Międzynarodowa grupa naukowców rozkodowała genom pszenicy durum, jednego ze zbóż o kluczowym znaczeniu dla wyżywienia świata. Zadanie nie było łatwe, bo genom Triticum durum jest czterokrotnie większy od genomu człowieka. Zdaniem autorów pracy, opublikowanej w czasopiśmie "Nature Genetics" ta wiedza pomoże w tworzeniu nowych standardów uprawy i bezpieczeństwa powstających z niej produktów. Pszenica durum służy do produkcji semoliny, z której powstają makarony. W pracy uczestniczyło 60 naukowców z 7 krajów, ale nietrudno zrozumieć, dlaczego kluczową rolę w badaniach odgrywali naukowcy z Council for Agricultural Research and Economics (CREA) we Włoszech.
Dzięki tej przełomowej pracy, otwiera się droga do uprawy odmian pszenicy durum, które będą bardziej odporne na zmiany klimatyczne, dadzą wyższe plony, będą miały większe wartości odżywcze i da się je uprawiać bardziej ekologicznie - mówi Luigi Cattivelli z CREA. Badaczom już udało się odkryć jak można z pomocą selektywnej uprawy znacząco obniżyć w ziarnach poziom kadmu. Możemy zbadać geny rośliny, ich kolejność i strukturę, by na tej podstawie ocenić jak owe geny pracują i wzajemnie na siebie oddziałują - dodaje Curtis Pozniak z University of Saskatchewan w Kanadzie. W ten sposób możemy szybko identyfikować geny odpowiedzialne za pożądane cechy, w tym plon, odporność na choroby, czy własności odżywcze - podkreśla.
Pszenica durum, nazywana też twardą, służy do produkcji grubej mąki lub drobnej kaszy. To z nich wytwarza się makarony lun kuskus. Jak się obecnie uważa, ten gatunek powstał w wyniku modyfikacji pszenicy płaskurki i stał się głównym zbożem uprawnym 1500 do 2000 lat temu w rejonie Morza Śródziemnego. Autorzy pracy porównali genom pszenicy durum z DNA jej dzikiej krewnej i odkryli geny, które ludzkość była w stanie dzięki selektywnej hodowli zachować. Okazało się przy tym, że odmiana durum jest mniej różnorodna genetycznie od dzikiej odmiany i można sprawdzić, które korzystnych genów po drodze utraciła.
Inaczej niż człowiek, pszenica jest poliploidalna, czyli ma dwa genomy, dwa kompletne zestawy chromosomów. Wiedza, jak te geny oddziałują ze sobą i koordynują swoją aktywność ma fundamentalne znaczenie i może pomóc w poprawie jakości żywności i plonów - mówi Klaus Mayer z Helmholtz Zentrum w Monachium. W taki właśnie sposób Pozniak oraz Gregory Taylor i Neil Harris z University of Alberta odkryli, który gen odpowiada za gromadzenie toksycznego metalu, kadmu. Teraz, kiedy wiemy już, o który gen chodzi, możemy tak prowadzić uprawę, by ograniczać ilość kadmu poniżej poziomu sugerowanego przez Światową Organizację Zdrowia i zapewnić, że ziarno będzie bezpieczne - dodaje Pozniak.
Makaron to jeden z najbardziej ulubionych produktów żywnościowych na świecie. Z tym wiąże się rosnący popyt na bezpieczne i wysokiej jakości ziarno. Znajomość genomu pszenicy durum daje na szansę lepszego zrozumienia procesu wytwarzania glutenu i innych czynników, które decydują o wartościach odżywczych semoliny. To pomoże nam produkować wyższej jakości makarony - mówi Ceriotti. Selekcja nowych odmian durum, dających większe plony, wyższą jakość i większe wartości odżywcze ma kluczowe znaczenie dla przyszłości człowieka w warunkach zmieniającego się klimatu - dodaje Roberto Tuberosa z University of Bologna. Znajomość genomu daje nam kluczowe narzędzia do osiągnięcia tych celów i jest pomostem między różnorodnością dzikich odmian pszenicy a pszenicą, z której pieczemy chleb - podkreśla.