השבחה : משחקי כרומוזומים מחבר: קולין טאג'

חזרה3

העברת כרומוזומים או קטעי כרומוזומים בין אורגניזמים - כלומר, העברה פשוטה כמשמעה של קבוצות גנים - ממלאת תפקיד חשוב בהשבחתם של כמה צמחי גידול פוליפלואידיים. שיטות אלה אינן ממלאות תפקיד חשוב, אם בכלל, בהשבחת בעלי-חיים (ככל הידוע לי), שכן הפוליפלואידיות איננה אחד מתכסיסיהם של בעלי-החיים, ואם אין לאורגניזמים כרומוזומים מיותרים, הם מתקוממים כנגד התערבות באלה שכבר יש להם. למען האמת, יש שוני גדול בין צמחים לבעלי-חיים: כפי שאמר לי פעם בוטנאי חמוץ-פנים אחד, "צמחים הם לא בעלי-חיים ירוקים!"

לחיטה הרכה יש מערכות כרומוזומים כה רבות, שהיא יכולה לשאת בקלות מידות שונות של אנויפלואידיות, וכר נפתחה הדרך שבה יכלו המשביחים, זמן רב לפני שחר ההנדסה הגנטית, לשלוח יד ולקחת גנים רצויים מכל קצווי קבוצת GP3 של החיטה. בין השאר עלה בידם לשכנע דגנים מהסוג בן-חיטה לתרום גנים המעניקים עמידות בפני מחלות פסים, והאגרופירון תרם גנים לעמידות בפני חילדון.

שיטת הפעולה היא בערך כזו. הדגן התורם את הגן הרצוי הוא דיפלואידי, בעל 14 כרומוזומים. המכלוא של החיטה עם אותו דגן הוא איפוא בעל 28 כרומוזומים - 7 מהדגן ו-21 מהחיטה. הטיפול בקולכיצין יספק איפוא זן טטראפלואידי פורה, בעל 56 כרומוזומים.

המכלוא הטטראפלואידי הזה יוכלא עתה לאחור עם החיטה. המכלוא מספק 28 כרומוזומים - 7 מאביו הדגן ו-21 מאמו החיטה - והחיטה מספקת 21 כרומוזומים. אם כן, הזן המוכלא לאחור מכיל 49 כרומוזומים, מהם 42 של החיטה ו-7 של הדגן האחר.

המכלוא הזה בעל 49 הכרומוזומים הוא פורה חלקית. עם כרומוזומים כה רבים בתוכו, שלמרביתם אין בני-זוג תואמים, ייתכן שכמה כרומוזומים "מיותרים" פשוט יועברו הלאה לגמטות. כיוון שכך, המכלואים האנויפלואידיים הללו יוצרים ערב-רב של גמטות עם מספרים שונים של כרומוזומים. אפשר איפוא להכליאם לאחור שוב עם החיטה, ולקבל צאצאים שגם להם יש מספרים שונים של כרומוזומים. חלק מאותם צאצאים יהיו בעלי 42 כרומוזומים - חיטה טהורה, למעשה; לחלקם יהיו 79, עם מנה הפלואידית מלאה של הכרומוזומים של הדגן. אבל לחלקם יהיו 43 כרומוזומים: 42 מהחיטה ו-1 מהדגן. אלה נקראים שושלות תוסף. ואכן, אפשר ליצור קבוצה מלאה של שבע שושלות תוסף - כל אחת עם כרומוזום שונה של הדגן.

משביחי החיטה גם מחזיקים (למטרות השבחה, לא לשיווק) שושלות הקרויות מונוזומיות: פרטים שחסר להם כרומוזום אחד בדיוק. זה יהיה קטלני, קרוב לוודאי, בצמח דיפלואידי (או בבעל-חיים), אבל לאו דווקא בצמח הקסאפלואידי, שבו מצוי כל כרומוזום בכמה עותקים (הן הומולוגיים והן הומויולוגיים). כאמור, יש בידי המשביחים קבוצות שלמות של צמחים מונוזומיים, שבכל אחד מהם חסר כרומוזום אחר.

אם מכליאים שושלת תוסף מתאימה עם שושלת מונוזומית מתאימה, התוצאה היא צמח בעל 42 כרומוזומים, המכיל 41 כרומוזומים של חיטה ורק אחד של הדגן. לכרומוזום של הדגן אין הומולוג, כמובן, אבל יש לו הומויולוג מן החיטה. כרומוזומים הומויולוגיים אינם יוצרים זוגות במיוזה, בדרך-כלל, אבל בכמה מקרים (אלה שאין בהם הגן המסוים המונע את השידוך הזה במצב התקין) הם יעשו כן.

כך יש לנו איפוא שושלת פורייה, וביסודה צמח המכיל רק כרומוזום אחד מן הדגן. אותו כרומוזום דגני מכיל את הגן הרצוי, משום שהמשביח הקפיד לברור את הצמחים המחוננים בתכונה הרצויה. הכרומוזום של הדגן מתפרק בדרך השחלוף במעבר לדור הבא, וכך יכול המשביח לברור שושלות המכילות את הגן הרצוי, ועם זאת יש בהן גנים אחרים מועטים ככל האפשר של הדגן. עתה הוא יכול להכליא את השושלות החדשות הללו עם זני חיטה מסחריים, ולקבל לבסוף, בהכלאה לאחור, זנים מסחריים המכילים את הגן הרצוי מאותו דגן, אבל לא הרבה יותר ממנו.

אולי התהליך הזה נראה מסורבל להפליא, אבל הוא פועל. עם זאת, הוא תלוי בטכנולוגיה מתקדמת למדי, ואולי יותר מכול, ביכולת לעשות את הדברים בתנאים מבוקרים ביותר ובקנה-מידה גדול מאוד, משום שרק חלק זעום מכל הצמחים המופיעים בכל דור יהיו בעלי התכונות הרצויות, כך שהמשביח חייב ליצור רבים מהם, ועליו להשגיח על כל אחד ואחד מהם ולבדוק הן את הכרומוזומים שלו והן את תכונותיו החיצוניות.

אבל יש גם כמה קיצורי דרך בהשבחת צמחים, ובראשם ניצול הרבייה האל-זוויגית.

לפריטים נוספים מתוך הפרק:

השבחה
השבחה : השפעת החקלאים הראשונים על צמחים ובעלי-חיים
השבחה : ההשבחה שמלפני המשביחים
השבחה : מין חדש על רגל אחת: פוליפלואידיות
השבחה : הופעת המשביח המקצועי
השבחה : יתרונות ההשבחה המודרנית על החקלאות הפשוטה
השבחה : רביית-פנים ורביית-חוץ
השבחה : הכלאה לאחור
השבחה : מכלוא F1
השבחה : הרחבת המאגר הגנטי
השבחה : גידולים חדשים באמצעות פוליפלואידיות
השבחה : משחקי כרומוזומים (פריט זה)
השבחה : הכפלה אל-זוויגית
השבחה : הזינוק הגדול קדימה: תרבית רקמות צמחים
השבחה : שונות סומקלונית
השבחה : מכלואים סומטיים
השבחה : בהמות משק
השבחה : "יעילות"
השבחה : גזעים נדירים
השבחה : "השבחה" מהי?