متنوع

جينوم الخبز والقمح - كسر

جينوم الخبز والقمح - كسر



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.



مجاملة iStockphoto / Thinkstock
يحتوي قمح الخبز على جينوم معقد ، مما يجعله لغزًا لعلماء الوراثة لسنوات.

خبز القمح (Triticum aestivum) هو محصول حيوي للناس في جميع أنحاء العالم: فهو يمثل ما يقرب من 20 في المائة من السعرات الحرارية التي يستهلكها الإنسان سنويًا ، ويعتمد 35 في المائة من السكان على نموه و / أو معالجته من أجل البقاء. على الرغم من هذا الاعتماد العالمي ، ظلت جينات قمح الخبز لغزًا للعلماء لفترة طويلة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى التعقيد الجيني للنبات والحجم الكبير للجينوم الخاص به (أي المعلومات الجينية الموجودة في الخلية).

ومع ذلك ، فقد أكمل فريق دولي من العلماء مؤخرًا أول تحليل شامل على الإطلاق لجينوم القمح الطري ، والذي من المحتمل أن يسمح لعلماء الوراثة بتطوير استراتيجيات جديدة لتحسين محاصيل القمح على نطاق عالمي.

استخدم هذا الجهد التعاوني ، المكون من مؤسسات في بريطانيا العظمى وألمانيا والولايات المتحدة ، تقنية تسمى تسلسل البندقية لتحليل تركيبة الحمض النووي. في تسلسل البندقية ، يتم تقسيم الحمض النووي بشكل عشوائي إلى أجزاء صغيرة ثم إعادة تجميعه في تسلسلات أطول عن طريق تحديد نهايات متداخلة. ثم تتم مقارنة هذه التسلسلات الأطول بالتسلسلات المعروفة من مجموعة كبيرة من الأعشاب ذات الصلة ، مثل الشعير والأرز ، كمعيار للدقة.

لوضع الحجم الكبير لملف T. aestivum الجينوم في المنظور ، فهو يحتوي على ما يقرب من خمسة أضعاف كمية الحمض النووي في الجينوم البشري. ومع ذلك ، فإن ما يصل إلى 80 في المائة من جينوم قمح الخبز يتكون من تسلسلات جينية متكررة ، حيث يحتوي المحصول على ست نسخ من كل كروموسوماته السبعة. (8 في المائة فقط من الحمض النووي البشري متكرر ، ولدينا نسختان فقط من 23 كروموسومًا متميزًا). هذه الكمية الهائلة من المادة الجينية تجعل من الصعب فهم أصل جزء معين من الحمض النووي.

قاد مشروع التسلسل العلماء إلى اكتشاف وفرة من شظايا الجينات الموجودة في جينوم قمح الخبز. هذه الشظايا عبارة عن جينات أسلاف تم تقطيعها وتركها خلال عملية التهجين التي استخدمها المزارعون أثناء تدجين المحصول. (يُقدر عمر قمح الخبز بحوالي 8000 عام ، وهو ناتج عن تهجين القمح المزروع وعشب الماعز مع انتشار الزراعة من المجتمع إلى المجتمع.) دفعت هذه الأجزاء العلماء إلى الاعتقاد بأن قمح الخبز كان يحتوي على نسختين فقط من كل كروموسوم بدلاً من الستة الحالية.

إذن ماذا يعني هذا لمجتمع الزراعة؟ أولاً ، يعتبر العلماء وجود نسخ متعددة من كل كروموسوم أمرًا إيجابيًا: تسمح هذه النسخ الست باختيار كروموسوم محدد عند تربية أنواع هجينة من القمح. غالبًا ما يؤدي تهجين المحاصيل إلى ذرية عقيمة ، لكن قدرة الاختيار هذه يمكن أن تسمح لعلماء الوراثة بتجنب العقم عن طريق عزل نسخ الكروموسومات التي قد تسبب ذلك.

بالإضافة إلى ذلك ، تم استغلال ممارسات التربية الحالية والمعرفة بقمح الخبز بالكامل تقريبًا ، وتباطأت زيادة الغلة. سيوفر تحليل الجينوم الشامل هذا إطارًا لمزيد من البحث حول المحصول ، ونأمل أن يتم عزل جينات معينة مسؤولة عن سمات مثل المحتوى الغذائي والنمو ، والتي يمكن بعد ذلك استهدافها في برامج التربية ، مما يخلق خبزًا كثيفًا غذائيًا أسرع نموًا وعائدًا أعلى. قمح. يمكن أن يكون هذا القمح المعزز لاحقًا طريقة مستدامة وفعالة للمساعدة في إطعام العدد المتزايد من سكان العالم بشكل صحيح وتوفير حوافز اقتصادية إضافية للمناطق الفقيرة.

ومع ذلك ، لا يقف الجميع وراء التحسين الوراثي للمحاصيل الزراعية. إيلي روغوسا ، مدير منظمة Heritage Grain Conservancy ، وهي منظمة تحتفظ بمجموعة تضم أكثر من 1000 نوع من أصناف القمح في جميع أنحاء العالم ، تفضل أصناف المحاصيل الطبيعية على تلك التي يتم إنشاؤها في المختبر.

"على عكس مربي النباتات المعاصرين الذين يتلاعبون بالنظم التطورية المعقدة من أجل الربح ، فإن مجموعات الجينات لدينا هي مجموعات النخبة من السلالات التقليدية المختارة في التربة العضوية لمقاومة المناخ ومقاومة الأمراض والنكهة والتغذية العالية والجمال" ، كما يقول.

في حين أن التعديل الوراثي للمحاصيل لا يزال يمثل مشكلة ساخنة ، فإن هذا البحث يوفر معيارًا لمزيد من الدراسة للمحاصيل والكائنات الحية الأخرى ذات الجينوم الكبير ، حيث لا تزال تقنية تسلسل البنادق تعتبر تقنية "الجيل التالي". يمكن الاطلاع على الكتابة الكاملة للبحث في المجلة طبيعة.

الكلمات الدلالية جينوم قمح الخبز، علم الوراثة، مشروع الجينوم، علماء


شاهد الفيديو: خبزكيضعف خبزبروتين القمح البليوني بكل اذق التفاصيل (أغسطس 2022).