Het sequencen van het broodtarwe-genoom werd lange tijd als een bijna onoverkomelijke taak beschouwd, vanwege zijn enorme omvang en complexiteit. Toch is het van levensbelang voor de wereldwijde voedselvoorziening, levert meer dan 20 procent van de calorieën en 23 procent van het eiwit dat door mensen wordt geconsumeerd.

Nutsvoorzieningen, een internationaal team van wetenschappers onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Davis, is een stap dichter bij het oplossen van de puzzel gekomen door het genoom van een wilde voorouder van broodtarwe, bekend als Aegilops tauschii , een soort geitengras.

In de studie, gepubliceerd op 15 november in het tijdschrift Natuur , onderzoekers pasten een combinatie van geavanceerde technologieën toe om een ​​genoomsequentie van referentiekwaliteit te genereren voor Ae. tauschii , die zich zeer goed aanpast en tolerant is voor ziekten. Het is ook de primaire bron van genen voor de broodbereidingseigenschappen van tarwebloem.

De bevindingen zullen onderzoekers in staat stellen nieuwe genen te ontdekken die de bakkwaliteit van tarwe kunnen verbeteren, weerstand tegen ziekten, en tolerantie voor extreme omgevingsomstandigheden zoals vorst, droogte en zoutgehalte.

De inspanning heeft al één praktisch resultaat opgeleverd:de ontdekking van twee nieuwe genen voor resistentie tegen een ras van tarwestengelroest waartegen in tarwe vrijwel geen resistentie bestaat. De genen werden overgedragen van Ae. tauschii in tarwe en zijn nu beschikbaar voor tarweveredelaars.

De puzzel in elkaar zetten

Tarwe en zijn wilde voorouders hebben genomen die veel groter zijn dan die van mensen, wat de volgorde moeilijk maakt.

"Toen we bijna twee decennia geleden met dit project begonnen, er was geen technologie om genomen van die grootte en complexiteit te sequencen, " zei Jan Dvorak, een leider van het project en professor in het Department of Plant Sciences aan UC Davis. "Deze groep planten is uniek omdat hun genomen absoluut vol is met herhaalde sequenties. We ontdekten dat meer dan 84 procent van het Ae. tauschii-genoom bestaat uit nauw verwante herhaalde sequenties."

Dvorak beschrijft het project als het verscheuren van pagina's van een dik boek en proberen het weer in elkaar te zetten. "Stel je alleen voor dat elke zin op de pagina bijna identiek is. Dat was onze taak, ' zei Dvorák.

De technologieën die door de onderzoekers worden gebruikt, kunnen worden toegepast op elk plantengenoom, dus de implicaties reiken verder dan tarwe.