שימוש בננו-חלקיקי סיליקה כנגד פתוגנים פטריתיים בעגבניות

צליל כהן, פרופ' מיה בר, פרופ' רבקה אלבאום – הפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה, האוניברסיטה העברית ברחובות; הפקולטה למדעי הטבע, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב (כרזה מכנס האגודה המדעית הישראלית לגידולי שדה וירקות, עריכה מהכרזה: ד"ר דרור הדר}

רקע ומטרת המחקר

סיליקה (Si O2) ידועה כיעילה בשיפור פוטוסינתזת הצמח והעלאת עמידותו בפני עקות שונות. עם זאת, מאחר שגידולי עגבניות (Solanum lycopersicum) קולטים סיליקה דרך השורשים באופן מוגבל בשל היעדר מנגנון פעיל, הריכוז הפנימי של היסוד ברקמות נותר מוגבל מאוד.  

במסגרת המחקר הנוכחי נבדק פתרון חדשני: שימוש בננו-חלקיקי סיליקה (בגודל נמוך מ-100 ננומטר) המרוססים על גבי העלים ויכולים לחדור דרך פתחי האפידרמיס .מטרת המחקר הייתה לבחון האם יישום זה יעיל בשיפור העמידות של הצמח כנגד מחלות ממקור פטרייתי, פטריות-ידיים ונמטודות.

מתודולוגיה וממצאים מרכזיים

• השפעה פיזיולוגית וטרנספירציה:  נמצא כי תחת טיפול בננו-חלקיקי סיליקה חלה עלייה בפתיחות הפיוניות ובקצב הטרנספירציה של הצמח .כמו כן, נבחנה ההשפעה על רקמות צמחיות לאחר הדבקה בפתוגנים: ברקמות של צמחי ביקורת MM (WT) נצפתה התקמטות והרס לאחר ההדבקה, מה שרמז על אפקט פיזיולוגי, בעוד שבזנים מוטנטים MM (hp) לא נצפה אפקט דומה.
• השראת עמידות מערכתית ISR- ו :SAR באמצעות מדידת תגובת ההגנה של הצמח – כגון תצרוכת חמצון המזון (ROS-ReactiveOxygenSpecies) פליטת אתילן, זליגת יונים ושינויי שטח נזק – נמצא כי ננו-חלקיקי הסיליקה משמשים כטריגר להפעלת מנגנוני הגנה. על אף האופי השונה של המפתוגנים, נצפתה עלייה כללית בתגובת ההגנה בצמח עם תוספת הסיליקה, התורמת להפעלת מנגנוני (Induced Systemic Resistance)  ISR וSAR- (Systemic Acquired Resistance)  במגוון מצבים.
• תכונות התמיסה הניסיונית:  פותחה תמיסה ניסיונית המציגה מצוינות בשאריתיות על פני העלה בהשוואה לתוסף מסחרי קיים.

מסקנות ביניים

הממצאים הראשוניים מצביעים בבירור על כך שננו-חלקיקי סיליקה מסוגלים לייעל פוטוסינתזה, לשמור על עמידות הצמח, ולשמש כמהדרין לפעילות מנגנוני ההגנה והלאוטימיציה של פרוטוקולי היישום. עם זאת, יש להמשיך ולבדוק את התנהגות המנגנון ביחסי חלקיקי סיליקה וסביבה משתנה.