Odkrycie genetycznych podstaw cech grochu Mendla wzmacnia ulepszanie upraw i odporność na choroby, przynosząc korzyści globalnemu bezpieczeństwu żywnościowemu.
Niedawne badanie opublikowane w Nature w końcu zidentyfikowało czynniki genetyczne stojące za wszystkimi siedmioma cechami, które Gregor Mendel badał u grochu, dopełniając 160-letnią zagadkę. Eksperymenty Mendla w latach 60. XIX wieku ustanowiły fundament genetyki, ujawniając, w jaki sposób dziedziczone są cechy. Obserwował przewidywalne wzorce w cechach, takich jak kształt nasion i kolor kwiatów, ale konkretne geny odpowiedzialne za te cechy pozostawały nieuchwytne przez ponad wiek.
Naukowcy wykorzystali sekwencjonowanie nowej generacji do analizy DNA ponad 697 wariantów grochu. Ten ogromny zbiór danych, odpowiadający prawie 14 miliardom stron tekstu, pozwolił im stworzyć kompleksową mapę genetyczną. Analiza ujawniła bardziej złożoną strukturę populacji w obrębie rodzaju Pisum niż wcześniej sądzono.
Badanie zidentyfikowało nowe warianty alleliczne dla wcześniej scharakteryzowanych cech, takich jak kształt nasion i kolor kwiatów. Na przykład znaleziono nowy wariant, który mógł przywrócić fioletowe kwiaty u roślin o białych kwiatach. Zespół zidentyfikował również geny odpowiedzialne za kolor strąków, kształt strąków i położenie kwiatów, cechy, które wcześniej nie były scharakteryzowane.
W szczególności odkryli, że delecja w pobliżu genu ChlG zakłóca syntezę chlorofilu, powodując żółte strąki. Zmiany w pobliżu genu MYB i w genach kodujących peptyd CLE spowodowały zwężenie strąków. Delecja w genie kinazy koreceptora CIK, wraz z loci modyfikującym, była związana z pojawianiem się kwiatów na końcu łodygi.
Ta szczegółowa mapa genetyczna ujawniła również 72 inne cechy istotne dla rolnictwa. Obejmują one architekturę nasion, strąków, kwiatów, liści, korzeni i roślin. To bogactwo informacji daje ogromną nadzieję na poprawę plonów, zwiększenie odporności na choroby i poprawę adaptacji do środowiska.
Identyfikując genetyczne podstawy cech Mendla i odkrywając nowe interakcje genetyczne, to badanie dostarcza cennych narzędzi do ulepszania upraw. Może to prowadzić do bardziej odpornych i produktywnych upraw, przynosząc korzyści rolnictwu i bezpieczeństwu żywnościowemu na całym świecie.