צבעי הפרחים, הם אחד המאפיינים החשובים ביותר בענף צמחי הנוי. לכן, במאמר זה נתמקד בפיתוח זני פרחים בצבעים חדשים. היכולת לווסת את צבעי הפרחים מושפעת מגורמים פנימיים וחיצוניים כאחד, והבנת מנגנון ההתפתחות והוויסות של צבעי הפרחים, מסייעת למדענים לטפח פרחים בצבעים חדשים שלא קיימים בשדה באופן טבעי.

חשיבות צבעי הפרחים

לצבע הפרחים יש חשיבות רבה מבחינת יכולתם למשוך מאביקים ולהגן על אברי הצמח. יתר על כן, אנשים נהנים מהצבעוניות של הפרחים בחייהם היומיומיים. כשמדובר בצמחי נוי, צבע הפרחים הוא גורם חשוב המשפיע לא רק על האפקט הקישוטי של צמח הנוי, אלא גם על ערכו המסחרי. למרות שהטבע מציע לנו מגוון רחב של פרחים בצבעים טבעיים, יש פרחים שהצבעים שלהם מוגבלים. לדוגמה, אין פרח היביסקוס או פרח חרצית בגוון כחול, ואין רקפת מצויה בגוון צהוב. עבור המגדלים, פיתוח שיפורים בצבעי הפרחים יהיה תמיד מטרה חשובה מאוד.

עם זאת חשוב לקחת בחשבון גם את העובדה שעולם הינדוס הצמחים כרוך לא רק בתועלת אלא גם בסכנות, הנלמדות בלימודי תואר ראשון במדעי הסביבה העוסק גם בהנדוס צמחים.

גורמים סביבתיים והנדסה גנטית – הם אלה המאפשרים למומחים לווסת את צבעי הפרחים. כדי שאפשר יהיה להנדס את צבעי הפרחים, יש להבין את המנגנון המשפיע על צבעים אלה.

• מנגנון התפתחות צבע הפרחים

כאשר עלה כותרת נחשף לאור, האור חודר לשכבת הפיגמנט ונספג בה חלקית. חלק מהאור הנותר מוחזר על ידי הרקמה הספוגית וחוזר דרך שכבת הפיגמנט. בעיניים שלנו זה נראה כ׳צבע׳.

צבע הפרחים קשור אמנם גם למבנה הרקמה הפנימית או העליונה של עלה הכותרת, וגם לסוג הפיגמנטים וכמותם בתאי הכותרת, בכול זאת, לפיגמנט יש תפקיד מרכזי.

• מבנה רקמת הכותרת ופיזור הפיגמנטים

מבנה רקמת עלי הכותרת דומה למבנה העלים והוא כולל 4 חלקים: אפידרמיס עליון, רקמת פליסייד (palisade), רקמה ספוגית ואפידרמיס תחתון.

באופן רגיל, הפיגמנטים של עלי הכותרת מופצים בעיקר בתאי האפידרמיס העליון, עם זאת, בעלי כותרת בצבעים כהים, ניתן למצוא אותם גם ברקמת הפליסייד ובאפידרמיס התחתון. לדוגמה, ביקינתון כחול בהיר, קיים פיגמנט ברקמת הפליסייד, ובפרח הצבעוני קיים פיגמנט באפידרמיס התחתון. בדרך כלל לא נמצא פיגמנט ברקמה הספוגית, עם זאת, עובייה וצפיפותה של רקמה זו קשורות לבהירות של צבע עלי הכותרת. ככול שהרקמה הספוגית עבה וצפופה יותר, כך יהיה צבעם בהיר יותר.

• סוגי פיגמנטים

כבר באמצע המאה ה-19, הצליחו אנשים לחלץ פיגמנטים מפרחים וללמוד על מרכיבי הצבע שלהם. היום, לאחר שנות מחקר רבות, מצא המחקר מגוון רחב של פיגמנטים המחולקים לשלוש קבוצות עיקריות, לפי המבנים הכימיים שלהם, הלוקליזציה של התאית, ומסלולי הסינתזה הביוכימית שלהם: קרוטנואידים, פלבנואידים ואלקלואידים.

הנדסה גנטית של צבעי הפרחים

ישנם מספר גורמים סביבתיים המשפיעים על צבעי הפרחים, וביניהם:

• גורמים פיסיקליים – לטמפרטורות קיצוניות יש השפעה על התפתחות צבע הפרחים, כאשר טמפרטורות גבוהות מובילות לצבעי פרחים בהירים יותר, וטמפרטורות נמוכות מובילות לפרחים כהים יותר.
• גורמים כימיים – ל-pH בסביבה יש תפקיד חשוב בקביעת צבע הצמח. דוגמאות:
  • השפעת ה-pH בקרקע על צמחים – כאשר נטעו עץ מייפל קוריאני (Acer pseu-dosieboldianum) באדמה חומצית, צבעי עלי הסתיו שלו התחלפו מוקדם יותר, ונשארו תקופה ממושכת כשהעץ מפגין צבע עלים מלא ומרהיב יותר.
  • השפעת ה-pH במי ההשקיה על פרחים – כאשר הוסיפו pH למי ההשקיה, עלי הכותרת של פרח האדמונית היו בצבע בהיר יותר.

לבסוף, צבע הפרחים בצמחי הנוי הוא תוצאה של גיוס גורמים רבים לפעולה משותפת. עד כה, הצליח המחקר להשיג הבנה מסוימת לגבי מספר מנגנונים – כולל אלה העומדים בבסיס התפתחות צבעי הפרחים, ואלה הקשורים לגורמים פיסיקליים וכימיים המשפיעים על צבעי הפרחים – שהביא לפיתוח של זני פרחים בצבעים חדשים.