iCanBreedIT- תכנה פורצת דרך בטיפוח צמח הקנאביס, מבית היוצר של הפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה | האוניברסיטה העברית בירושלים | The Hebrew University of Jerusalem
דלג לאתר בעברית
דלג לאתר באנגלית
דלג לאתר בערבית
דלג למפת אתר

iCanBreedIT- תכנה פורצת דרך בטיפוח צמח הקנאביס, מבית היוצר של הפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה

16/02/2017

השימוש בקאנביס למטרות רפואיות שמציג את ההשפעות החיוביות על מגוון מחלות הגביר את הדרישה ברחבי העולם לזני קנאביס משופרים עם פרופיל קנאבואידים מוגדר.

מחקרים חדשים ותוכניות טיפוח זנים מתמודדות עם האתגר לטפח זני קאנביס מותאמים לדרישות ספציפיות.  הם מתמודדים עם הצורך לנהל ולנתח כמות גדולה של נתונים, לבצע אינטגרציה של נתונים בזמן קצר , לקבל החלטות בכדי להגיע ליעד הטיפוח במינימום זמן ומינימום עלויות.

לאחרונה ,  פותחה תוכנת  ICanBreedIT לטיפוח קנאביס רפואי בפקולטה לחקלאות באוניברסיטה העיברית . תוכנה לטיפוח ברמה גבוהה לתמיכה בכל שלבי תהליך הטיפוח של קנאביס תוך הגברת היצרנות והיעילות התהליך.

 

התוכנה פותחה עי: מנתחת מערכות המידע , דרורה בלגה , בשיתוף פעולה עם קבוצת המחקר של פרופ' חיים רבינוביץ . הקבוצה כוללת מומחים ממספר תחומים : מטפחים מקצועיים , פיטופטולוגים, ביולוגים מולקולאריים ואנשי מחשבים. יישום הידע בפיתוח כלים ממוחשבים לטיפוח ירקות ברמה גבוהה בטיפוח קאנביס רפואי מאפשר כיום לנהל תוכניות טיפוח קנאביס ברמת מקצועית גבוהה.

 

איך  ICanBreedIT  עוזרת למטפחי קנאביס רפואי להשיג את מטרות הטיפוח ?

המטרה הראשית בטיפוח קנאביס היא היא ליצור זן  עם פרופיל קנאבואידים מוגדר המכיל יחס רצוי בין THC ו  CBD  וקנבואידים  נוספים בכדי לספק למטופלים את התרופה האופטימלית עם או בלי השפעות פסיכואקטיביות.

מטרות הטיפוח החשובות הנוספות הן בטיפוח קנאביס הן: יבול רב , איכות טובה , התאמה לטמפרטורה ולאזורי גידול שונים.

נטי , מטפחת קאנביס אומרת " בדרך כלל ,תהליך הטיפוח נמשך ע"פ מספר דורות של צמחים ומצריך עבודה בהיקף צמחים גדול , קבלת נתונים ממספר רב של מקורות כמו תצפיות בחממה ובדיקות מעבדה. אני צריכה לבצע אינטגרציה של כל הנתונים , לנתח אותם ולקבל את ההחלטות הנכונות. החלטות מדייקות יכולות לקצר את תהליך הטיפוח והזן החדש יהיה קרוב יותר למטרה שהוגדרה. תוכנת  ICanBreedIT   עוזרת לי לנהל את השלבים של תוכנית הטיפוח: הגדרת התכונות , ארגון המאגר הגנטי, ארגון השתילות בחממה ובדיקות המעבדה, והגדרת זני קאנביס רפואי חדשים עם פרופיל תכונות וקנבואידים רצוי. "

 

ניהול המאגר הגנטי של קנאביס רפואי

טיפוח קנאביס רפואי יכול להתבצע תוך יישום מספר רב של שיטות החל מסלקציה רגילה של בחירת צמחים עם התכונות הרצויות ועד שיטות מורכבות יותר הנעשות בעזרת סמנים מולקולאריים.  בעזרת התוכנה ניתן לטפח בכל השיטות כמו :  vegetative propagation, hybridization, selection, interbreeding (crossing), backcrossing    ועוד. בעזרת התוכנה, המטפח יכול לבנות תוכנית טיפוח תוך שימוש בכל השיטות ולקבוע את אסטרטגית הטיפוח הכי יעילה בכדי לטפח זרעי קאנביס.

התוכנה מנהלת את המאגר הגנטי של מגוון חומרים גנטיים :  זרעים , יחורים , רקמת תרבית ועוד. לכל אחד מהם התוכנה יוצרת מקודד חד ערכי . שם זה מכיל מידע לגבי מקור החומר הגנטי , הדור ושיטת הטיפוח. לכל שם נבנה עץ משפחה  המאפשר למטפח "לגלוש" לאורך העץ ולראות את כל ענפי המשפחה ולראות את הנתונים של כל אחד מהם.

