A búza genomját megfejtették
A búza a világ népességének több mint egyharmadának alapvető élelmiszer, és az emberek által világszerte elfogyasztott kalóriák és fehérjék csaknem 20 százalékát teszi ki.
Évek óta tartó nemzetközi erőfeszítések után a búza komplex genomját szinte teljesen megfejtették.
20 ország 73 intézményének több mint 200 kutatóból álló csoportja a Science folyóiratban publikálta a világ legfontosabb búzatípusának számító kenyérbúza genomját.
A Nemzetközi Búza Genom Sequencing Consortium (IWGSC) kutatói remélik, hogy ez javítani fogja a világ élelmiszerellátását.
A búza a világ népességének több mint egyharmadának alapvető élelmiszer, és az emberek által világszerte elfogyasztott kalóriák és fehérjék csaknem 20 százalékát teszi ki - írják a kutatók. A genom ismeretének megkönnyítenie kell az olyan fajták előállítását, amelyek magasabb és stabilabb hozamot hoznak, és jobban alkalmazkodnak az éghajlatváltozáshoz. Egy további tanulmányban a kutatók az allergiában szerepet játszó géneket is elemzik. Ez reményt kínál az intoleranciában szenvedőknek, például a glutén összetevőjében.
A búza genomjának dekódolását világszerte nagyon várták. Még a következő évre sem számítottak rá - mondja Frank Ordon, a Szövetségi Termesztett Növényi Kutatóintézet, a Julius Khn Intézet alelnöke. Mérföldkőről beszélt. „Most már gyorsabban azonosíthatja azokat a géneket, amelyek a mezőgazdaságilag fontos jellemzőket kódolják, és így specifikusabban tenyésztik őket. Ez felgyorsítja a tenyésztési haladást. " A hagyományos búzanemesítés körülbelül tíz évet vesz igénybe az új fajta előállításához. Most ezt sokkal gyorsabban meg lehet valósítani más technikákkal kombinálva.
"Most látom a nagy kihívást annak kiderítésében, hogy mely gének és mely génhálózatok mely mezőgazdasági tulajdonságokért felelősek" - mondja Ordon, aki a G20-országok által alapított búza-kezdeményezés kutatási bizottságának elnöke is. "Ezután hatékonyabb génvariánsokat kereshet."
Manuel Spannagl a Helmholtz Center Mntchen-től, amely a Leibnizi Növénygenetikai és Növénynövény-kutató Intézettel dolgozik együtt, becslései szerint a genom tenyésztésében való felhasználásának első sikerei körülbelül két-három év múlva várhatók (IPK) Gatersleben vezető szerepet játszott a tanulmányban.
A konzorcium 13 évig kutatta a visszafejtést. Hasonló nemzetközi egyesületek már kialakultak a rizs, a kukorica és az árpa genomjának szekvenálására. A búza volt az utolsó nagy agronómiai szempontból fontos növényi genom, amely rejtvényt jelentett és különösen nehéz volt feltörni.
"A kenyérbúza genomjának teljes szekvenálását sokáig lehetetlennek tartották, mert rendkívül nagy és összetett" - mondta Nils Stein, a Leibniz Növénygenetikai és Növényi Növénykutatási Intézet (IPK) Gatersleben munkatársa. Míg az emberi genom körülbelül 20 000 gént tartalmaz, a kutatók 107 891 gént találtak kenyérben vagy lágy búzában (Triticum aestivum).
"Becsléseink szerint így megfejtettük a 94 százalékot" - mondja Spannagl. A kenyérbúza még összetettebb genommal rendelkezik, mint a tésztához használt durumbúza (Triticum durum). - Jelenleg a tésztabúzán dolgozunk. Más búzafajtákat is alaposabban meg kell vizsgálni. "A lényeg most a búza természetes sokféleségének megértése és felhasználhatóvá tétele."
Mivel a modern technológiák sem tudták megfejteni a genomot egy darabban, a kutatóknak csak töredékek voltak a rendelkezésükre. A részleges szekvenciák helyes összeállításának megértése érdekében a csapat speciális algoritmusokat dolgozott ki. Végül tisztázni tudták, hogy melyik gén hol található, hogyan szerveződik és mely feladatokat látják el az egyes gének.
A kutatók nyomon követték azokat a géneket is, amelyek kiváltják a lisztérzékenységtől a búza-intoleranciát a pék asztmájáig, és további eredményeket publikáltak a "Science Advances" folyóirat fő tanulmányával párhuzamosan.
"Most sokkal pontosabban és jobban tudjuk jellemezni az allergiát okozó géneket" - mondta Spannagl. „Nem találtunk teljesen új géneket, amelyek felelősek lennének a különböző inkompatibilitásokért. De sikerült meghatároznunk a gének helyzetét. " Ez azt jelenti, hogy a kevésbé allergén fehérjéket, például glutént tartalmazó új búzatípusok nemesítéssel és elméletileg géntechnológiával is gyorsan megszerezhetők.
Összesen öt kiadvány kíséri a fő kiadványt. Egy tanulmány már alkalmazza az eredményeket: Megmutatja, hogy az egyes gének milyen erősen vagy gyengén működnek különböző körülmények között, például szárazság esetén. Ezek és számos más, a búza genomszekvenciáját már használó tanulmány azért vált lehetségessé, mert a most publikált teljes génszekvencia munkaverzióját 2017 januárjában tették elérhetővé további kutatások céljából.