Bilim insanları iklime dayanıklı ürünler için 200 milyon yıllık genomların izini sürüyor

Araştırmacılar, 200 milyon yıldan daha eski bitki genomlarını yeniden oluşturdu ve bu genomları kullanarak, buğday ve arpanın 10.000 yıllık insan tarımı boyunca değişen iklimlere uyum sağlamasına yardımcı olan yaklaşık 100 gen varyantını belirledi. Araştırmacılar, bu varyantların daha sıcak ve kurak yetiştirme koşullarına dayanıklı ürünlerin ıslahını hızlandırabileceğini belirtiyor.

Paleogenomik ve Modern Islah

INRAE, Clermont Auvergne Üniversitesi ve Fransa'nın CNRS ekipleri tarafından yürütülen çalışma, Molecular Plant ve Nature Plants dergilerinde iki ayrı makale olarak yayımlandı. 84 modern çiçekli bitki genomunu hesaplamalı olarak karşılaştıran araştırmacılar, günümüz ürün türlerinin ortak atalarını temsil eden on adet "kurucu" paleogenomu yeniden oluşturdu. Daha sonra, her iki tahılın da benzer çevresel baskılar altında bağımsız olarak koruduğu gen varyantlarını tanımlamak için 1.420 modern buğday ve arpa çeşidini ve 5.000 yıl öncesine ait antik buğday kalıntılarını taradılar.bioengineer+3

Mantık oldukça basit: Buğday ve arpa, aynı bölgede (Bereketli Hilal) ve kabaca aynı zaman diliminde, aynı iklimsel kısıtlamalar altında evcilleştirildi. İki bağımsız olarak yetiştirilen tür aynı genetik varyantlarda birleştiğinde, bu varyantlar kuraklık, sıcaklık ve düzensiz yağışlara karşı gerçek adaptasyonu sağlamak için güçlü adaylar haline gelir.phys

Doğrulanmış Hedefler ve Açık Araçlar

Buğdayda ekip, daha önce başka türlerde karakterize edilmiş üç geni doğruladı. Bunlardan ikisi verim ve çiçeklenme zamanını etkilerken, üçüncüsü genlerin nasıl açılıp kapandığını belirleyen epigenetik düzenlemede rol oynuyor. Bu genlerin tür sınırları boyunca işlev gördüğünün doğrulanması, çalışmanın vaadinin merkezinde yer alıyor: Her ürünü izole bir şekilde incelemek yerine, yetiştiriciler korunmuş gen kataloğunu bir çeviri köprüsü olarak kullanabilirler.newsminimalist+1

Bu sonuçları geniş çapta erişilebilir kılmak için araştırmacılar iki açık erişimli araç yayımladı. AGR (Ancestral Genome Reconstruction), kullanıcıların modern genom karşılaştırmalarından soyu tükenmiş paleogenomları yeniden oluşturmasına olanak tanırken, OrthoViewer, incelenen 84 türdeki korunmuş genlerin bir veritabanını sunarak, belgelenmiş tarımsal işlevlere sahip 1.142 geni entegre ediyor.phys+1

Tahıllardan Daha Geniş Bir Araç Setine

Yöntem sadece buğday ve arpa ile sınırlı değil. Paleogenomlar düzinelerce botanik aileyi kapsadığından, iş akışı diğer temel ürünlere de genişletilebilir. Ekipler bunu şimdiden pirinç, mısır ve sorgum üzerinde uygulamaya başladı.phys+1

INRAE araştırma direktörü Jérôme Salse, "Tarımsal öneme sahip bitki ve hayvan türlerinin evcilleştirilmesi ve seçilimi sürecinde genetik varyantların nasıl evrimleştiğini anlamak, aynı iklim kısıtlamalarına sahip ortamlarda türler arasında seçilmiş olanları tanımlamamızı sağlıyor" dedi. Salse, bu varyantların "iklim değişikliğinin mevcut zorluklarına ve agroekolojik geçişe uyarlanmış genotiplerin seçimi için ilgi çekici" olduğunu belirtti.phys