20 évvel az emberé után feltérképezték a krumpli genomját is!

Több mint 20 évvel az emberi genom feltérképezése után a tudósoknak sikerült a burgonya igen összetett DNS-ét is dekódolniuk. Ezzel a jelentős tudományos lépéssel felgyorsíthatják az ellenállóbb, nagyobb hozamú fajták nemesítését.

A müncheni Ludwig-Maximilians Egyetem és a kölni Max Planck Növénynemesítési Kutatóintézet kutatóinak a világon először sikerült megfejteniük a burgonya genomját.

Évek óta cél volt a növénynemesítésben

Ez a technológia-igényes tanulmány megteremti a biotechnológiai alapot a robusztusabb, ellenállóbb fajták nemesítésének felgyorsításához – ami a növénynemesítésben már évek óta cél, és fontos lépés a globális élelmezésbiztonság szempontjából – írja a ScienceDaily nyomán a magyarmezogazdasag.hu.

Amikor krumplit vásárolunk manapság, jó eséllyel olyan fajtával térünk haza, amely már több, mint 100 éve elérhető.

A hagyományos fajták a legnépszerűbbek. Ez pedig arra is rávilágít, hogy az elérhető, domináns fajták között milyen alacsony a változatosság.

Ez azonban hamarosan megváltozhat, köszönhetően Korbinian Schneeberger genetikusnak és csapatának.

Lehetőség nyílik genom-asszisztált szelekcióra

„A burgonya egyre inkább táplálékunk szerves részévé válik világszerte, beleértve az ázsiai országokat is, mint Kína, ahol a rizs az alapvető élelmiszer.

A mostani munkánkra alapozva azonban lehetőség nyílik genom-asszisztált szelekcióra is, amivel új, nagyobb termésmennyiségű és a klímaváltozás viszontagságainak ellenálló burgonyafajták nemesítése is lehetséges – ennek pedig nagy jelentősége van az élelmiszerbiztonságban a következő évtizedekben.”

A burgonyafélék alacsony diverzitásuk miatt különösen érzékenyek a betegségekre.

Az 1840-es években egyetlen fajtát termesztettek – és jött a burgonyavész…

Ennek pedig súlyos következményei lehetnek, aminek legdrámaibb példája az 1840-es években bekövetkezett ír burgonyavész, a „nagy éhínség”, amikor több éven keresztül a burgonya a földekben rohadt el, és több millió európai ember éhezett.

Ennek oka, hogy egyetlen fajtát termesztettek, ami történetesen érzékeny volt az akkor felbukkant új betegségre, a burgonyavészre. Az 1950-es és 60-as évek Zöld Forradalma alatt a tudósok és növénynemesítők sikeresen növelték több alapvető élelmiszernövény hozamát, mint a rizs vagy a búza.

Azonban a burgonyánál nem sikerült érezhető mértékben növelni a hozamokat, és az ilyen új fajták nemesítése a mai napig sikertelen maradt.

Ennek oka egyszerű ugyan, mégsem találtak még rá megoldást: ahelyett, hogy egy kromoszómát örökölne az apától és egyet az anyától (ahogy az embereknél történik), a burgonya mindkét szülőtől két kromoszómát örököl, így négy pár kromoszómával rendelkezik a növény (úgynevezett tetraploid).

A négy kromoszóma azt is jelenti, hogy minden génből négy példány van a növényekben, ami miatt a kívánatos tulajdonságokkal rendelkező új fajták nemesítése nagy kihívást jelent, és időigényes folyamat.

Ráadásul az egyes kromoszómák sokszorosan jelenlévő másolatai a burgonya genomjának feltérképezését is sokkal nagyobb technológiai kihívássá változtatták, mint az emberi genom esetében.

Egyszerű, mégis elegáns trükk

A kutatók ennek a régóta fennálló akadálynak a leküzdésére egy egyszerű, mégis elegáns trükköt alkalmaztak. Ahelyett, hogy a négy, gyakran egymáshoz nagyon hasonló kromoszómát próbálták volna megkülönböztetni egymástól, Korbinian Schneeberger kollégájával, Hequan Sunnal és a többi munkatársával együtt úgy kerülte meg ezt a problémát, hogy sok, önálló pollensejt DNS-ét szekvenálták.

A többi sejttel ellentétben a pollensejt minden kromoszómának csak két véletlenszerű másolatát tartalmazza, ami megkönnyítette a teljes genom szekvenciájának rekonstruálását.

A termesztett burgonya teljes DNS-szekvenciájának áttekintése nagyban megkönnyítheti a nemesítést, ezért a tudósok és a növénynemesítők már évek óta törekedtek a megfejtésére. Most, hogy ezek az információk rendelkezésre állnak, a tudósok könnyebben azonosíthatják a kívánatos vagy nem kívánatos génváltozatokat.

(Forrás: sciencedaily.com)