מחקר חדש: חוקרים ישראלים מסייעים לזרעים לנבוט בקרקעות מלוחות

חוקרים מהאוניברסיטה העברית בירושלים גילו כיצד זרעים שומרים על מאזן מינרלי בתנאים של מליחות קרקע גבוהה, וסייעו לנביטה מוצלחת של זרעים.

המלחת קרקעות היא בעיה גלובלית של חקלאות בת-קיימא, הנגרמת במידה רבה מהשקיה מלאכותית אינטנסיבית. בשל הצטברות מלחים, שטחים עצומים של אדמות חקלאיות בכל העולם הופכים לבלתי מתאימים לגידולים. הבנת האופן שבו צמחים מתמודדים עם עקת מלח ברמה המולקולרית פותחת דרך להחזרת שדות מלוחים במידה מתונה לשימוש חקלאי.

עודף מלח מפריע לזרעים לספוח מים ומשבש את המאזן המינרלי הדרוש לתחילת הגדילה. בצמח המודל ארבידופסיס תליאנה (Arabidopsis thaliana) בדקו החוקרים כיצד זרעים משמרים אשלגן חיוני וחוסמים הצטברות של נתרן רעיל. התברר כי הסידן מסייע בשמירת המאזן הזה באמצעות מערכת של שלושה חלבונים: CAMTA6, PP2C49 ו-HKT1;1. החלבון CAMTA6 מגיב לאותות סידן ומווסת את פעולת שאר הגנים. יתרה מזו, הצמח אינו מנהל את ההגנה מפני מלח באופן זהה בכל "גופו", אלא מתאים את התגובה לצורכי כל איבר ואיבר – באופן שונה בפסיגים ובשורשון. כך יכול הזרע לשלוט במדויק בתגובה להמלחה. העבודה פורסמה בכתב העת The Plant Journal.

"נביטת הזרעים היא שלב פגיע במיוחד בחיי הצמח. המלח עלול לשבש את המאזן המינרלי הדרוש לצמח הצעיר עוד לפני שינבוט", ציין שותף המחקר, ד"ר דורון שקולניק. "מה שאנחנו מתחילים לחשוף הוא מערכת הבקרה שמאחורי התגובה הזו של הצמח למלח".

הביולוגים הראו כי החומר הטבעי סנגווינרין (אלקלואיד צמחי) מסייע לזרעים לנבוט בתנאי המלחה. עם הוספתו עלה שיעור הנביטה של הזרעים בתנאי עקת מלח מתונה מ-76% ל-92%, ובהמלחה חזקה – מ-3% ל-37%. אך השפעת הסנגווינרין מוגבלת לשלב הנביטה בלבד.

המערכת המולקולרית שזוהתה היא חלק מרשת גנטית רחבה יותר. מחקרים נוספים יאפשרו לזהות גנים אחרים שעשויים לסייע לגידולים לנבוט בהצלחה בקרקעות מלוחות. הדבר יקרב את החקלאים לפתרון בעיית המלחת הקרקעות ויאפשר להחזיר קרקעות כאלה לשימוש חקלאי.