אפיון מנגנונים גנטיים לעמידות כנגד מחלת העובש הלבן (White mold) באגוזי-אדמה

הפתוגן קשיון רולפסי גורם למחלת העובש הלבן באגוזי-אדמה (בוטנים). הטיפוח לעמידות מאתגר בשל מחסור במקורות גנטיים לעמידות וחוסר בהבנה של המנגנונים לעמידות. בנוסף, כמו במחלות קרקע אחרות, הערכת המחלה ומדידתה מאתגרים.

מטרת מחקר זה היא לאפיין מנגנונים גנטיים וביולוגיים לעמידות כנגד קשיון רולפסי באגוזי-אדמה. לשם כך נבחנו: (I) אופן ההורשה של תכונת עמידות השדה לקשיון רולפסי באוכלוסיה מתפצלת של 260 קווי רקומבינציה (Recombinant Inbred Lines - RILs). הורי האוכלוסיה- שני זנים מסחריים, חנוך, משתרע ועמיד לקשיון רולפסי, והררי, שיחי ורגיש (II) פוטנציאל עמידות השדה למחלה כפונקציה של תכונות אגרונומיות של הצמח. (III) מיפוי גנטי של תכונות עמידות השדה על ידי סריקת כ-2900 SNPs  פולימורפיים. (IIII) בחינת השפעת הגיל הפנולוגי על דרגת המחלה בזן ביקורת רגיש במצע מנותק בחממה. ניסויי השדה נערכו במשך שלוש שנים בבלוקים אקראיים. עמידות השדה של 260 קווי רקומבינציה (RILs) נבחנה באמצעות הדבקה מכוונת על ידי טמינת דיסקיות תפטיר מאולחות בסמיכות לצוואר השורש 100 ימים לאחר זריעה. בכל שנה נבחנו יותר מ-3000 מרכזי אילוח בשדה. איסוף מדדי רגישות למחלה: דרגת מחלה, מספר צמחים מתים ועוצמת המחלה, התבצע במהלך החודש שלאחר ההדבקה. התפלגות האוכלוסייה נמצאה רציפה ומאשרת את ההשערה שבקרת תכונת העמידות לקשיון רולפסי ככל הנראה נובעת משילוב גנטי של מספר אתרים כרומוזומליים. בחישוב אמדני התורשתיות נמצא הבדל מובהק בין ערכי שלושת מדדי המחלה. במדד דרגת המחלה נרשמה תורשתיות נמוכה יחסית. לדוגמא, 18% למדד דרגת המחלה לעומת 35% למדד עוצמת המחלה שניהם משנת 2018. נתון זה מלמד כי אכן מדובר בעמידות שדה כללית, שהבקרה שלה היא בהאטה של קצב התפשטות המחלה בשדה, פחות בעמידות מוחלטת ומיידית ברמת הצמח. על אף רמת התורשתיות הנמוכה, הגדלת הניסוי ושיפור יעילות ה- phenotyping תרמו לאיתור ארבעה QTL מובהקים על כרומוזומים A07 B01 B03 ו-B05. ה-QTL המרכזי נמצא על כרומוזום B05, מסביר 25.5% מהשונות הפנוטיפית ומקושר גם לתכונה צורת הצימוח. אכן, נמצאה השפעה מובהקת של תכונת צורת הצימוח על הרגישות למחלה. צמחים משתרעים נמצאו חולים יותר מאשר צמחים שיחיים. באופן מעניין,QTL  זה מקורו בהורה הרגיש דווקא (הררי), משמע, צורת הצימוח לבדה אינה מספקת עמידות, רק בשילוב עם ה-QTLs האחרים העמידות מתבטאת בשדה. ה-QTL על כרומוזום B03 מסביר 11% מהשונות הפנוטיפית ונמצא בסמיכות על פי המפה הפיזית בלבד לQTL המקושר לתכונת הבכירות. תכונת רמת הבכירות נמצאה בעלת השפעה מובהקת על הרגישות למחלה, צמחים בכירים חולים יותר מצמחים אפילים. בניסוי החממה לבחינת גילים פנולוגיים והשפעתם על הרגישות למחלה, נמצא הבדל מובהק בין צמחים צעירים (25 יום) בשלב הטרום רבייה, לבין צמחים בני 54-63 יום בשלב הרבייה. משמע בשלב ייצור תרמילים וזרעים הצמחים רגישים יותר לתקיפת הפתוגן. תכונה נוספת שנמצאה בעלת השפעה על הרגישות לקשיון רולפסי היא אינדקס יבול (יחס זרעים עלווה) המתארת את רמת יעילות ייצור התרמילים בצמח. צמחים בעלי יעילות ייצור גבוהה נמצאו רגישים יותר מצמחים בעלי יעילות ייצור תרמילים נמוכה. ייתכן ויעילות גבוהה של ייצור התרמילים בשילוב עם בכירות גבוהה, מונעים מהצמח להשקיע אנרגיה כנגד תקיפת הפתוגן. שני הזנים "איתן" ו- N08082oIJCT הראו עמידות שדה גבוהה בעונות 2018-9 ובאופן מובהק יותר מכל זני הביקורת האחרים, עם אפס צמחים מתים ברוב המקרים ועל כן יכולים להוות חומר גנטי טוב להמשך תהליך ההשבחה.

לסיכום, מחקר זה מציע תובנות ראשוניות למכניקה של עמידות צמחי אגוזי-אדמה כנגד מחלת העובש הלבן בתנאי שדה, ומהווה בסיס לפיתוח השבחה הנעזרת בסמנים.