פיתוח שיטות טרנספורמציה המותאמות לצמחי גידול חקלאיים - סולניים
מחקר מס' 25
חוקרי הפרוייקט: ד"ר דני אשל, ד"ר שמואל בוקובזא, ד"ר אילן פארן וד"ר משה ראובני

תפוח אדמה

תפוח אדמה (Solanum tuberosum) הוא אחד מגידולי החקלאות החשובים בעולם ומהווה מקור עיקרי להזנה ולצרכים תעשייתיים. הפיתוח של זני תפוחי אדמה חדשים באמצעות הכלאות הוא מסובך ואיטי, כיוון שהזנים המסחריים שבשימוש הם ברובם טטראפלואידיים ובעל הטרוזיגוזיות גבוהה. פיתוח השימוש בטכנולוגיית CRISPR/Cas9 מאפשר כעת לפגוע ביעילות בגנים ספציפיים, במטרה לשפר את תכונות הגידול.

פיתחנו שיטה ליצירת מוטציות ע"י ביטוי חולף של מרכיבים של מערכת CRISPR/Cas9, בתרבית תאים של פרוטופלסטים מעלי תפוח אדמה, אשר בהמשך מתמיינים לצמחונים מוטנטיים. מכיוון שהצמחים שפותחו בדרך זו אינם מכילים DNA זר, הם אינם נחשבים בישראל (ובמדינות אחרות) כאורגניזם מהונדס גנטית (GMO). שיטה זו גוזלת זמן רב ואינה יעילה דיה, כיוון ששיעור הצמחים המוטנטים המתקבל נמוך מאוד.

מטרת הפרויקט היא לשפר את שיטת הטרנספורמציה והרגנרציה של הפרוטופלסטים בזנים מובילים. תוכנית העבודה שלנו כוללת סריקה של פרומוטורים באמצעות פלסמידים המכילים סמן פלואורסצנטי תחת בקרת הפרומוטור הנבחן. הגן Cas9 ישובט תחת הפרומוטור הנבחר והפלסמיד שיתקבל ישמש לטרנספציה של פרוטופלסטים. לתהליך רגנרציה יעיל יותר, יש בכוונתנו לבטא באופן חולף פקטורי שיעתוק הקשורים ברגנרציה. סריקת הצמחים המוטנטים תבוצע ע"י high-resolution fragment analysis (HRFA). כוונת פרוייקט זה ליצור פרוטוקול יעיל והדיר לעריכה גנומית של צמחי תפוחי אדמה, שאינם טרנסגניים.

מחקר מס' 25 - ד"ר דני אשל, ד"ר שמואל בוקובזא, ד"ר אילן פארן וד"ר משה ראובני
פרוטופלסט מתחלק של תפוח אדמה אחרי טרנספורמציה.
צמחי תפוח אדמה מוטנטים שאינם טרנסגניים לאחר רגנרציה מפרוטופלסטים.

פלפל

נכון להיום, הטרנספורמציה והרגנרציה של פלפל (Capsicum annum) מאתגרים מאוד להשגה, עם שיעור הצלחה זעום. אמנם יש דוחות שפורסמו על התחדשות וטרנספורמציה של פלפל, אך התוצאות המוצגות אינן ניתנות לשחזור או משתמשות במטרות ייחודיות שאינן זמינות בקלות.

Pepper regeneration
שלב ראשוני של רגנרציה של פלפל
אנליזה מיקרוסקופית של צמחי פלפל שעברו רגנרציה

כדי להגיע לעריכה גנומית של פלפל ויצירת מוטציות מכוונות בגני מטרה, יש לפתח מערכת טרנספורמציה/רגנרציה אמינה ורובסטית. בפרט, אנו מתכננים להשתמש בעריכת גנום בתיווך מערכת CRISPR/Cas בשילוב עם שימוש אופטימלי בגורמי רגנרציה של רקמות צמחיות.

ד"ר דני אשל
חוקר הפרוייקט

חקר תוצרת חקלאית ומזון המחלקה לחקר תוצרת חקלאית,
מינהל המחקר החקלאי מכון וולקני.

ד"ר דני אשל

דוא"ל: dani@volcani.agri.gov.il

טלפון: 972-52-8777958+

אתר: ד"ר דני אשל

אתר המעבדה

תחומי מחקר:

  • שחרור תרדמה ודומיננטיות אפיקית בפקעות.
  • שיטות חלופיות לעיכוב הנבטה של פקעות ושורשים.
  • חלבונים דמויי קספאז ותפקידם במוות מתוכנן של תאים ואוטופגיה.
  • שילוב של שיטות ידידותיות לסביבה כדי לשיפור סינרגטי את ההתמודדות עם מחלות בתר-קציר.

ד"ר שמואל בוקובזא
חוקר הפרוייקט

המחלקה לצמחי נוי וביוטכנולוגיה חקלאית,
מינהל המחקר החקלאי מכון וולקני.

  • התמיינות, התחדשות והתמרה של תאי צמחים.
  • פיתוח גישות שיטתיות לקידום הנדסה גנטית בגידולים על ידי שילוב של עריכת גנום וטכנולוגיות עובריות סומטיות.

ד"ר אילן פארן
חוקר הפרוייקט

המחלקה לחקר ירקות וגד״ש,
מינהל המחקר החקלאי מכון וולקני.

ד"ר אילן פארן

דוא"ל: iparan@volcani.agri.gov.il

טלפון: 972-3-9683464+

אתר: ד"ר אילן פארן

תחומי מחקר:

  • פיתוח כלים מולקולאריים להשבחת פלפל.
  • אפיון ושימוש בשונות טבעית ומושרית להשבחת פלפל.
  • מיפוי מולקולרי וזיהוי גנים עיקריים המבקרים תכונות חשובות לגדול הפלפל.
  • יצירת קווי השבחה המכילים גנים לעמידות למחלות ופיתוח סמנים מולקולאריים ככלי עזר לברירת צמחים עמידים.
  • לימוד הבסיס הגנטי והמולקולארי של בקרת דגם הצימוח והמעבר לפריחה בפלפל.

ד"ר משה ראובני
חוקר הפרוייקט

המחלקה לצמחי נוי וביוטכנולוגיה חקלאית,
מינהל המחקר החקלאי מכון וולקני.

ד"ר משה ראובני

דוא"ל: vhmoshe@agri.gov.il

טלפון: 972-3-9683874+

אתר: ד"ר משה ראובני

תחומי מחקר:

  • מחקר בתרביות רקמה של צמחי נוי וירקות.
  • בקרת צבע בפרחים.

שותפים למחקר:

ד"ר פאולה טפר-במנולקר

ד"ר פאולה טפר-במנולקר
מנהלת המעבדה של ד"ר דני אשל

דוא"ל: paula@agri.gov.il

תחומי מחקר:
שיפור תכונות של תפו"א ע"י עריכה גנומית.
פיתוח וייעול מערכות טרנספורמציה בתפו"א.

מוסד:
מינהל המחקר החקלאי מכון וולקני.

ד"ר דנה אייזנשטט

ד"ר דנה אייזנשטט
מנהלת המעבדה של ד"ר שמואל בוקובזה

דוא"ל: adana@volcani.agri.gov.il

מוסד:
מינהל המחקר החקלאי, מכון וולקני.

ד"ר בולאג'י בבג'יד סאלאם

ד"ר בולאג'י בבג'יד סאלאם
פוסט דוקטורנט

תחומי מחקר:
שיפור תכונות של תפו"א ע"י עריכה גנומית.

מוסד:
המחלקה לחקר תוצרת חקלאית, מינהל המחקר החקלאי, מכון וולקני.

ד"ר גולזר רטר

ד"ר גולזר רטר
פוסטדוקטורנט

מוסד:
מדעי צמח, מינהל המחקר החקלאי, המכון וולקני.