תוכנה חדשנית לטיפוח זני קנאביס מבית הפקולטה לחקלאות

הפתרון לבעיה זו מגיע, כיאה לסטארטאפ שיכול לשנות את חוקי המשחק העולמיים, היישר מהמוח הישראל, ובאופן ספציפי מהפקולטה לחקלאות של האוניברסיטה העברית.

התוכנה המדוברת נקראת ICanBreedIT והיא מיועדת לטיפוח של זני קנאביס רפואי. ממשק התוכנה מסייע להקים פרויטקים של השבחה גנטית של צמחי קנאביס מאפס למאה על ידי תמיכה בכל שלבי תהליך הגידול, ומותאם בייחוד כדי למקסם את יעילות איסוף המידע הגנטי וניתוחו בזמן אמת, במטרה להפיק לקחים בין מחזור שתילה אחד למשנהו ולהגביר את התפוקה והעילות של הפרויקט כולו.

פיתוח התוכנה נוהל בניצוחה של מנתחת מערכות המידע דרורה בלגה, בעלת השכלה במדעי הצמח ובניתוח מערכות מידע ומומחית מובילה בתחום שימוש במערכות מידע לצורך טיפוח והשבחת זנים חקלאיים. בלגה קיבלה בעברה גם את פרס לשכת מנתחי מערכות המידע וכן את ‘פרס קיי’ היוקרתי, המוענק למפתחי טכנולוגיות שימושיות באוניברסיטה העברית.

בפיתוח התוכנה עבדה בלגה בשיתוף פעולה עם קבוצת מחקר בראשותו של פרופ’ חיים רבינוביץ’. קבוצת הפיתוח של התוכנה כללה מומחים מתחומים שונים, בין היתר מטפחים מקצועיים, פיתופתלוגים (מומחים למחלות צמחים), ביולוגים ובעלי מקצוע מתחום המחשוב.

לפי הצהרותיהם של המפתחים, יישום הידע ופיתוח כלים ממוחשבים לטובת ענף גידול והשבחת זני קאנביס, מאפשר כיום לנהל בקלות תוכניות טיפוח קנאביס בסדר גודל נרחב וברמת מקצועיות גבוהה. בנוסף טוענים המומחים בקבוצה כי התוכנה החדשה מאפשרת לחווה לגדל יבול רב יותר באותו הזמן, ולהגיע לאיכות טובה יותר של תוצרת, שתגדל מראש בצורה המותאמת לטמפרטורה ולאזורי גידול שונים.

תהליך רגיל של טיפוח וייצוב זן קנאביס חדש נמשך לאורך מספר “דורות” של צמחים, ומצריך עבודה בהיקף צמחים רחב מאד (מאות שתילים בכל מחזור, לשם הפקת תוצאות סטטיסטיות טובות) שמטרתו לאסוף נתונים ממספר רב של מקורות, כמו למשל תצפיות בחממה ובדיקות מעבדה מקיפות. לאחר מכן יש לבצע אינטגרציה של כל הנתונים, לנתח אותם ולקבל בעזרתם את ההחלטות הנכונות במטרה לקצר ולייעל את הליך הגידול של המחזור הבא.

על פי הפרסום לתקשורת, התוכנה שפותחה בפקולטה לחקלאות עוזרת לנהל את השלבים של תוכנית הטיפוח, החל מהגדרת התכונות הרצויות, סידור המאגר הגנטי ובקרה על השתילים בחממה, דרך מעקב אחר בדיקות המעבדה וניתוח תוצאותיהן, ועד להגדרת יעדים מדויקים לפיתוח זני קאנביס רפואי חדשים עם פרופיל קנבינואידי רצוי.

