Дешифриран пшеничен геном
Пшеницата е основната храна за повече от една трета от световното население и съставлява почти 20 процента от калориите и протеините, които хората консумират по целия свят.
След години на международни усилия сложният генетичен състав на пшеницата е почти напълно дешифриран.
Група от над 200 изследователи от 73 институции в 20 държави публикува генома на хлебната пшеница, най-важният вид пшеница в света, в списание Science.
Изследователите от Международния консорциум за секвениране на генома на пшеницата (IWGSC) се надяват, че това ще подобри световните доставки на храни.
Пшеницата е основната храна за повече от една трета от световното население и съставлява почти 20 процента от калориите и протеините, които хората консумират по целия свят, пишат изследователите. Познаването на генома трябва да улесни производството на сортове, които носят по-високи и по-стабилни добиви и са по-добре адаптирани към изменението на климата. В допълнително проучване изследователите анализират и гените, които участват в алергиите. Това дава надежда за хора с непоносимост, например към съставката глутен.
Декодирането на пшеничния геном беше очаквано с нетърпение в целия свят. Дори не се очакваше през следващата година, казва вицепрезидентът на Федералния изследователски институт за култивирани растения, Институт Джулиус Кан, Франк Ордон. Той говори за важен етап. „Вече можете да идентифицирате гени, които кодират селскостопански важни характеристики по-бързо и по този начин да ги размножавате по-конкретно. Това ще ускори размножаването. " Конвенционалното отглеждане на пшеница отнема около десет години, за да се получи новият сорт. Сега това може да се направи много по-бързо в комбинация с други техники.
„Сега виждам голямото предизвикателство в това да разбера кои гени и кои генни мрежи са отговорни за кои земеделски имоти“, казва Ордон, който е и председател на изследователския комитет на инициативата за пшеница, основана от страните от Г-20. "Тогава можете да потърсите генни варианти, които са по-ефективни."
Мануел Спанагъл от Helmholtz Zentrum Ḿnchen, който работи съвместно с Лайбниц институт за растителна генетика и изследвания на растенията, смята, че първите успехи в използването на генома за разплод могат да се очакват след около две до три години (IPK) Gatersleben изигра водеща роля в изследването.
Консорциумът е изследвал декриптирането в продължение на 13 години. Подобни международни асоциации вече бяха създадени за секвениране на генома на ориз, царевица и ечемик. Пшеницата беше последният голям селскостопански важен геном на растенията, който представлява пъзел и е особено труден за разбиване.
„Пълното секвениране на генома на хлебната пшеница дълго време се смяташе за невъзможно, тъй като е изключително голямо и сложно“, каза Нилс Щайн от Лайбниц институт за растителна генетика и изследвания на растенията (IPK) Gatersleben. Докато човешкият геном съдържа около 20 000 гена, изследователите откриха 107 891 гена в хляб или мека пшеница (Triticum aestivum).
"Ние смятаме, че по този начин сме дешифрирали 94 процента," казва Spannagl. Хлябната пшеница има дори по-сложен геном от твърдата пшеница, използвана за макаронени изделия (Triticum durum). "В момента работим върху пастата пшеница." Други видове пшеница сега също трябва да бъдат разгледани по-отблизо. "Сега става въпрос за разбиране на естественото разнообразие на пшеницата и за нейното използване."
Тъй като дори съвременните технологии не могат да дешифрират генома на едно парче, изследователите разполагаха само с фрагменти. За да разбере правилното сглобяване на тези частични последователности, екипът разработи специални алгоритми. Най-накрая успяха да изяснят кои гени къде са, как са организирани и кои задачи изпълняват отделните гени.
Изследователите също проследяват гените, които предизвикват непоносимост към пшеница от целиакия до астма на пекаря, и публикуват допълнителни резултати, паралелно на основното проучване в списание "Science Advances".
"Вече сме в състояние да характеризираме гените, причиняващи алергии, много по-точно и по-добре", каза Spannagl. „Не сме открили напълно нови гени, които да са отговорни за различни несъвместимости. Но успяхме да определим позицията, където са гените. " Това означава, че нови видове пшеница, които съдържат по-малко алергенни протеини като глутен, могат бързо да бъдат получени чрез развъждане и теоретично също чрез генно инженерство.
Общо пет публикации придружават основната публикация. Едно проучване вече прилага констатациите: То показва колко силно или колко слабо работят отделните гени при различни условия като суша. Тези и многобройни други проучвания, които вече използват геномната последователност на пшеницата, станаха възможни, тъй като работна версия на публикуваната сега пълна генна последователност беше предоставена за допълнителни изследвания през януари 2017 г.