התפתחות פיוניות בעגבנייה: מנגנונים מגוונים של גמישות אדפטיבית שנחשפו באמצעות ניתוח השוואתי בין-מיני

מחקרים קודמים הראו כי בארבידופסיס, פקטור השעתוק SPEECHLES (SPCH) השייך למשפחת חלבוני ה- bHLH, משמש כרגולטור מרכזי בהתפתחות פיוניות בתגובה לשינויים סביבתיים. למרות שארבידופסיס הוא מודל מחקר עיקרי בתחום זה, מצאנו כי בעגבנייה קיימות אסטרטגיות תאיות וגנטיות שונות להשגת דפוסי פיוניות אופטימליים. באמצעות סמנים גנטיים המדווחים על שושלת ההתמיינות של הפיונית ושימוש במיקרוסקופיה קונפוקלית, עקבנו אחר התפתחות אפידרמיס העלים בעגבנייה. מצאנו כי, בדומה לארבידופסיס, התפתחות הפיוניות בעגבנייה כוללת סדרה של חלוקות תאיות א-סימטריות וסימטריות. עם זאת, גילינו כי מסלול אחד של חלוקה א-סימטרית (ACD) אינו קיים באפידרמיס של עגבנייה, וכי חלוקות ACD אחרות עשויות להוביל להיווצרות תאים שאינם פיוניות. ממצא זה מצביע על שונות במנגנוני בקרת חלוקות ACD בין מיני צמחים. בהתחשב בתפקידו של SPCH כרגולטור אינטגרטיבי של חישה והעברת מידע סביבתי בתהליך היווצרות הפיוניות, התמקדנו בפרומוטור של SPCH בעגבנייה וביצענו מוטציות חסר ממוקדות באמצעות מערכת CRISPR לעריכה גנטית. על ידי סריקת קווי המוטנטים בתגובה לשינוי בעוצמות אור, טמפרטורה ומחסור במים, זיהינו אלמנטים רגולטוריים פוטנציאליים בפרומוטור של SPCH, המעידים על המורכבות הרגולטורית של בקרת התפתחות הפיוניות וגמישותה בתגובה לתנאי סביבה שונים. ממצאים אלה מרחיבים את הבנתנו באשר למסלולים תאיים וגנטיים ספציפיים למינים שונים, אשר מאפשרים לצמחים להתאים את עצמם לסביבתם.