חיתוך זרע לבחינת איכות הרקמות הפנימיות של הזרע. צילום: לודמילה חודיצ'נקו, בנק הגנים הישראלי
הכסף שנשמר לעתיד שלנו נחסך בבנק. לטבע לעומת זאת, אין "חסכונות", ומה שנמצא שם בחוץ זה מה שיש. אך במִנהל המחקר החקלאי, מכון וולקני, יש בנק מיוחד: בנק הגֵנים הישראלי שדואג לעתיד של בתי גידול ולשימור צמחי בר. כמו הבנקים הרגילים, גם בנק הגנים צריך להגן על חסכונותיו: מינים של זרעים שישמשו למטרות פיתוח חקלאי ותעשייתי והגנה על המגוון הביולוגי.
מאמר שפורסם לאחרונה ב"אקולוגיה וסביבה", ושנכתב על ידי סיון גולן, אליה דוור, דקלה ליפשיץ וד"ר עינב מייזליש גתי מבנק הגֵנים הישראלי, מתייחס לדרכי העבודה המסורתיות בבנק ולשיטה החדשה להגן על חסכונות קטנים ונדירים. "אחד מהיעדים המרכזיים של בנקי הגנים הוא שימור הזרעים באיכות ובחיוניות גבוהות", כותב צוות המחקר.
שיטות בדיקת זרעים בבנק הגנים: מבדיקות חיתוך הרסניות ועד הדמיית רנטגן (X-ray)
אוספי הזרעים הם נכס חשוב לאזרחי המדינה, לטבע ולכלכלה. לכן, אחזקתם מצריכה תכנון וניהול למען שמירה על זרעים טובים יותר. במסגרת זאת נדרש לבדוק את מצב הזרעים. יש דרכים מסורתיות לביצוע הבדיקה, למשל, בדיקת נביטה מלווה לפעמים בפעולות עזר כמו סידוק הזרע וחשיפתו להורמונים. תהליך זה עלול להיות ארוך. לכן, שיטות אחרות נותנות מענה מהיר, כמו מיון חזותי של הזרעים ובדיקת חיתוך שבה הזרע נחצה והתפתחות רקמותיו נבחנות במיקרוסקופ להערכת איכותו. "השיטות השגרתיות מתאימות לדגימות זרעים גדולות המאפשרות שימוש הרסני בזרעים", נכתב במאמר.
בגלל שיש זרעים שקשה להשיג ושיש מהם מעט, זה לא תמיד אפשרי להשתמש בשיטות ההרסניות. "מינים נדירים ומינים בסכנת הכחדה מאתגרים יותר בעת איסוף מהטבע, ולכן לעיתים מאגר הזרעים שלהם במתקני השימור מצומצם יחסית". בפעולת איסוף זרעים, רק חמישית מהזרעים בשטח האיסוף מועברים לשימור והיתר נותרים בבית הגידול. לפי המאמר, התוצאה היא שיש מעט זרעים של מינים נדירים ומינים בסכנת הכחדה. "מיעוט הזרעים מגביל את השימוש בשיטות הרסניות לבדיקת איכות הזרעים לשימור", נכתב במאמר.
לפיכך, בנק הגנים מחפש שיטות אחרות לביצוע בדיקות שיאפשרו להבין מהו מצב הזרעים בלי לפגוע בכמותם. לאחרונה נבדקה האפשרות להשתמש בצילומי רנטגן, בדומה לבנקי גנים אחרים בעולם, במטרה לקבל הערכה לפוטנציאל הנביטה של הזרע תוך הימנעות מהרס הזרע. נוסף על כך, נבדק השימוש בטומוגרפיה ממוחשבת (CT). מדובר בתמונות רנטגן דו-ממדיות מזוויות שונות שיוצרות הדמיה תלת-ממדית, שמאפשרות להביט ברקמות הפנימיות של הזרע בלי לפגוע בו. זו שיטה מקובלת בתעשיית הזרעים שמיועדת לבדיקה של מספר מיני זרעים מצומצם, בכמויות גדולות. "כאשר ההדמיה הרגילה אינה מספקת תמונה ברורה או מלאה, ניתן לשלב גם טומוגרפיה ממוחשבת ככלי משלים, ובכך לשפר את דיוק ההערכה", נכתב במאמר.
זרע בודד של גלדן מוארך בהדמיה תלת-ממדית באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת. ניתן לראות בהדמיה את היקף הזרע החיצוני ואת פנים הזרע עם מבנה מלא ושלם. צילום: ד"ר אחמד נאסר, מנהל היחידה לציוד בין-מכוני במכון וולקני
יעילות טכנולוגיית הרנטגן ו-CT בחיזוי חיוניות של זרעי בר בסכנת הכחדה
במסגרת הניסוי נבדקו זרעים של מיני בר בסכנת הכחדה, ביניהם תורמוס צהוב ומרווה מרושתת, בשיטות המסורתיות ובשיטות החדשות. לאחר מכן נבדקה מידת ההתאמה בין האיכות שהוערכה לאחר צילום הרנטגן לבין התוצאות של השיטות המסורתיות לבדיקת זרעים. ב-17 מתוך 21 המינים שנבדקו נמצאה התאמה מלאה בין ההערכה בעזרת הרנטגן להערכה בשתי השיטות המסורתיות. ממצא זה "מחזק את הקשר בין ממצאי ההדמיה לבין איכות הזרע בפועל", נכתב במאמר.
בין המקרים שבהם לא נמצא התאמה מלאה ניתן לציין את עדעד הגליל. לדברי צוות המחקר, למין זה זרעים קטנים, רכים ודקים. "הזרעים נמעכו בעת החיתוך, ולא היה ניתן להבחין באופן מדויק בשלמות רקמות הזרע". כך נוצר הפער בין שיטת החיתוך לרנטגן. עם זאת, מבחני הנביטה הראו תוצאות דומות לסריקת ההדמיה במין זה. במינים אחרים שבהם לא נמצאה התאמה בין השיטות המסורתיות לסריקת ההדמיה, עברו להשתמש בבדיקת CT, שהראתה אינדיקציה מדויקת יותר מהסריקה. עם זאת, השימוש ב-CT אינו מתאים לכל מין ולשימוש באופן שוטף בגלל עלויות גבוהות, איטיות הבדיקה וצורך בהתאמות טכניות של כלי הסריקה במעבר בין מינים שונים.
צוות המחקר קובע שהשימוש בשיטה מבוססת רנטגן נחשב להצלחה ומתאים לשימוש שגרתי. לפי המאמר, "השיטה יעילה במיוחד עבור זרעים של מינים נדירים או בסכנת הכחדה, ומהווה כלי בלתי הרסני ובעל פוטנציאל אמין לחיזוי חיוניות הזרע במגוון רחב של מינים". בישראל היא יכולה להיות שימושית במיוחד, בצל האתגר לשמר מינים רבים. לדברי צוות המחקר, שילוב שיטת ההדמיה בארגז הכלים של הבנק יאפשר גמישות בין מבחני איכות הרסניים ובלתי הרסניים, כתלות במלאי הזרעים. לצד זאת, "יישום משולב של השיטות להערכת איכות זרעים בבנק הגנים יתרום לשיפור תהליכי השימור של מיני בר בישראל, בייחוד אלה המצויים בסכנת הכחדה, וישמש כלי חשוב בניהול משאבי טבע", מסכם צוות המחקר.
