Remélem a jobb termést Kenyér a világ számára - a búza genomja megfejtve Augsburgból
A kukorica és a rizs mellett a búza a fő táplálék a világ lakosságának. Ha célzottabban tovább lehetne fejleszteni, az hozzájárulna az éhezés elleni küzdelemhez a világon. A kutatók most nagy lépéssel közelebb kerültek ehhez.
Évek óta tartó nemzetközi erőfeszítések után a búza komplex genomját szinte teljesen megfejtették.
20 ország 73 intézményének több mint 200 kutatóból álló csoportja közzétette a kenyérbúza, a világ legfontosabb búzafajtájának genomját a "Science" folyóiratban.
A kutatók, akik a Nemzetközi Búza Genom Sequencing Consortium (IWGSC) tagjai, 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. Csak jövőre számítottak erre - mondja Frank Ordon, a Szövetségi Termesztett Növényi Kutatóintézet, a Julius Kühn Intézet alelnöke. Mérföldkőről beszélt. "Most már lehet azonosítani azokat a géneket, amelyek gyorsabban kódolják a mezőgazdaságilag fontos jellemzőket, és ezáltal célzottabban szaporítják őket. Ez felgyorsítja a tenyésztési folyamatot." A hagyományos búzanemesítésnek körülbelül tíz évbe telik az új fajta előállítása. Most ezt sokkal gyorsabban meg lehet valósítani más technikákkal kombinálva.
"Most látom a nagy kihívást annak kiderítésében, hogy mely gének és mely génhálózatok milyen mezőgazdasági tulajdonságokért felelősek" - mondja Ordon, aki a G20-országok által alapított búza-kezdeményezés kutatási bizottságának elnöke is. "Ezután hatékonyabb génvariánsokat kereshet."
Manuel Spannagl, a müncheni Helmholtz Központ munkatársa, amely a Leibniz Getersleben Növénygenetikai és Növénykutatási Intézettel (IPK) együtt vezető szerepet játszott a tanulmányban, becslése szerint körülbelül két-három év múlva várhatóak az első sikerek a genom tenyésztésében.
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 egy darabban dekódolni a genetikai anyagot, 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 vállalják az egyes gének.
A kutatók nyomon követték azokat a géneket is, amelyek kiváltják a lisztérzékenység és a pék asztma okozta búza intoleranciát, és további eredményeket tettek közzé a "Science Advances" folyóiratban a fő tanulmány mellett.
"Most sokkal pontosabban és jobban tudjuk jellemezni az allergiát okozó géneket" - mondta Spannagl. "Nem találtunk teljesen új géneket, amelyek felelősek lennének a különböző intoleranciákért. De sikerült meghatározni a gének elhelyezkedését." Ez azt jelenti, hogy a búzatípusok, amelyek kevesebb allergiát okozó fehérjét, például glutént tartalmaznak, 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 lehetővé, mert a most publikált teljes génszekvencia munkaverzióját 2017 januárjában tették elérhetővé további kutatások céljából. (dpa)