Podczas gdy świat zajęty jest akademickim bojkotem Izraela, kierowany przez Izrael międzynarodowy zespół złamał kod genetyczny pszenicy, co jest wielkim postępem w walce z globalnym głodem.
Międzynarodowy zespół badaczy pod kierownictwem dra Assafa Distelfelda z Uniwersytetu Tel Awiw (TAU), opublikował pierwszą na świecie sekwencję genomu dzikiej pszenicy Triticum dicoccoides, który może być użyty do polepszenia wydajności dzisiejszych zbóż.
Pszenica
Triticum dicoccoidesjest przodkiem niemal wszystkich obecnie uprawianych pszenic na świecie, włącznie z pszenicą durum (makaronową) i pszenicą zwyczajną.
Triticum dicoccoides daje zbyt małe plony, by można jej było używać w dzisiejszym rolnictwie, ale ma wiele atrakcyjnych cech, używanych przez hodowców roślin do ulepszenia pszenicy.
“To badanie jest synergicznym partnerstwem między instytucjami publicznymi i prywatnymi” – powiedział dr Daniel Chamovitz, dziekan wydziału nauk przyrodniczych im. George’a S. Wise w TAU, który także brał udział w badaniach. Prowadzono je we współpracy z kilkudziesięcioma naukowcami z instytucji na całym świecie i firmą izraelską, NRGene, która wypracowała technologię bioinformatyczną, co przyspieszyło badania.
“W ostatecznym rachunku to badanie będzie miało znaczący wpływ na globalne bezpieczeństwo żywnościowe” – powiedział Chamovitz.
“Nasza zdolność tak szybkiego wygenerowania sekwencji genomu dzikiej pszenicy jest olbrzymim krokiem naprzód w badaniach genomowych” powiedział dr Curtis Pozniak z University of Saskatchewan, członek projektu oraz przewodniczący programu badań strategicznych kanadyjskiego ministerstwa rolnictwa.
“Pszenica odpowiada niemal za 20 procent kalorii, jakie ludzie konsumują na całym świecie, a więc silne skupienie się na ulepszeniu plonów i jakości pszenicy jest zasadnicze dla naszych przyszłych zasobów żywnościowych” – wyjaśnił Pozniak.
Biologiczny “tunel czasu”
“Z biologicznego i historycznego punktu widzenia stworzyliśmy ‘tunel czasu’, którego możemy użyć do zbadania pszenicy od początków rolnictwa – powiedział Distelfeld. – Porównanie z dzisiejszą pszenicą umożliwiło nam zidentyfikowanie konkretnych genów, które pozwoliły na udomowienie – przejście od pszenicy rosnącej dziko do dzisiejszych odmian. Podczas gdy ziarna dzikiej pszenicy łatwo wypadały z rośliny i rozpraszały się, zmiana w dwóch genach oznaczała, że w udomowionej pszenicy ziarna pozostawały w kłosie; to jest cecha, która umożliwiła ludziom uprawianie pszenicy”.
“Ta nowa wiedza pozwoliła nam na zidentyfikowanie szeregu innych genów kontrolujących główne cechy dobierane przez wczesnych ludzi podczas udomowiania pszenicy i które służyły jako podstawa do rozwoju nowoczesnych odmian uprawnych” – powiedział dr Eduard Akhunov z Kansas State University. “Te geny dostarczają bezcennych zasobów do wzmocnienia przyszłych starań o ulepszenie upraw. Triticum dicoccoides znana jest jako źródło nowych odmian, które mogą pomóc ulepszyć wartość odżywczą zboża, jak również tolerancję na choroby i warunki ograniczenia wody”.
Pszenica odporna na suszę
“Już używa się nowych narzędzi genomicznych do identyfikowania nowych genów do ulepszenia produkcji pszenicy w zmieniającym się środowisku – wyjaśnia dr Zvi Peleg z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie w Izraelu. – Podczas gdy wiele dzisiejszych odmian pszenicy jest podatnych na stres wodny, dzika pszenica ma za sobą długą historię ewolucyjną w skłonnym do susz klimacie morza Śródziemnego. Tak więc używanie genów dzikiej pszenicy w programach hodowlanych pomaga w zwiększeniu plonów przy mniejszej ilości wody”.
“Genom pszenicy jest znacznie bardziej złożony niż większości innych roślin uprawnych i ma genom trzykrotnej wielkości genomu człowieka – powiedział dr Gil Ronen, dyrektor NRGene. – Niemniej technologia obliczeniowa, jaką stworzyliśmy, pozwoliła nam na szybkie zestawienie bardzo dużego i skomplikowanego genomu znalezionego w 14 chromosomach Triticum dicoccoides na poziomie nigdy przedtem nie osiągniętym w badaniach gnomicznych”.
Przełomowe technologie
Po raz pierwszy sekwencje 14 chromosomów Triticum dicoccoides zostały zestawione w dopracowanym porządku dzięki dodatkowej technologii, która używa DNA i wiązań białkowych. “Pierwotnie było to testowane na ludziach, a niedawno pokazane na jęczmieniu, czyli na genomach mniejszych niż genom dzikiej pszenicy – mówi dr Nils Stein, szef Zasobów Genetycznych i Genomicznych Instytutu Leibniza Genetyki Roślin i Badań nad Roślinami Uprawnymi w Niemczech. – Te innowacyjne technologie są przełomowe dla zestawiania dużych genomów zbóż”.
“To podejście do sekwencjonowania, użyte dla Triticum dicoccoides jest bezprecedensowe i utorowało drogę do sekwencjonowania pszenicy durum (udomowionej odmiany dzikiej pszenicy). Teraz możemy lepiej zrozumieć jak ludzkość przekształciła tę dziką roślinę w nowoczesną, wysokoplonującą pszenicę durum” – powiedział dr Luigi Cattivelli, współautor i koordynator pracy International Durum Wheat Genome Sequencing Consortium.
“Mamy obecnie narzędzia do bezpośredniego badania roślin uprawnych i do sprawniejszego dokonywania odkryć i ich zastosowań” – zakończył dr Distelfeld.
Israelis Fight Hunger by Cracking Wheat’s Genetic Code
United with Israel, 9 lipca 2017
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
Od Redakcji:
Sześciu izraelskich badaczy wśród laureatów prestiżowej nagrody Howarda Hughesa. Medical Institute przyznał pięcioletnie granty w wysokości 650 tysięcy dolarów każdy dla 41 naukowców z całego świata. Sześciu z nich (14,6 procent) to naukowcy izraelscy, trójka z Instytutu Weizmanna, dwójka z jerozolimskiego Hebrew University oraz jeden z Technionu. (Źródło: http://www.israelhayom.com/site/newsletter_article.php?id=42315&;hp=1)
