ויסות מורפוגנזה של מותן נקבי בתירס על ידי יוניקונזול ו-5-אמינולברוליניק אסיד לשיפור התשואה

מדוע מותני תירס חשובים למזון על השולחן

עבור החקלאים והצרכנים כאחד, האופן שבו מתפתח מותן התירס יכול להכריע בין קציר שופע לתוצרת מאכזבת. מחקר זה בוחן האם ריסוס מדויק בזמן של שני רגולטורים צמחיים יכול לעצב בעדינות את המותן הנקבי של התירס — לשנות את אורכו, עוביו ומספר הגרעינים — ובכך לסייע לייצר יותר דגן ללא הגדלת שטח הזריעה או שימוש בדשן בכמויות גדולות יותר.

שני עוזרים שונים לצמח התירס

החוקרים התמקדותו בשני תכשירים נפוצים שפועלים בכיוונים מנוגדים על גדילת הצמח. יוניקונזול (UCZ) הוא מעכב גדילה: הוא מאט גדילה אנכית ומשמש לעתים לחיזוק גבעולים. 5-אמינולברוליניק אסיד (ALA) הוא מקדם גדילה עדין התומך בפוטוסינתזה ובהתפתחות איברים. בניסויים בשדה בצפון־מזרח סין, הצוות ריסס את התרכובות הללו על שתי היברידיות תירס פופולריות בשלב מסוים — כאשר היו לצמחים 12 עלים, ממש לפני הפריחה — ומעקב אחר תגובת צורת המותן, הכימיה הפנימית והתשואה הסופית.

כיצד צורת המותן השתנתה בעקבות הטיפול

מדידות מדויקות ממעט לפני הופעת השיערות ועד שבועיים לאחר מכן הראו ש־UCZ ו־ALA יצרו למותני התירס "מבנים" שונים במובהק. UCZ קיצר את המותנים אך עיבתם בצורה ניכרת, והגביר הן את קוטר המותן והן את קוטר השד (הגבעול המרכזי של המותן). לעומת זאת, ALA האריך את המותנים, ויצר שדים ארוכים יותר ללא שינוי מהותי בעובי. שינויים אלה בצורה התבטאו בדרכים שונות של אריזת הגרעינים: UCZ הגדיל בעיקר את מספר שורות הגרעינים סביב השד, בעוד ALA הגדיל בעיקר את מספר הגרעינים לאורך כל שורה. בשני המקרים מספר הגרעינים הכולל למותן עלה, וכך גם משקל המותן.

שינויים חבויים בהורמונים ואספקת האנרגיה

מאחורי ההבדלים הנראים עמדו שינויים מתואמים באותות הפנימיים של הצמח ובמלאי הדלק שלו. UCZ הפחית רמות של הורמונים מקדמי גדילה כגון אוקסין וגיברלין, הידועים כתומכי התארכות, והגדיל רמות של חומצה אבסיסית (ABA) שנוטה להאט גדילה. במקביל, הוא העלה באופן בולט הורמון מסוג ציטוקינין המקושר לחלוקת תאים, במיוחד בשד, וקושר להרחבה רדיאלית רבה יותר. ALA הזיז את מאזן ההורמונים בכיוון ההפוך: הוא הגדיל אוקסין וגיברלין והוריד ABA, מה שמעדיף גדילה לאורך המותן תוך שהוא גם מעלה ציטוקינין. שתי הטיפולים העשירו את המותנים בסוכרים פשוטים ובפחמימות לא-מבניות אחרות המספקות אנרגיה וחומרי בניין לרקמות בעלות קצב גדילה מהיר.

בניית שלד השד ומילויו בדלק

הצוות בדק גם את המסגרת התומכת של השד — תאית, המיצלולוז וליגנין — וכן את העמילן והסוכרים הנעים דרכו. פחמימות מבניות הראו קשר חיובי לגודל המותן ולעובי השד. UCZ נטה להגביר חומרים אלה, לחזק את השד ולתרום לקוטר הגדול יותר שלו. ALA לעיתים הורידה את ריכוזם בשלבים מסוימים, ככל הנראה כי היא האיצה את התארכות השד מהר יותר מיכולת המסגרת להסמיך, ובכך גרמה לדילול התוכן המבני ליחידת אורך. בינתיים, שני הרגולטורים העלו את העמילן, הסוכרוז והסוכרים המסיסים במותן. בתחילה העמילן הצטבר; מאוחר יותר, כשהמותנים התמלאו והגרעינים התפתחו, רוב העמילן פורק לסוכרים שהזינו צמיחה מהירה ותיווצרות גרעינים.

מה משמעות הדבר לתשואות החקלאיות

במהלך שתי עונות גידול, גם UCZ וגם ALA הגדילו את תשואת גרעין התירס בכ־7–14 אחוזים לעומת צמחים שלא טופלו, ללא צורך בקרקע נוספת או בזרעים נוספים. UCZ עשה זאת על ידי ייצור מותנים קצרים ועבים יותר עם שורות גרעינים רבות יותר, בעוד ALA יצר מותנים ארוכים יותר עם יותר גרעינים בכל שורה. במילים פשוטות, המחקר מראה כי שינוי מושכל של אותות הגדילה של הצמח יכול לדחוף את צורת המותן בכיוונים שונים, כשכל אחד מוביל ליותר גרעינים ולמותנים כבדים יותר. המסלולים הנבדלים הללו מציעים לחקלאים וליועצי גידול כלי מדויק יותר להתאמת רגולטורים לצמיחה לתנאי המקום ולמגוון, ופוטנציאלית להעלאת תפוקת המזון תוך שמירה על שליטה בשימוש במשאבים.

ציטוט: Xu, L., Wang, H., Huang, X. et al. Regulating female ear morphogenesis in maize by uniconazole and 5-aminolevulinic acid for yield improvement. Sci Rep 16, 13848 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41685-y

מילות מפתח: תשואה של תירס, התפתחות המותן, מדכאי ומקדמי גדילה צמחיים, יוניקונזול, 5-אמינולברוליניק אסיד