טכנולוגיית עריכה גנומית CRISPR לפיתוח עמידות לנגיפים בגידולי דלועיים

נגיפי צמחים הם בין גורמי המחלה המשמעותיים ביותר בחקלאות, עם נזק כלכלי שנתי של עד 30 מיליארד דולר לחקלאות העולמית. שיטות טיפוח מסורתיות מוגבלות ביכולתן ליצור עמידות לנגיפים. לכן, יש צורך בטכנולוגיות חדשניות, כמו CRISPR/Cas9, על מנת לשפר את התמודדותם של צמחים עם נגיפים חדשים.

נגיפים הם טפילים מוחלטים וקיומם תלוי לחלוטין ברכיבי התא של הצמח. בצמחים, גנים שמקודדים חלבונים החיוניים להדבקה נגיפית מכונים “גנים לרגישות” (Sensitivity genes; S genes). גנים אלו מהווים מטרה אטרקטיבית לפיתוח עמידות חדשה לנגיפים. באמצעות CRISPR/Cas9,  ביצענו מוטציות בגנים לרגישות בגידולי דלועיים וסולניים שונים, והגברנו עמידות לנגיפים בעלי משמעות כלכלית.

אחד הנגיפים האלו הוא נגיף המלפפון CGMMV מהווה איום חמור על גידולי דלועיים, וגורם נזק ניכר ליבול ולפרי. על ידי יצירת מוטציות בגני הרגישות של הצמח TOM1 ו-TOM3, הגברנו בצורה דרמטית את עמידות הצמח לנגיף (איור 1). נגיף דלועיים נוסף, CVYV, גם הוא גורם נזק כלכלי רב. על ידי מוטציה ברצף רגולטורי בגן הרגישות במלון eIF4e, הגברנו את העמידות לנגיף זה (איור 2). בנוסף, הצלחנו לייצר עמידות לנגיפי Potex בגידולי עגבניות על ידי מוטציה בגן EXA1 (איור 3).

צמחים אלו יכולים לשמש ככלים לטיפוח צמחים עמידים לנגיפים.

חוקר: ד”ר זיו שפיגלמן.
שותפות: ד”ר דיאנה ליבמן וד”ר חגית האק.