Savvaļas radiniekiem piemīt vērtīgi gēni, no kuriem mūsu kultivētie augi var gūt labumu. Tomēr tehniski šķēršļi un genoma resursu trūkums līdz šim ir nopietni kavējuši tā saukto introgresiju efektīvu izmantošanu starp kultivētiem un savvaļas augiem. Starptautiska pētnieku komanda, kuru vada IPK-Leibnica institūts, tagad ir izveidojusi sīpolveida miežu ( Hordeum bulbosum ), miežu tuvākā savvaļas radinieka, pangenomu .
Starptautiska pētnieku komanda IPK-Leibnica institūta vadībā ir pētījusi miežu ( Hordeum vulgare ) un tā savvaļas radinieka Hordeum bulbosum , kas pazīstams arī kā sīpolveida mieži, genoma strukturālo evolūciju. Šajā pētījumā Dr. Frenks Blatners savāca H. bulbosum genotipus no dabiskajām populācijām visā Vidusjūras reģionā. Apvienojumā ar gēnu banku datiem tas radīja 263 genotipu grupu. Šajā panelī ir iekļauti gan diploīdie, gan tetraploīdie citotipi. Pēc to populācijas struktūras analīzes pētnieku komanda ģenerēja un anotēja desmit sīpolveida miežu references kvalitātes hromosomu genomus.
"Tetraploīdajām formām ir divas dažādas izcelsmes vietas: viena Grieķijā un otra Dienvidrietumu Āzijā. Āzijā tās radās pirms viena līdz diviem miljoniem gadu, bet Grieķijā tikai pēdējo 100.000 XNUMX gadu laikā," skaidro pētījuma vadošā autore Dzja-Vu Fena. "Mēs esam atraduši pierādījumus, ka abi veidi tagad krustojas. Tas atklāj vienu veidu, kā poliploīdi var bagātināt savu genoma daudzveidību, izmantojot vairākas izcelsmes," piebilst Dr. Frenks Blatners.
Lai gan *H. bulbosum*, kuras aplēstais atšķirības laiks ir 4,5 miljoni gadu, ir tuvākais savvaļas miežu radinieks, abas sugas ģenētiski ir attīstījušās diezgan atšķirīgi. Visacīmredzamākā atšķirība ir miežu genoma paplašināšanās. "Mēs varējām parādīt, ka šī paplašināšanās nav vienmērīgi sadalīta pa visu genomu, bet notiek galvenokārt hromosomu galos," saka Dzja-Vu Fena. "Arī tas mūs pārsteidza."
Izplatīta metode gēnu pārnešanai no savvaļas radiniekiem pieradinātos augos ir introgresijas līniju izmantošana . Tās rodas, krustojot kultivētus augus ar to savvaļas radiniekiem, un kultivētā genoma fonā satur nelielu daļu no savvaļas vecāka gēnu. Pamatojoties uz references genomiem, pētnieku komanda tagad, aptuveni 40 gadus pēc pirmās H. bulbosum introgresijas miežos, ir atšifrējusi Ryd4 rezistences lokusa struktūru. "Šī neapšaubāmi ir līdz šim daudzsološākā introgresija miežos no savvaļas augiem un vienīgā, kas ir uz robežas, lai to izmantotu komerciālās šķirnēs," skaidro Dr. Martins Mašers, "Pieradināšanas genomikas" pētniecības grupas vadītājs. "Tas piedāvā kvalitatīvu rezistenci pret postošo miežu dzeltenās pundurības vīrusu, kas skar vairākas labības kultūras," sacīja IPK zinātnieks, kurš ir arī Vācijas Integratīvās bioloģiskās daudzveidības pētījumu centra (iDiv) Halles-Jēnas-Leipcigas loceklis.
"Savvaļas radinieku genoma sekvences nākotnē būs noderīgas mērķtiecīgākai introgresijas selekcijai," saka Dr. Martins Mašers. "Kultūraugu un to savvaļas radinieku sistemātiska genoma raksturošana ir svarīgs fundamentāls pētījums, lai augu ģenētiskie resursi būtu pieejamāki kultūraugu uzlabošanai," uzsver IPK Leibnica institūta Federālās lauksaimniecības un dārzkopības kultūru Ex situ gēnu bankas vadītājs prof. Dr. Nilss Šteins, "un tas ir virzītājspēks gēnu bankas tālākai attīstībai no sēklu krātuves līdz biodigitālo resursu centram."
oriģinālās publikācijas
Feng et al. (2025): Miežu savvaļas radinieka Hordeum bulbosum haplotipa izšķirtspējas pangenoms. Nature. DOI 10.1038/s41586-025-09270-x
Lasīt arī
Vairāk vai mazāk miežu graudu: Pētnieki identificē peptīdu, kas nosaka to skaitu | Pugnalom
Mieži: Pētnieki atklāj olbaltumvielu, kas mediē imunitāti pret miltrasu | Pugnalom
