Сначала они нанесли на карту геном пшеницы; теперь они реконструировали историю его разведения. Объединив усилия с другими европейскими исследователями, ученые Helmholtz Zentrum München изучили генетическое разнообразие сортов пшеницы в рамках исследования WHEALBI. Таким образом, они узнали, какие злаки выращивали наши предки, откуда взялась сегодняшняя пшеница и какое отношение ко всему этому имеет холодная война. Результаты были недавно опубликованы в журнале Nature Genetics..
По мере роста населения и изменения климата в будущем продовольственные ресурсы могут стать дефицитными. Ввиду надвигающихся сценариев перед селекционерами стоит задача повышения урожайности культурных растений. Можно ли оптимизировать существующие сорта путем селекции? Чтобы повысить урожайность современных сортов, международная группа ученых изучила генетическое разнообразие различных сортов пшеницы и обнаружила поразительные связи с социокультурной историей человечества.
Ученые Helmholtz Zentrum München приняли участие в крупномасштабном исследовании WHEALBI, финансируемом Европейским Союзом. Вместе с командами из Франции, Италии, Венгрии, Турции и других европейских стран они проанализировали геномы 480 сортов пшеницы, включая дикие травы, древние злаки и современные высокопроизводительные сорта. Помимо изучения эволюции и выращивания сегодняшней мягкой пшеницы, генетики также связали развитие пшеницы с географическими и геополитическими событиями в истории человечества.
Современная хлебная пшеница возникла около 10 000 лет назад в районе современной Турции в результате скрещивания между твердой пшеницей и дикой травой (Aegilops tauschii), а зерно, которое мы называем спельтой, происходит от культивируемой эммеры и различных сорта мягкой пшеницы.«Появление культурных растений тесно связано с миграциями людей на протяжении тысячелетий», - говорит биоинформатик Майкл Зайдель вместе с Дэниелом Лангом, одним из ведущих авторов исследования. Оба исследователя работают в группе генома растений и системной биологии (PGSB) в Helmholtz Zentrum München.
Команда PGSB определила три генофонда используемых сегодня сортов мягкой пшеницы, которые тесно связаны с историческими событиями: один из высокоурожайных сортов, одомашненных на Ближнем Востоке, которые распространились в рамках «зеленой революции», и два отдельных генофонды из Западной и Центральной Европы. Они разошлись между 1966 и 1985 годами в результате геополитического и социально-экономического разделения во время холодной войны. С падением железного занавеса в 1989 году линии пшеницы снова постепенно смешались, как показывают их геномы.
Даже появление и расширение Европейского Союза можно увидеть в геноме сегодняшней пшеницы. Линии пшеницы, которые раньше выращивались в основном в Центральной Европе, теперь используются по всей Европе.«Эти примеры демонстрируют влияние человека на распространение и эволюцию сельскохозяйственных растений - помимо их фактического превращения в культурные растения», - заявил биоинформатик Ланг из Helmholtz Zentrum München.
Знание генетического разнообразия пшеницы является необходимым условием для оптимизации современных сортов пшеницы. Знакомство с ключевыми характеристиками для селекции является необходимым предварительным условием для повышения продуктивности будущих сортов и удовлетворения потребностей растущего населения мира и неизбежных изменений климата. Вместе с кукурузой и рисом пшеница входит в тройку самых важных основных продуктов питания в мире. Выращивание пшеницы, несмотря на истощение почвенных и водных ресурсов в потенциально сложных климатических условиях, может стать жизненно важным в будущем.
Следовательно, исследователи, участвовавшие в исследовании WHEALBI, выявили ранее неизвестные гены, влияющие на урожайность, время цветения, высоту и устойчивость растений пшеницы. Для автора-корреспондента Георга Хаберера из PGSB это только начало: «Мы ожидаем большого количества дальнейших исследований, в которых эти результаты будут эффективно использоваться для исследований в области разведения».