ניהול המאגר הגנטי – כך זה עובד

טיפוח קנאביס רפואי יכול להתבצע תוך יישום מספר רב של שיטות שונות, החל מסלקציה רגילה במהלכה נבחרים צמחים בוגרים עם התכונות הרצויות ועד שיטות מורכבות יותר, הנעשות בעזרת סמנים מולקולריים וציוד מדעי ואגרונומי מתקדם. בעזרת ‘IcanBreedIT’ יכול המגדל לבצע טיפוח מקביל בכל השיטות, ולמעשה לשלב שיטות כמו ריבוי, הכלאה, טיפוח, רבייה, והכלאה לאחור, בתוכנית טיפוח מוכנה מראש שתצביע במהרה על השיטה היעילה ביותר.

התוכנה מנהלת את מאגר הגנטי שכוללת זרעים, ייחורים ואפילו רקמות תרבית של כלל הזנים המטופחים. לכל אחד מהם יוצרת התוכנה מקודד, שמכיל את כל המידע הרלוונטי בנוגע למקור החומר הגנטי, הדור ממנו הוא הגיע ושיטת הטיפוח בה הוא גדל. סביב כל צמח בונה התוכנה מאגר “עץ משפחה” שמאפשר למטפח “לגלוש” לאורך העץ ולראות את כל ענפי המשפחה והנתונים של כל אחד מהם.

ניהול כל שלבי תהליך הטיפוח

מהכלאות ועד ביצוע תצפיות ולקיחת סלקציות, לכל מטפח ישנם צרכים מיוחדים בכל אחד מהשלבים בתהליך הטיפוח. התוכנה תומכת בכל שלב בתוכנית שתיבחר, ופועלת במטרה להפיק את התוצאות הטובת ביותר בזמן הקצר ביותר במספר אפיקים:

תכנון שדה עתידי: מראשית ההקמה, המטרה היא ליצור תהליך זרימה לבניית שדה טיפוח אופטימלי, המאפשר 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 וכדומה.

זיהוי השילובים הגנטיים בעלי הפוטנציאל הגבוה ביותר: ממשק התוכנה העיקרי עוזר למטפח בהגדרת ההכלאות הגנטיות הרצויות לפי מערך תנאים מוגדר, שמתעדכן בזמן אמת מול מסד הנתונים הראשי. התוכנה מבצעת אינטגרציה של כל הנתונים הפנוטיפים והגנוטיפים, משכללת תוצאות בדיקות פיתופתולוגיות ומעדכנת תוצאות אלו בסמנים המולקולאריים של הצמחים.

פונקציה זו של המערכת, כך מסרה בלגה לתקשורת, “מבוססת על יכולת האינטגרציה של התוכנה, בהתאם לתנאים שהגדיר המטפח, ומסייעת להפיק את מכלול המידע המדויק בנוגע לחומר הגנטי המתאים ביותר להכלאות הדרושות ליצירת זן הקאנביס הרצוי.

יישום סמנים מולקולריים בתהליך הטיפוח: כמו כן התוכנה מאפשר שתילת אוכלוסיות צמחים עם פוטנציאל התפלגות של תכונות רצויות, וכן מנהלת את תהליך הדגימה שלהם בחממה, תוך לווי תהליך מיצוי ה-DNA לבדיקות עד הפקת התוצאות, במשך מספר דורות עד לקבלת קווים גנטים מיוצבים לתכונה הרצויה.

כיאה לעידן הסמארטפון, לתוכנה החדשה יש כמובן גם אפליקציה למובייל, שמאפשרת למטפחים לאסוף את נתוני הצמחים בשדה ולהעביר אותם לאחסון בענן לצורך עבודה במצב ללא תיקשורת או צפייה בנתוני הגידול מתצפיות קודמות.

“האפליקציה משפרת את איכות ויעילות איסוף הנתונים, ומקצרת משמעותית את זמן ההגעה לשוק עם מוצר מוגמר,” מסכמת בלגה, “תוצאה הנובעת בעיקר מהמגוון של יכולותיה העוצמתיות, שמביאות את המטפח לכדי קבלת החלטות טובות יותר בעת בחירת הסלקציות ובעת הגדרת ההכלאות בינהן, בכדי להגדיל את הסיכוי להשיג זן טוב יותר.”