האם תירס הבר יכול לסייע לנו לשפר את יבול הדגן העולמי ולהזין את אוכלוסיית כדור הארץ הגדֵלה?
שיטות גנטיות מתקדמות עשויות לאפשר השבחה של יבולי התירס העולמיים. המפתח נמצא דווקא בעבר הרחוק: חוקרים מקווים לזהות את הבסיס הגנטי של תכונות מהותיות של הדגן הפופולרי מיבשת אמריקה באמצעות השוואה בין זנים תרבותיים שלו לזנים של תירס הבר. כך אולי נוכל להנדס בהם ביתר יעילות תכונות שיאפשרו לגדל תירס בצפיפות גבוהה ולהגדיל את התנובה.
לפי הערכות, אוכלוסיית העולם צפויה להגיע לעשרה מיליארד בני אדם עד שנת 2050. כדי להאכיל כל כך הרבה פיות יהיה עלינו להגדיל את ייצור המזון העולמי בכ-50 אחוז. אחת הדרכים המרכזיות להעלאת תנובת הגידולים לאורך ההיסטוריה הייתה למצוא זנים עם מבנה עלים שמאפשר לגדל יותר מזון. לדוגמה, המעבר שנעשה במהלך המהפכה הירוקה בשנות ה-60 לזריעת זני חיטה נמוכים שמסיטים את משאביהם לייצור גרעינים במקום לגדילה, אפשרו להעלות את תפוקת החיטה באופן משמעותי.
אחד ממיני הדגן החשובים ביותר לתזונה האנושית כיום הוא תירס, שגדל כיום בצפיפות גבוהה כפליים לעומת המצב לפני כמאה שנה. אולם בשל הצפיפות הזאת, עלי הצמחים מצלים על שכניהם ומגבילים את יעילות הניצול של אנרגיית השמש, ולכן את היבול. לכן אחת האפשרויות לשיפור תנובת גידולי התירס היא למצוא זנים של הצמח שמבנה העלים שלהם זקוף יותר, וכך להפחית את הצל שהם מטילים.
נציגים של כמה דורות: קלח של תירס הבר המקורי (למעלה) והתירס המודרני (למטה) עם דור ביניים | מקור: ויקיפדיה, John Doebley
מידע גנטי מהעבר
שיטה אטרקטיבית למציאת זנים בעלי תכונות רצויות היא להיעזר במגוון הגנטי האצור בזני הבר של גידולים חקלאיים מוכרים. במהלך התירבות של הגידולים החקלאים, אבד חלק ניכר מהמגוון הגנטי המקורי של הצמח, לטובת תכונות שנחשבו רצויות לבני האדם. לכן, אם נכליא זנים חקלאיים עם זני בר וניצור זני כלאיים, ייתכן שלחלקם יהיו תכונות רצויות לנו, יותר מהזנים החקלאיים הנוכחיים. כוחה של השיטה הזאת טמון ביכולת שלנו למפות את מקור השינוי בתכונות לאזורים ספציפיים בגֵנום של הצמח, וכך למצוא את המרכיבים הגנטיים האחראיים לתכונה. כך התגלו למשל גֵנים ששיפרו את הערכים התזונתיים של החיטה.
במחקר שפורסם בכתב העת Science, השתמשו חוקרים מהאוניברסיטה החקלאית של סין בהכלאות כאלה כדי לאפיין את הבסיס הגנטי של זווית עלי התירס, במטרה לאתר זנים שעליהם זקופים יותר. החוקרים הכליאו זנים חקלאיים עם זני בר של תירס, ולאחר מכן הכליאו כל צאצא עם עצמו במשך כמה דורות. כך נוצרו זני כלאיים המשלבים בתוכם את תכונות התירס המתורבת ותירס הבר.
בשלב הבא מדדו את זווית העלים של כל אחד מזני הכלאיים הללו, ומיפו את הצופן הגנטי שלהם כדי לבדוק מאיזה מקור הגיע כל מקטע ב-DNA שלהם. זה איפשר להם לזהות אזורים מסוימים שמשפיעים על זווית העלים. החוקרים גילו שני אתרים בצופן הגנטי של התירס שהראו קשר ברור לזווית העלים. התעמקות נוספת בהם חשפה את המנגנון השולט על זווית העלה בתירס – גֵן בקרה ששולט על ייצור של הורמון גדילה, המשפיע בתורו על התחלקות תאים בבסיס העלה ולכן על זוויתו.
היתרון המרכזי של השיטה הזאת הוא שמרגע שיודעים לזהות אותם, אפשר להכניס מקטעים מהגנום של תירס הבר לזני התירס המתורבתים באמצעות הכלאה של הזנים, וכך לשנות את זווית העלים שלהם. שינוי כזה לא ייחשב הנדסה גנטית, שכן מקור הרצף בהכלאות עם זן הבר של התירס. העובדה הזאת עשוייה להקל על קבלת האישורים להטמעה של תכונות כאלה בגידולים עתידיים, וכך להאיץ את שיפור יבול התירס כדי שנוכל להאכיל כמה שיותר אנשים.
