גישה חדשה להתמרת אבקה באמצעות ננו-חלקיקי סיליקה
מחקר מס' 17
חוקרי הפרוייקט: ד"ר גיא מחרז וד"ר זיו שפיגלמן

כאן אנו מציגים טכנולוגיה חדשה לטרנספורמצית צמחים, אשר תיושם בגרגרי אבקה ולכן תעקוף התמרה של תרביות רקמות צמחיות.

מאז 1985 אבקה מהווה חלופה אטרקטיבית להתמרה גנטית מוצלחת עבור המיני צמחים (1). עם זאת, הטרנספורמציה לאבקה היא די מאתגרת (2). לכן, פעילות מחקרית עצומה מתמקדת כיום בנושא זה. מאמר שפורסם לאחרונה הראה טכניקת הובלת DNA הנקראת magnetofection לגרגרי אבקה באמצעות חרוזים מגנטיים הקושרים DNA בצמחי כותנה (3). מחקר שלנו נועד לסנתז חלקיקי ננו מגנטיים וחלקיקי יאנוס שיכניסו DNA, RNA וחלבון Cas9 לגרגירי אבקה. מערכת CRISPR/Cas9 (4) תהפוך את תהליך הטרנספורמציה ליעיל ומדויק יותר.

מודל הצמחי שלנו בעבודה זו הוא המלפפון. צמח זה נבחר בשל הסיבות הבאות: מאופיין בפרחים חד ביתיים (Monoecious), קלים לגידול, עם מחזור חיים קצר (קבלת פרי לאחר חודש וחצי) ומכיל הרבה זרעים (כ-200 לפרי).

איור 1. תמונות מיקרוסקופ קונפוקלי של ננו חלקיקי סיליקה מסומנים פלורסנטית בתוך עלים של N.benthamiana. a-c) 24 שעות לאחר שהוחדרו, d-f) תשעה ימים לאחר שהוחדרו.
איור 2. אלקטרופורזה על ג'ל אגרוז של כמויות שונות של DNA מעגלי הקשור לננו-חלקיקי סיליקה.
איור 3. הדמיה של שני חלקיקי יאנוס פונקציונליים שעברו מודיפיקציה על ידי מיקרוסקופיה אופטית סטוכסטית (STORM)

References

  1. Ohta Y. High-efficiency genetic transformation of maize by a mixture of pollen and exogenous DNA. Proc Natl Acad Sci U S A. 1986 Feb;83(3):715–9.
  2. Touraev A, Stöger E, Voronin V, Heberle‐Bors E. Plant male germ line transformation. Plant J. 12(4):949–56.
  3. Zhao X, Meng Z, Wang Y, Chen W, Sun C, Cui B, et al. Pollen magnetofection for genetic modification with magnetic nanoparticles as gene carriers. Nat Plants. 2017 Dec;3(12):956–64.
  4. Puchta H. Applying CRISPR/Cas for genome engineering in plants: the best is yet to come. Curr Opin Plant Biol. 2017;36:1–8.

ד"ר גיא מחרז
חוקר הפרוייקט

המכון לביוכימיה מדעי המזון ותזונה, הפקולטה לחקלאות מזון וסביבה ע"ש רוברט ה. סמית, האוניברסיטה העברית בירושלים.

דוא"ל: guyme@agri.gov.il

טלפון: 972-3-9683990+

אתר החוקר: ד"ר גיא מחרז 

תחומי מחקר:

  • חלקיקים אמפיפיליים וחלקיקי יאנוס.
  • אמולסיות פיקרינג מתקדמות.
  • חיישנים כימיים עבור שיפור איכות מזון ובטיחותו.
  • משטחים סופרהידרופוביים וציפויים מונעי עירפול.
  • אנקפסולצייה ברמת התא הבודד.
  • פורמולציות עבור הדברה ביולוגית.
  • אריזות מזון חכמות/פעילות.
ד"ר זיו שפיגלמן

ד"ר זיו שפיגלמן
חוקר הפרוייקט

הגנת הצומח, המחלקה לפתולוגיה של צמחים וחקר עשבים, מינהל המחקר החקלאי מכון וולקני.

דוא"ל: ziv.spi@volcani.agri.gov.il

טלפון: 972-3-9683534+ 

אתר המעבדה

תחומי מחקר:

  • פיתוח גישות חדשניות להתמודדות עם וירוסים בגידולי ירקות.
  • תנועה של וירוסים בין איברי הצמח.
  • אינטראקציה בין וירוסים צמחיים למערכת השורשים.
  • השפעת וירוסים על מערכת ההשתקה הצמחית והתפתחות הצמח.

שותפים למחקר:

אביטל בן-חיים
דוקטורנטית

מוסד:
מינהל המחקר החקלאי, מכון וולקני.

רעות עמר פלדבאום
מנהלת מעבדה אצל ד"ר גיא מחרז

מוסד:
מינהל המחקר החקלאי, מכון וולקני.