Розшифровано геном пшениці
Пшениця є основною їжею для понад третини світового населення і становить майже 20 відсотків калорій та білка, які люди споживають у всьому світі.
Після багатьох років міжнародних зусиль складний генетичний склад пшениці був майже повністю розшифрований.
Група з понад 200 дослідників із 73 установ з 20 країн опублікувала геном хлібної пшениці, найважливішого у світі виду пшениці, у журналі Science.
Дослідники Міжнародного консорціуму секвенування геному пшениці (IWGSC) сподіваються, що це покращить світові запаси продовольства.
Пшениця є основною їжею для понад третини світового населення і становить майже 20 відсотків калорій та білків, які люди споживають у всьому світі, пишуть дослідники. Знання геному повинно сприяти виробництву сортів, які приносять вищі та стабільніші врожаї та краще пристосовані до кліматичних змін. У додатковому дослідженні дослідники також аналізують гени, які беруть участь в алергії. Це дає надію людям з непереносимістю, наприклад, на інгредієнт глютен.
Розшифровка геному пшениці з нетерпінням чекала у всьому світі. Це навіть не очікувалося на наступний рік, каже віце-президент Федерального науково-дослідного інституту культурних рослин Інституту Джуліуса Кан, Френк Ордон. Він говорив про віху. «Тепер ви можете швидше ідентифікувати гени, що кодують важливі для сільського господарства характеристики, і таким чином розводити їх більш конкретно. Це прискорить прогрес у розведенні ". Звичайне розведення пшениці займає близько десяти років для отримання нового сорту. Тепер це можна зробити набагато швидше в поєднанні з іншими методами.
"Зараз я бачу велику проблему в тому, щоб з'ясувати, які гени та які генні мережі відповідають за які сільськогосподарські властивості", - говорить Ордон, який також є головою дослідницького комітету пшеничної ініціативи, заснованої країнами G20. "Тоді ви можете шукати варіанти генів, які є більш ефективними".
Приблизно через два-три роки можна очікувати перших успіхів у використанні геному для розведення, підрахував Мануель Шпанагал з Центру Гельмгольца в Мюнхені, який працює спільно з Інститутом генетики рослин і досліджень рослинництва Лейбніца (IPK) Гатерслебен зіграв провідну роль у дослідженні.
Консорціум досліджував розшифровку протягом 13 років. Подібні міжнародні асоціації вже були створені для секвенування геному рису, кукурудзи та ячменю. Пшениця була останнім великим сільськогосподарським геномом рослин, який створив загадку і особливо важко був зламатися.
"Повна послідовність геному хлібної пшениці довгий час вважалася неможливою, оскільки вона надзвичайно велика і складна", - сказав Нільс Штейн з Інституту генетики рослин і досліджень рослинництва Лейбніца (IPK) Гатерслебен. Хоча геном людини містить близько 20000 генів, дослідники виявили 107891 ген у хлібі або м'якій пшениці (Triticum aestivum).
"Ми підрахували, що таким чином ми розшифрували 94 відсотки", - говорить Шпанагал. Хлібна пшениця має навіть складніший геном, ніж тверда пшениця, що використовується для виготовлення макаронних виробів (Triticum durum). "Зараз ми працюємо над макаронною пшеницею". Інші види пшениці тепер також слід детальніше вивчити. "Зараз мова йде про розуміння природного різноманіття пшениці та її використання".
Оскільки навіть сучасні технології не могли розшифрувати геном цілком, у розпорядженні дослідників були лише фрагменти. Щоб зрозуміти правильність складання цих часткових послідовностей, команда розробила спеціальні алгоритми. Нарешті вони змогли з’ясувати, які де гени, як вони організовані та які завдання виконують окремі гени.
Дослідники також відстежили гени, які викликають непереносимість пшениці від целіакії до пекарської астми, і опублікували подальші результати паралельно до основного дослідження в журналі "Наукові досягнення".
"Тепер ми здатні характеризувати алергічні гени набагато точніше і якісніше", - сказав Шпанагал. «Ми не знайшли абсолютно нових генів, які відповідають за різні несумісності. Але нам вдалося визначити положення, де знаходяться гени ". Це означає, що нові типи пшениці, що містять менш алергенні білки, такі як клейковина, можна швидко отримати шляхом розведення та теоретично також за допомогою генної інженерії.
Загалом п’ять публікацій супроводжують основну публікацію. Одне дослідження вже застосовує висновки: воно показує, наскільки сильно чи слабко працюють окремі гени в різних умовах, таких як посуха. Ці та численні інші дослідження, в яких уже використовується геномна послідовність пшениці, стали можливими, оскільки робоча версія опублікованої нині повної генної послідовності стала доступною для подальших досліджень у січні 2017 року.