنتاج أصناف التفاح "ذاتية الخصوبة"، عن طريق إحداث طفرة في آلية الإخصاب من خلال الهندسة الوراثية. وتحقيقًا لهذه الغاية، يتم دراسة الطرق القابلة للتطبيق والفعالة للهندسة الوراثية في الأشجار، والتي تهدف إلى تحسين الطرق الحالية. وفق دكتور راز: "إن البحث في الأشجار أمر صعب، لأن كل شجرة يجب أن تنمو عدة سنوات حتى تثمر، وبالتالي فإن مدة البحث أطول وأكثر صعوبة، وفي نفس الوقت، سيكون البحث مفيدًا في العثور على أصناف يمكنها تخصيب نفسها."
وفي الوقت نفسه، بدأ مختبر الوراثة الجزيئية في ميغيل أيضًا بإجراء أبحاث حول تسميد الأفوكادو، بعد منحة بحثية من كبير العلماء في وزارة الزراعة، حيث أصبح الأفوكادو الآن غذاءً مطلوبًا في العالم ويشكل صناعة ذات أهمية كبيرة. نمو مكثف، ومع عوائد عالية لكل مربي، وهو الاتجاه الذي من المتوقع أن يستمر، وبالتالي يتحول العديد من المزارعين إلى زراعة الأفوكادو. وفي السنوات الأخيرة، أصبحت إسرائيل مصدرا رائدا للأفوكادو وقوة في العالم.
الدراسة الجديدة, سوف تحقق آلية التزهير في شجرة الأفوكادو مما يمنع الشجرة من تسميد نفسها، ويتطلب من المزارع زراعة صنفين في البستان (مثلاً زراعة صنف هاس وإتينجر جنباً إلى جنب، لكي يكون هناك تلقيح متبادل بينهما).
ويركز البحث الجديد على في الآلية الفريدة للأفوكادو من وجهة نظر وراثية; لتحديد الجينات المسؤولة عن الإزهار؛ تتفتح الزهرة مرة واحدة كأنثى ثم تنغلق، وبعد يوم تتفتح الزهرة مرة أخرى كذكر. التمييز بين الزهور هو شكلي. عندما تتفتح الزهرة كأنثى، تكون الأعضاء الأنثوية ناضجة (السويقات والمبيض)، في حين أن الأعضاء الذكرية (الأسدية) ليست جاهزة وناضجة بعد. في اليوم الثاني، عندما تتفتح الزهرة كذكر، تنتصب الأسدية وتطلق حبوب اللقاح التي تحتوي عليها. في المختبر، يقومون بفحص متى تتوقف الزهرة عن الخصوبة، ووفقًا للنتائج، فمن المحتمل أن يحدث هذا قبل أن تتفتح زهرة الأفوكادو كذكر، لذلك هناك حاجة إلى زهرة أخرى من نوع مختلف لتحسينها. إن الطريقة التي تتجنب بها أزهار الأفوكادو الإخصاب الذاتي وتتفتح على مرحلتين - معروفة لدى مزارعي الأفوكادو منذ زمن سحيق. نحاول في مختبر الوراثة الجزيئية في معهد ميغيل للأبحاث فهم العمليات الجينية والجزيئية التي تتحكم في هذا الشكل من الإزهار، من أجل اقتراح طرق لتغيير الآلية بحيث يكون الإخصاب الذاتي أفضل ممكنًا.
"من المهم بشكل خاص بالنسبة لنا، وهذا هو هدفنا، أن يتم نقل المعلومات التي تم الحصول عليها من البحث في مختبر الوراثة الجزيئية في معهد ميغيل للأبحاث إلى المزارعين، الذين نجاحهم هو نجاحنا، وكذلك رؤية المصالح الفضلى المستهلكين من حيث جودة الفاكهة وسعرها الذي هو أمام أعيننا". يقول الدكتور راز.
