Tizenöt évvel ezelőtt a tudósok bejelentették, hogy befejezték az emberi genom szekvenálását. Ez egy monumentális feladat, amely évtizedek kutatást és milliárd dollárt igényelt. Ezután talán úgy tűnik, hogy az ülő növény genetikájának feltérképezése könnyű lenne. De ez egyáltalán nem volt a helyzet. Kiderült, hogy a jó öreg kerti fajtájú kenyérbúza DNS-é egy kusza, bonyolult rendetlenség, és a kód feltörése eddig lehetetlen játéknak tűnt.
A kutatók végül szekvenálták a búza genomját, egy olyan áttörést, amely olyan újításokhoz vezethet, mint az aszályálló és vitaminokkal csomagolt fajták - jelentette be Ed Yong az Atlanti-óceánon.
Yong elmagyarázza, hogy a búza genomja annyira összetett, mert genetikailag három faj van egyben. Valamikor körülbelül 500 000 évvel ezelőtt a búza két füves őse természetesen hibridizálódott, vad vadvirágú búzát hozva létre. Amikor a korai emberi gazdálkodók háziasították a növényt, egy másik szorosan rokon fűfaj is hozzáadott genetikai anyagot a keverékhez. Ez azt jelenti, hogy a genom minden kromoszómában három párt tartalmaz. Ez azt is jelenti, hogy összehasonlítva az emberi genommal, amely 3 milliárd nukleotidot tartalmaz, vagy genetikai betűkkel, a búza 16 milliárd. És csak egy kromoszóma, mondja Yong, nagyobb, mint a szójabab teljes genomja. Az egész genom, amely 21 kromoszómából áll, szintén zavaró ismétlődő elemekkel rendelkezik, amelyek a szekvencia 85% -át teszik ki.
A búza DNS megértésére tett erőfeszítések ugyanolyan nagyok voltak, mint maga a genom. Elizabeth Pennisi szerint a Science-nál 20 ország 73 intézményéből (más néven a Nemzetközi Búzagenom-szekvencia-konzorcium) 200 tudósra volt szükség 13 év alatt, 75 millió dollárral a búza kivágására. Végül az új, teljesen megjegyzett referenciagenom, amelyet a Science folyóiratban publikáltak, tartalmazza a 107 881 gén és 4 millió molekula marker pontos helyét a Chinese Spring nevű kenyér búzafajtából.
Rudi Appels, ausztráliai mezőgazdasági Victoria molekuláris biológusa, aki a konzorcium része, azt mondja, hogy amikor a projekt elindult, sokan úgy gondolták, hogy a szekvenálás lehetetlen. De az idő és a technológia valósággá tette a projektet. "Úgy gondoltam, hogy a búza megérdemli, hogy ugyanolyan jól definiálható legyen, mint az emberi genom, majd a technológia valóban hatalmas mértékben fejlődött ki" - mondja Melissa Davey a The Guardian-nek. "Hirtelen a valaha szó szerint lehetetlen volt megvalósíthatónak tűnni, és ott akartam lenni, és elfogni az új technológiákat, amint átmentek."
A búza hagyományos módszerekkel történő nemesítése rendkívül nehéznek bizonyult a növény komplex genetikája miatt. Az új referenciagenom útmutatást ad a kutatóknak a növény fejlesztésének módjáról. A genom korai tervezete már indította a búza kutatását. „Ami a múltban évek óta vesz igénybe, most egy éjszakát is igénybe vesz” - mondja Jorge Dubcovsky a Davisi Kaliforniai Egyetemen Pennisi-nek. "Olyan, mintha egy séta a Google térképpel járna."
Az Egyesült Királyságban, a norwichi John Innes Center kutatói már felhasználták a genomot a gének szemcseméretének azonosítására. A CRISPR génszerkesztő technológiával képesek voltak búzát előállítani, a normálnál 20 százalékkal nagyobb szemekkel. Más csapatok a genomot olyan fajták előállítására használják, amelyeknek a keléshez nem kell a talajba telezni. Mások azt a gént vizsgálják meg, amely miatt a búza kevésbé érzékeny a rovarokra. A kutatók azon géneket is megvizsgálják, amelyek allergiát okozó fehérjéket termelnek, remélve, hogy hypoallergén búzát szaporítanak.
A szekvenálás, bár nehéz volt, szükséges. Számos gazdálkodó volt a projekt korai támogatója - jó okkal. Jelenleg a búza a Földön elfogyasztott összes kalória körülbelül 20 százalékát teszi ki. Ha a népesség növekedése folytatódik, a gazdálkodóknak évente egyre többet kell termelniük az emberiség támogatása érdekében 2050-ig. De millió hektáros hektár mezőgazdasági területekké történő átalakítása költséges, és óriási környezeti következményekkel járna. Ez azt jelenti, hogy a nyereségnek maga a búzából kell származnia, jobb fajták révén, és az elemekkel és rovarokkal szembeni keményebb ellenállás révén.
A regeneráció most, hogy a genom ki van téve, azt látja, hogy a búza látni fogja néhány innovatív boomot, amelyet más növények tapasztaltak, köztük a kukoricát, amelynek genomját 2009-ben tették közzé, és a rizst, amely 2005-ben fejeződött be.
