Grâul are un genom extrem de mare și complex. Cercetătorii au descoperit că diferite varietăți își pot folosi genele în moduri distincte. Studiind ARN-ul – moleculele care execută instrucțiunile ADN-ului – oamenii de știință pot vedea care gene sunt active și când.
Prin cartografierea pentru prima dată a acestei activități genetice, cercetătorii pot accelera programele internaționale de ameliorare a grâului, dezvoltând noi varietăți capabile să se adapteze la schimbările climatice rapide.
Rezultatele cercetării au fost publicate în revista Nature Communications.
Grâul este cea mai cultivată plantă agricolă din lume, cu peste 215 milioane de hectare semănate anual.
Pentru a răspunde cererii generate de creșterea populației globale, amelioratorii trebuie să mărească producția de grâu cu aproximativ 60% în următorii 40 de ani.
Noua resursă științifică – pan-transcriptomul grâului – oferă un instrument puternic pentru a răspunde acestei provocări.
Ea va permite amelioratorilor să accelereze creșterea randamentului și să dezvolte varietăți mai rezistente, capabile să facă față temperaturilor în creștere, lipsei de apă și solurilor sărace în nutrienți.
Important este că acest lucru poate fi realizat fără a spori dependența de îngrășăminte, asociată cu pierderea biodiversității și poluarea.
Dr. Rachel Rusholme-Pilcher, cercetător postdoctoral senior la Earlham Institute și co-autor principal, a declarat:
„Am dezvăluit straturi de diversitate ascunsă în cadrul variațiilor moderne de grâu. Această diversitate ar putea sta la baza succesului grâului în atât de multe medii diferite la nivel global.
Am descoperit cum grupuri de gene lucrează împreună ca rețele de reglare pentru controlul expresiei genice. Cercetarea noastră a arătat cum aceste conexiuni diferă între varietăți, dezvăluind noi surse de diversitate genetică care pot fi cruciale pentru creșterea rezistenței grâului.”
Multe dintre resursele genetice neexplorate provin din adaptarea grâului la medii variate de-a lungul timpului, modelată de peste 100 de ani de ameliorare modernă și mai bine de 10.000 de ani de cultivare.
Dr. Manuel Spannagl, lider adjunct al grupului „Plant Genome and Systems Biology” de la Helmholtz Munich, a explicat:
„Noul atlas de expresie genică ne-a permis să prezicem și să comparăm independent conținutul de gene al diferitelor soiuri de grâu. Folosind aceste date împreună cu pan-transcriptomul, am identificat variații pronunțate în familia de proteine prolamine și în proteinele cu potențial alergenic între varietăți.”
Dr. Karim Gharbi, director al departamentului de Genomică Tehnică la Earlham Institute, a concluzionat:
„Această lucrare demonstrează puterea tehnologiei de a dezvălui biologie necunoscută până acum, în acest caz o diversitate funcțională ascunsă care nu fusese documentată anterior.”
