Научен пробив: Учените разкриха как пшеницата е покорила планетата
Международно изследване обясни по какъв начин пшеницата се е трансформирала в най-важната просвета, с която се изхранват 8 милиарда души. В реалност съгласно редица оценки пшеницата не би трябвало да се популяризира толкоз надалеч оттатък Плодородния полумесец, където се е появила за първи път. Но тя е съумяла. Според изследване на консорциума Open Wild Wheat Consortium (OWWC) тайната на триумфа се крие в генетичното многообразие на една дива трева, наречена Aegilops tauschii, която посредством кръстосване е осигурила на пшеницата основния D-геном. Гените на Aegilops tauschii от целия свят се сливат в генома на пшеницата, създавайки необикновено генетично многообразие. Без тази комбинация от генетичен материал евентуално нямаше да ядем самун в мащабите, в които го вършим през днешния ден.
Хлебната пшеница е хибрид от три диви треви, съдържащ три генома (A, B и D) в едно растение. Пшеницата е получила един от тези видове (D) от дивата трева Aegilops tauschii преди 8-11 000 години в Плодородния полумесец. Пшеницата е зародила вследствие на инцидентно кръстосване на растенията от южния бряг на Каспийско море. Благодарение на високото си наличие на глутен от нея се създава самун с неизмеримо качество: изтънчен и разтеглив. Фермерите бързо забелязали това преимущество и почнали интензивно да отглеждат новата просвета.
Aegilops tauschii Бързото географско разпространяване на пшеницата озадачи огромен брой откриватели. Вече няма дива пшеница, а хибридизацията, при която към съществуващите геноми А и В на пшеницата е прибавен новия геном D, е довела до фрапантно понижаване на генетичното многообразие спрямо близките диви зърна. Ефектът на „ гърлото на бутилката “ се ускорява от самоопрашването. Изглежда, че за пшеницата би трябвало да е мъчно да пусне корени на нови места. Но тя въпреки всичко съумява да се популяризира надалеч оттатък Плодородния полумесец.
За да се оправи с това предизвикателство, интернационален екип от откриватели сътвори обширна генетична база данни на дивата зърнена просвета Aegilops tauschii, включваща 493 неповторими генома. Данните обгръщат регион от Северозападна Турция до Източен Китай. Въз основа на тази база данни е създаден пангеном на Aegilops tauschii (наборът от всички гени), който разрешава сравнителни разбори на геномите. Използвайки пангенома, учените проучиха геномите на 80 000 локални сорта пшеница.
Резултатите демонстрират, че към 75% от D-генома на пшеницата произлиза от L2 линията на дивата зърнена просвета Aegilops tauschii, която произлиза от южната част на Каспийско море. Останалите 25% от генетичния материал произлизат от други линии на този тип в целия му ареал. Именно генетичното многообразие, получено от другите линии на Aegilops tauschii, е изиграло решаваща роля за адаптирането на пшеницата и разпространяването ѝ по света.
Едно по-ранно изследване разкрива съществуването на обособена линия на Aegilops tauschii в днешна Грузия и Кавказ, на 500 км от Плодородния полумесец. Тази линия Aegilops tauschii (L3) дава на пшеницата най-известния ген, виновен за качеството на тестото. Учените изричат хипотезата, че в случай че в миналото пшеницата е била кръстосана с дива зърнена просвета от Грузия, то актуалните сортове, изключително тези, които произлизат от този район, би трябвало да запазят повече гени от тази дива зърнена просвета. Това е сходно на метода, по който в гените на актуалните хора са останали следи от кръстосване с неандерталците.
След като направили разбора, учените удостоверили своята догадка. Оказало се, че пшеницата, отглеждана в Грузия, съдържа седем пъти повече гени L3, в сравнение с пшеницата от Плодородния полумесец. Тези данни удостоверяват: пшеницата е зародила на юг от Каспийско море, след което с миграцията и развиването на земеделието се е популяризирала в Грузия. Там, вследствие на обмена на гени и кръстосването с неповторима, генетично друга и изолирана линия L3, пшеницата е придобила нов генетичен материал.
Освен че разгадава дългогодишна биологична мистерия, откриването на дивия житен панген Aegilops tauschii разрешава на учените да открият нови гени за основаване на сортове пшеница, които са устойчиви на заболявания и климатични промени.