ICanBreedIT:    לכל שלבי אסטרטגיות הטיפוח

במהלך תוכנית טיפוח קאנביס משתמשים בייחורים הנלקחים מצמח האם. התוכנה בונה מזהה ייחודי לכל ייחור. קוד זה מכיל את הדור הגנטי של הצמח ואת מספר הסבבים הוגטטיביים שצמח זה עבר. בעץ המשפחה ניתן לראות את כל הריבויים שנעשו וכך ניתן לאסוף ידע על התכונות של כל אחד מהם. לדוגמא % THC  , %CBD ,  איכות השרף , יבול והתאמה לתנאי הסביבה.

כך, בנוסף ליכולת לנהל תוכנית טיפוח ברמה גבוהה , התוכנה מאפשרת ניהול מדוייק של קאנביס רפואי.

 

ניהול כל שלבי תהליך הטיפוח

התוכנה תומכת בכל תהליך הטיפוח , מהכלאות ועד ביצוע תצפיות ולקיחת סלקציות. למטפח ישנם צרכים מיוחדים בכל אחד מהשלבים בתהליך הטיפוח . לתמיכה בכל השלבים ICanBreedIT  מציעה את היכולות והכלים הבאים :

אשף בנית שדה: זהו תהליך זרימה לבנית שדה טיפוח. זה מאפשר למטפח , לבצע במספר דקות: לבחור את החומר הגנטי המתאים לשדה, להגדיר רשימת זריעה, לעצב את מפת השתילה, ולהפיק את כל הפלטים הנחוצים לשתילה. ( מדבקות , שלטים , מפות ועוד)

זיהוי השילובים הגנטיים בעלי הפוטנציאל הגבוה ביותר: עוזר בהגדרת המכלואים הרצויים , ע"פ מערך תנאים מוגדר. כדי לבצע זאת התוכנה מבצעת אינטגרציה של כל הנתונים הפנוטיפים והגנוטיפים , תוצאות בדיקות פיטופטולוגיות ותוצאות בדיקת הסמנים המולקולאריים.

"פונקציה זאת ", אומרת דרורה בלגה , מנהלת פיתוח התוכנה , " מבוססת על יכולת האינטגרציה של התוכנה. בהתאם לתנאים שהגדיר המטפח , התוכנה מוצאת את החומר הגנטי המתאים ביותר להכלאות ליצירת זן הקאנביס הרצוי . זה משקף את הכולת העוצמתית של התוכנה: תמיכה בקבלת החלטות. המטפח יכול לקבל החלטות טובות יותר בעת בחירת הסלקציות ובעת הגדרת ההכלאות בינהן, בכדי להגדיל את הסיכוי להשיג זן טוב יותר.

יישום סמנים מולקולאריים בתהליך הטיפוח :  מאפשר שתילת אוכלוסיות צמחים עם פוטנציאל התפלגות של תכונות רצויות. מאפשר דיגום הצמחים בחממה ולווי תהליך מיצוי ה DNA לבדיקות. זיהוי פרטים או משפחות הנושאים את הגן הרצוי ,

המטפחת אומרת " כתוכנה תומכת טיפוח עם סמנים מולקולאריים, התוכנה מאפשרת לי לחזור ובצע שלבים אלו במשך מספר דורות עד לקבלת קווים גנטים מיוצבים לתכונה הרצויה."

חיזוי גנוטיפי למכלואים : מודול זה קובע את המצב הגנוטיפי הצפוי לתכונות מונוגניות של המכלוא , ע"פ נתוני שני הוריו . חישוב זה נעשה בשלב התכנון ובכך מונע ייצור מכלואים העלי חיזוי גנוטיפי לא רצוי. כך קביעת המכלואים נעשת מדוייקת מאד.

אפליקציה למובייל  מאפשרת למטפחים לאסוף את נתוני הצמחים בשדה ולשגר אותם לענן האחסון. מאפשר עבודה גם במצב ללא תיקשורת ולצפות בנתוני החלקה מתצפיות קודמות. דרורה בלגה אומרת " האפליקציה משפרת את איכות ויעילות איסוף הנתונים, ומשפר משמעותית את זמן ההגעה לשוק עם מוצר מוגמר".

ICanBreedIT    לטיפוח זני קאנביס  תאפשר טיפוח זנים חדשים בצורה יעילה ובנוסף תאפשר לדייק ביצירת זנים חדשים מכווני מטרה בהתאם לצרכי המטופלים בקשת רחבה של מחלות.

דרורה בלגה ,  בעלת השכלה בשני התחומים : מדעי הצמח ובניתוח מערכות מידע, הנה מומחית מובילה בתחום מערכות מידע לטיפוח והשבחת זנים. על כך קיבלה את פרס לשכת מנתחי מערכות מידע ואת הפרס היוקרתי , פרס קיי , המוענק למפתחי טכנולוגיות שימושיות באוניברסיטה העברית.

תמונה:

Drora Balaga

תמונת כתבת חדשות 
iCanBreedIT- תכנה פורצת דרך בטיפוח צמח הקנאביס, מבית היוצר של הפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה