Po 13 lat prac naukowcom udało się poznać kompletny genom pszenicy. Pozwoli to na udoskonalenie najczęściej uprawianej rośliny na świecie i opracowanie odmian odpornych na choroby czy susze.

Dzięki współpracy ponad 200 naukowców z całego świata i 13 latach pracy, udało się poznać kompletny genom pszenicy. W ubiegły piątek Międzynarodowe Konsorcjum Sekwencjonowania Genomu Pszenicy (International Wheat Genome Sequencing Consortium – IWGSC) opublikowało szczegółowy opis genomu pszenicy w czasopiśmie „Science”.

Pszenica jest najczęściej uprawianą rośliną na Ziemi. Zapewnia więcej białka niż mięso w diecie człowieka, a jej spożywanie dostarcza ludziom około jednej piątej kalorii. Zawiera również witaminy i składniki mineralne. Dla około 30 proc. mieszkańców Ziemi jest ona podstawowym pokarmem.

 

Pszenica ma również duży i złożony genom z 16 miliardami par zasad. To ponad pięciokrotnie więcej niż ludzki genom. Dlatego badacze uważali, że zsekwencjonowanie jej genomu może być przeszkodą nie do pokonania. Składa się on bowiem w większości z powtarzających się elementów. Oznacza to, że olbrzymie części genomu są do siebie bardzo podobne, jeśli nie identyczne. To sprawiło, że do tej pory trudno było odróżnić każdy pod-genom i połączyć genom w jego prawidłową kolejność.

Genom organizmu jest podobny do szczegółowego planu działania, który zawiera wszystkie niezbędne informacje potrzebne do jego zbudowania i utrzymania.

Poznanie kompletnego genomu pszenicy było ważnym celem, ponieważ, jako najpowszechniej uprawiana roślina na całym świecie, ma zasadnicze znaczenie dla bezpieczeństwa żywnościowego. Ostatnie fale upałów w północnej Europie, Azji i Kanadzie będą miały poważny wpływ na plony pszenicy w 2018 roku.

By sprostać przyszłym potrzebom światowej populacji liczącej według szacunków 9,6 miliarda mieszkańców do roku 2050, wydajność pszenicy musi wzrastać o 1,6 proc. rocznie. Ze względu na ochronę bioróżnorodności oraz innych zasobów, nie chodzi tutaj o zwiększenie obszarów upraw, ale o poprawienie jakości samej pszenicy.

Pszenica jest podatna na susze czy różne choroby, takie jak chociażby rdza zbożowa. Poznanie jej kompletnego genomu toruje drogę do znacznie szybszej produkcji odmian pszenicy dostosowanych do wyzwań klimatycznych, z wyższymi plonami, odpornych na choroby, z lepszą jakością odżywczą i lepszą trwałością.

– Przez te 13 lat technologia naprawdę się rozwinęła. Nagle to, co kiedyś było dosłownie niemożliwe, wyglądało na osiągalne. Rzeczy, które zajmowały lata, można teraz zrobić z dnia na dzień – powiedział Rudi Appels, który przystąpił do IWGSC ponad 10 lat temu.

Appels przyznał też, że osiągnięcie to może ostatecznie pomóc w diagnozowaniu i leczeniu alergii i chorób związanych z pszenicą oraz w produkcji pszenicy o niższym poziomie białek uznanych za odpowiedzialne za występowanie niektórych chorób.

Badacze z IWGSC wykorzystali klasyczne metody mapowania i najnowsze technologie sekwencjonowania DNA, aby uporządkować genom pszenicy. Dane dotyczące sekwencji zostały zebrane i uporządkowane wzdłuż 21 chromosomów przy użyciu wysoce wydajnych algorytmów, a geny zidentyfikowano za pomocą dedykowanych programów komputerowych.

W publikacji na łamach „Science” przedstawiono dokładną lokalizację 107 891 genów i ponad 4,7 miliona markerów molekularnych, a także informacje o sekwencji między genami i markerami, które zawierają elementy wpływające na ekspresję genów.

– Jestem bardzo podekscytowany. Po 13 latach starań z całą naszą społecznością osiągnęliśmy nasz główny cel. Wizja, którą mieliśmy, staje się coraz bardziej konkretna. Mamy wysokiej jakości sekwencję referencyjną, która może być wykorzystana do przyspieszenia badań i hodowli pszenicy – wyjaśnił Catherine Feuillet.

 

 

 

Źródło: Science DailyThe Guardian, DziennikNaukowy