Végre leírták a búza genomját

A világ legfontosabb élelmiszernövénye elképesztően bonyolult génállománnyal rendelkezik.

Végre leírták a búza genomját

A szakértők 2002-ben fejezték be a rizs, 2008-ban a szójabab, 2009-ben pedig a kukorica genomjának szekvenálását, a búza génjeinek teljes feltérképezéséhez azonban majdnem egy újabb évtizedet kellett várni. A késlekedés nem a lelkesedésen múlt, hiszen mindenki tudta, hogy a növény génállományának leírása kulcsfontosságú. A búza a legnagyobb területen termesztett kultúrnövény, és a világ népessége által elfogyasztott kalóriák 20 százaléka ebből származik.

A munka azért ment olyan lassan, mert a búza genomja a legbonyolultabb génállományok egyike. Egyrészt óriási: míg az elsőként szekvenált génállományú növény, a lúdfű genomja 135 millió bázispárból áll, az emberi genom pedig 3 milliárdból, a búza génállomány 16 milliárd bázispárból tevődik össze. A búza egyik kromoszómája, a 3B önmagában is hatalmasabb, mint a szójabab teljes genomja.

Még komplikáltabbá tette a feladatot, hogy a búza genomja három genom összeolvadásával jött létre. Nagyjából 500 ezer évvel ezelőtt, jóval a modern ember kialakulása előtt, két vad fűfaj hibridizálódott, létrehozva a tönke búzát. Amikor aztán az ember termeszteni kezdte ezt a növényt, egy harmadik fűfaj is belekerült a genetikai keverékbe. A modern búzában így minden kromoszómapár három példányban is megtalálható: minden ősi fűfélétől van egy-egy pár.

Ezt az úgynevezett hexaploid genomot pedig igazi kínszenvedés szekvenálni. A genetikusok jobbára úgy végzik el a szekvenálást, hogy apró darabokra bontják a DNS-t, ezeket külön-külön olvassák le, majd utólag összeillesztik a teljes kódot. De amikor minden kromoszómából hat darab van, rendkívül nehézzé válik kirakni ezt a puzzle-t. Ami még rosszabb, a búza DNS-e 85 százalékban ismétlődő szekvenciákból áll, így hiába sikerül belőni azt, hogy melyik kromoszómán lehet az adott szakasz, még annak helyét is meg kell találni a nagyon hasonló és egyforma szakaszok között.

Galéria megnyitása

A feladaton 14 éve dolgoznak a Nemzetközi Búzagenom Szekvenáló Konzorcium (IWGSC) tagjai, akiknek végre sikerült feltérképezniük a növény majdnem teljes genomját. A 19 ország kutatóiból álló tudóscsoport több mint 107 ezer gént szekvenált. Ez pedig óriási jelentőségű lehet a növénynemesítők számára, mondják a szakértők.

A kukorica teljes genomjának megismerése nagy szerepet játszott az utóbbi években létrehozott fajták megalkotásában. A búzanemesítés a genom ismeretének hiányában azonban nem tudott hasonlóan fejlődni, ami a visszaeső terméshozamokon is meglátszott. Pedig óriási szükség van arra, hogy új, a változó éghajlathoz és más körülményekhez alkalmazkodni képes fajták jöjjenek létre, a becslések szerint ugyanis 2050-re 60 százalékkal növelni kellene a termesztett búza mennyiségét ahhoz, hogy etetni lehessen az emberiséget.

A hagyományos nemesítés során különböző előnyös tulajdonságokkal rendelkező fajtákat igyekeznek keresztezni a szakértők, aztán megnézik, hogy mi sül ki belőle. Ez azonban még sikeres próbálkozások esetén is hosszú éveket vesz igénybe. Ha viszont ismert a genom, és sikerül azonosítani, hogy egy-egy kulcsfontosságú tulajdonság mögött mely gének állnak, a keresztezés után rögtön ellenőrizni lehet, hogy a kívánt génváltozatok átkerültek-e az utódokba. Vagy génszerkesztéssel akár célzottan be is lehet ültetni ezeket a kívánt fajtákba.

Ez a fajta munka már meg is kezdődött. A teljes búzagenomot használva a konzorcium azonosított egy gént, amely a búza szárának belső szerkezetét befolyásolja. Ha egy fajta több másolatot is hordoz ebből a génből, a szár üreges helyett tömör lesz, ami ellenállóbbá teszi a növényt a szárazsággal és a kártevőkkel szemben. A nemesítők tehát mostantól anélkül ellenőrizhetik, hogy az újonnan létrehozott fajták szára tömör-e, hogy megvárnák, hogy a magból kinőjön a növény.

A konzorcium most azon dolgozik, hogy más fontos tulajdonságokra is szűrni lehessen a potenciális új fajtákat, sorra azonosítva a terméshozamot, betegségekkel szembeni ellenállóképességet, hőtűrést és tápértéket befolyásoló régiókat a genomban. A csapat egyúttal azon is munkálkodni kezdett, hogy feltérképezzék, a magok csírázása és növény növekedése során hogyan változik a gének kifejeződése a három algenomban, és ez hogyan befolyásolja a végkimenetelt. A kutatók azt remélik, hogy egy napon ezen tudás birtokában élőben optimalizálhatják a búza fejlődését azzal, hogy az adott növekedési fázisnak és külső körülményeknek leginkább megfelelő géneket aktiválják.

Neked ajánljuk

Kiemelt
-{{ product.discountDiff|formatPriceWithCode }}
{{ discountPercent(product) }}
Új
Teszteltük
{{ product.commentCount }}
{{ voucherAdditionalProduct.originalPrice|formatPrice }} Ft
Ajándékutalvány
0% THM
{{ product.displayName }}
nem elérhető
{{ product.originalPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.displayName }}

Tesztek

{{ i }}
{{ totalTranslation }}
Sorrend

Szólj hozzá!

A komment írásához előbb jelentkezz be!
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mondd el, mit gondolsz a cikkről.

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap