Kép forrása: Guilherme Pedro Ventura Yoshicawa Simoes Silva – megvilágított bibeszálak egy búzavirágból.
Bevezetés: A búza genetikai titkai
Egy nemzetközi kutatócsoport, amelyben az Adelaide-i Egyetem is részt vett, áttörő felfedezést tett a búza genetikai felépítésében. A kutatók azonosították azt a gént, amely egy ritka, három petefészket termelő búzafajtáért felelős. Ez a különleges tulajdonság jelentős előrelépést hozhat a búzatermesztők számára, mivel lehetővé teszi a szemtermés mennyiségének növelését és a hibridek előállításának hatékonyságát.
A három petefészket termelő búza eredete
A három petefészket hordozó tulajdonság egy spontán mutáció eredménye volt a közönséges kenyérbúzában (Triticum aestivum). Eredetileg azonban nem volt világos, hogy milyen genetikai változások állnak e különleges jelenség hátterében. A kutatócsoport célja az volt, hogy feltérképezze és megértse ezt az egyedi genetikai jelenséget.
Nemzetközi együttműködés és részletes genetikai térkép
A Marylandi Egyetem és az Adelaide-i Egyetem vezetésével, valamint az Egyesült Államok, Ausztrália, Kanada, az Egyesült Királyság és Új-Zéland kutatóinak részvételével készült el a három petefészket hordozó búza DNS-ének részletes térképe. Ezt összehasonlították a hagyományos búza genomjával.
A vizsgálatok során kiderült, hogy a három petefészket termelő búza genomjában komplex átrendeződés történt. Ez az átrendeződés aktiválta a WUSCHEL-D1 (WUS-D1) nevű gént, amely normál esetben inaktív marad. Amikor ez a gén korán aktiválódik a virág fejlődése során, megnöveli a virágszerkezetek kialakulásáért felelős szöveteket, így több női ivarszerv alakulhat ki.
A WUS-D1 gén szerepe és jelentősége
Vijay Tiwari, a Marylandi Egyetem Növénytudományi Tanszékének docense szerint:
„A tulajdonság genetikai alapjának pontos meghatározása lehetőséget ad arra, hogy tenyésztők beépítsék ezt az új jelleget az új búzafajtákba. Ez potenciálisan növelheti a kalászok szemtermésének számát és ezáltal az összes terméshozamot.”
Tiwari hozzátette, hogy a génszerkesztési eszköztár alkalmazásával tovább fejleszthető ez a tulajdonság, ami nemcsak a terméshozam növekedését segíti elő, hanem költséghatékonyabbá teheti a hibridek előállítását is.
Kutatási eredmények és tudományos jelentőség
A Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) folyóiratban megjelent tanulmány feltárta ennek a mutációnak a komplex genetikai és fejlődési hátterét. Az eredmények új betekintést nyújtanak abba, hogyan szabályozhatók a terméshozammal kapcsolatos tulajdonságok a búzában.
Scott Boden, az Adelaide-i Egyetem docense kiemelte:
„A WUS-D1 gén azonosítása mint ovárium-képződés szabályozója új lehetőségeket nyit meg arra, hogy növeljük a virágszerkezetek sejtjeinek számát és ezáltal javítsuk a terméshozamot.”
Boden továbbá rámutatott arra is, hogy ezek az eredmények izgalmas kapcsolatokat tárnak fel más fontos gabonafélék – például kukorica, rizs és árpa – virágfejlődése között.
Jövőbeli kilátások: Több szem per kalász – több élelem világszerte
A kutatócsoport reményei szerint ez az új tudás hozzájárulhat olyan búzafajták kifejlesztéséhez, amelyek több szemtermést hoznak egyetlen növényen. Ez kulcsfontosságú lehet ahhoz, hogy globálisan kielégítsük az élelmiszerigények növekedését egy folyamatosan gyarapodó népesség mellett.
Összegzés
- A három petefészket termelő búza ritka mutációja új genetikai felfedezéshez vezetett.
- A WUSCHEL-D1 gén aktiválódása kulcsszerepet játszik ebben a jelenségben.
- Eredményeik segítségével növelhető lehet a búza terméshozama és javíthatóak lehetnek tenyésztési technológiák.
- A kutatás nemzetközi együttműködés eredménye, amely több gabonaféle fejlődési mechanizmusaira is rávilágít.
- A jövőben ezek az eredmények hozzájárulhatnak az élelmiszerbiztonság globális kihívásainak kezeléséhez.
Forrás: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
Figyelem: Az AAAS és az EurekAlert! nem vállal felelősséget az itt közölt hírek pontosságáért vagy azok felhasználásáért.