Mogoče se zdi presenetljivo, da so raziskovalci 'razvozlali' genom človeka že pred osmimi (končna verzija pred petimi) leti, prav tako genom prve rastline, navadnega repnjakovca (Arabidopsis thaliana), medtem ko genomov kmetijskih rastlin kot sta koruza in pšenica sploh še ne poznamo. Od kmetijskih rastlin pravzaprav natančno poznamo le genom riža (2002), čeprav bi si lahko s poznavanjem genoma koruze in pšenice precej pomagali pri razvoju novih sort.
Problem pri določanju zaporedja genoma pšenice je predvsem njegova izredna velikost. Človekov genom obsega 2,8 milijarde nukleotidnih parov, genom pšenice pa okrog 17 milijard - torej je okrog šestkrat večji od človekovega in vsebuje 42 kromosomov. Nadaljnji problem je, da je genom pšenice heksaploiden - poenostavljeno rečeno vsak od sedmih kromosomov nastopa v dvakrat treh kopijah, ki pa se med seboj nekoliko razlikujejo. Zato je zelo težko natančno reči, da nek kos zaporedja pripada točno določenemu kromosomu, ne pa eni od ostalih 'kopij'. Razen tega pa je v genomu zelo velik delež ponavljajočih se zaporedij. Samo 3. kromosom je pri pšenici več kot dvakrat večji kot celotni genom riža in zaradi tega ni nenavadno, da je določitev enega od kromosomov pšenice zaslužila objavo v zadnji številki revije Science, o dosežku pa je poročal tudi Reuters. Konec koncev je pšenica glavni vir prehrane za več kot tretjino človeštva. Od treh parov tretjih kromosomov so uspeli določiti zaporedje kromosomu 3B, ki obsega skoraj eno milijardo baznih parov. Dolgo so celo verjeli, da tako kompleksnih genomov sploh ne bo mogoče razvozlati, kar je verjetno tudi razlog, da multinacionalke, ki se ukvarjajo s proizvodnjo semen, v te raziskave niso investirale.
Heksaploidnost je posledica treh pomembnih evolucijskih dogodkov v razvoju današnje pšenice, razlaga najava članka. Najprej je s kombiniranjem dveh celotnih genomov divjih trav nastal prednih pšenic, nato pa je prišlo do vključitve genoma še ene divje pšenice in tako imamo v jedru vsake celice pšenice tri (verjetno precej) kompletne diploidne genome, kromosome in genome pa označujejo s črkami A, B in D.
Nukleotidno zaporedje 3. kromosoma so določili tako, da so kromosom razrezali na dolge kose in jih vstavili v umetne bakterijske kromosome, ki so jih ponovno rezali in določili zaporedja kratkih kosov. Ta delna zaporedja so končno s pomočjo računalniških programov sestavili v tako imenovane 'kontige'. Na kromosomu so določili več kot 1400 molekularnih značilnosti. Čeprav se zdi morda preprosto, je bilo vendarle zelo težko izolirati samo enega (B) od treh variantnih (A, B, D) kromosomov. Pri ločevanju in izolaciji je bil ključen prispevek čeških raziskovalcev iz Olomouca, ki so omogočili ločitev velikih kromosomov z zelo majhnimi razlikami v dolžini.
Prve uporabne raziskave, ki izhajajo iz določitve genoma kromosoma 3B, so usmerjene na razvoj odpornosti proti žitni rji, ki napada pšenico v vzhodni Afriki, razširila pa se je tudi že na Bližnji vzhod.
Ni komentarjev:
Objavite komentar