אל תתנו לפרחים לדהות

מחקר במכון הוולקני בודק כיצד ניתן לשמור על צבעי הפרחים

מתוך תכנית 102 - צבעים: ד"ר מיכל אורן-שמיר מהמכון הוולקני, עוסקת בצבע בפרחים. יש כל מיני קבוצות של פיגמנטים בפרחים. הקבוצה הגדולה ביותר – שכוללת את הצבעים האדומים, ורודים, כחולים וכתומים, נקראים אנטוציאנינים. עליהם היא עובדת.

ד"ר שמיר עובדת במחלקה לפרחים, לכן לפני כמה שנים היא התחילה לחפש פתרון לבעיות בצבע של פרחים. אחת הבעיות הגדולות היא דהייה של צבע בפרחי נוי בעונות החמות. באופן כללי, בפרחים וצמחים שגדלים בטמפרטורות גבוהות, יש פחות יצירה של צבע. יצירת הפיגמנטים מעודדת ע"י טמפרטורות גידול נמוכות. מכיוון שענף ייצוא הפרחים של ישראל הוא בעיקר בחורף, אז אין ממש בעיה. בשנים האחרונות, יש יותר יצוא גם בעונות הביניים ואז מתחילה הבעיה הגדולה של הדהייה בצבע, וערך הפרחים יורד. המחקר מנסה לפתור בעיה מסחרית, בעיה שמעיקה על החקלאים.

 

החוקרים היום יודעים המון על יצירת הפיגמנטים האלה, יש המון ידע מולקולרי, אבל יודעים מעט על עד כמה הם יציבים בתנאים שונים ובאיזה קצב הם מתפרקים. מאד סביר להניח שזמן החיים של הפיגמנטים מתקצר בטמפרטורה יותר גבוהה, כי הכל מתקצר ברקמה חיה בטמפרטורות גבוהות. המחקר של ד"ר שמיר מנסה לייצב את הפיגמנטים, לגרום להצטברות יותר גבוהה שלהם וללמוד את תהליכי הפירוק שלהם.

 

צמחי אסטר

לפני כמה שנים ניסו לבדוק את התופעה של דהיית צבע באמצעות עבודה על צמחי אסטר. עבדו על שני קווים מסחרים (זנים) מאד דומים – אחד רגיש מאד בטמפרטורות גבוהות והשני לא, כלומר רק לאחד דהייה גבוהה של צבע בטמפרטורות גבוהות. ניסו לבדוק את ההבדל.

 

במכון הוולקני יש חממה עם חדרים מבודדים, עם בקרה על הטמפרטורה. ראשית, רצו לראות אם ההבדל הוא כמו שהחקלאים אומרים – ואכן גילו שבקו אחד הצבע נשאר אחיד בטמפרטורה גבוהה ונמוכה, והשני דוהה בטמפרטורה גבוהה. אז ניסו לבדוק אם ההבדל הוא בקצב יצירת הפיגמנטים. בדקו ע"י מדידה של קצב פעילותם של אנזימים. ראו שקצב היצירה מאד דומה בשני הזנים. לכן הסיקו את המסקנה שההבדל הוא לא בקצב היצירה אלא בקצב הפירוק. אם יש פחות פירוק, הפיגמנטים מצטברים. ניסו לטפל בזן הדוהה באמצעות חומרים שמייצבים פיגמנטים, וכך הצליחו לקבל צבע חזק בטמפרטורות גבוהות.

 

האם המחקר עבר ליישום בגידול מסחרי?

המחקר עדיין לא הגיע לשלב שנותנים מרשם לחקלאים. הטיפול הוא מסובך, צריכים ללמוד את הדברים קצת יותר לעומק. זה קצת הגיע לשטח דרך מדריכים חקלאים שעובדים עם ד"ר שמיר, אבל זה עוד לא קסם. קשה להעביר ניסוי בתנאי מעבדה לגידולי שדה. זה השלב של המחקר בו הם נמצאים.

 

המחקר העכשווי

נבע מהמחקר הראשון – שיצר התעניינות ביציבות ובפירוק של פיגמנטים

ראשית, חיפשו פרח עם פירוק מאד מאסיבי, שאפשר לראות בעין – כלומר, שינוי מהיר של צבע. מצאו את ה - Yesterday, Today, Tomorrow – שם מסחרי של פרח, שביום הראשון לפריחתו הוא סגול כהה, ביום השני סגול בהיר, ובשלישי לבן. הוא נשאר אח"כ לבן עוד שבוע-עשרה ימים. גילו שהפיגמנט בצמח הזה מתפרק, ואיננו כבר ביום השלישי, כאשר הפרחים לבנים.

 

העבודה נעשית לא בצמח השלם, אלא בפרח הקטוף שמגדלים בתמיסה של סוכר בצלחות פטרי (בבית הגידול עצמו). מכיוון שהם חוקרים ספציפית את נושא הפירוק, הם רוצים לעבוד במערכת כמה שיותר פשוטה. אם ינסו למשל, לעשות תהליכים שמעכבים את הפירוק בצמח השלם, זה יהרוג את הצמח.

הם הצליחו לעכב פירוק של הפיגמנטים ע"י תוספת חומר שמונע יצירת חלבונים חדשים. (חלבונים הם אבן היסוד ליצירת חומרים אחרים, אנזימים וכיו"ב). זו תוצאה דרמטית, כי עד אז לא ידעו כלום על הפירוק. בצמחים בכלל יש פירוק ספונטני (סביל) ויש פירוק פעיל – אנזים שהצמח מסנטז והוא מפרק את הפיגמנט. במקרה של פירוק פעיל, לצמח יש שליטה מלאה על הפירוק. המחקר הצליח להראות שהפירוק בצמח הבדיקה הזו הוא פעיל, הצמח מייצר אנזים לפירוק.

 

אם משתמשים בחומרים שהיו הורגים את הצמח השלם, איך ניתן ליישם את המחקר מסחרית?

מטרת הפרויקט כרגע היא ללמוד את התהליך, לא לייצר צמחים מסחריים. אי אפשר להשתמש ברעלים הללו בצורה מסחרית, אלה רעלים נוראיים. בשיטות של הנדסה גנטית, יוכלו לייצר צמחים שייצרו כמויות גדולות של הפיגמנט ולא יפרקו אותם.