tarmal, Uncategorized

Geny i rośliny

Tym sposobem rośliny uprawne coraz bardziej różniły się od dziko rosnących i coraz rzadziej były z nimi krzyżowane. Współczesna kukurydza tak bardzo odbiega wyglądem od swego przodka teosinte, że do niedawna jej prawdziwe pochodzenie powszechnie kwestionowano. Przekształcanie roślin uprawnych w procesie selektywnej hodowli i krzyżowania trwa do dziś. W ubiegłym wieku, aby uzyskać większe plony, rośliny zbożowe selekcjonowano pod kątem większych kłosów. Takie pełniejsze kłosy były cięższe, więc w przypadku ryżu i pszenicy wybierano niższe rośliny, aby nie pokładały się przy silniejszym wietrze. Hodowla w kierunku odporności na choroby, tolerancji na stresy środowiskowe, lepszego przyswajania i wykorzystania nawozów azotowych radykalnie podniosła plonowanie i jego regularność, dając początek zielonej rewolucji lat sześćdziesiątych. Przykładowo od 1950 roku w Stanach Zjednoczonych średni plon kukurydzy z hektara wzrósł o ponad 400%. Jednak metody, jakimi posługiwali się hodowcy w tych latach, niewiele różniły się od stosowanych w czasach prehistorycznych. Większość z nich, wybierając rośliny do dalszego rozmnażania, wykorzystywała dobrze widoczne zewnętrzne cechy, takie jak wielkość ziaren lub budowa pędu.

Badania genomów zbóż pokazują jednak, że dawni rolnicy, selekcjonując cechy zewnętrzne, w istocie nieświadomie selekcjonowali poszczególne geny. Zespół Svante Paabo z MaxPlanckInstitut für evolutionäre Anthropologie w Lipsku w Niemczech analizował allele (warianty) wybranych genów w kolbach kukurydzy z wykopalisk z rejonów udomowienia kukurydzy w Meksyku. Paabo i jego współpracownicy ustalili, że już 4400 lat temu uprawna kukurydza zawierała takie same allele genów odpowiedzialnych za wzorzec rozgałęziania pędu oraz jakość białka i skrobi zawartej w roślinie, jakie odnajdujemy we wszystkich współczesnych odmianach. Natomiast u teosinte allele te występują zaledwie u 736% osobników, co ilustruje szybkie efekty silnej presji selekcyjnej, jaką wywarli pierwotni rolnicy. Hodowcy, pracując niezależnie nad różnymi gatunkami zbóż, zupełnie nieświadomie zmieniali je przez kierunkową selekcję mutacji zachodzących w podobnych grupach genów.

Mapowanie cech czyli przypisywanie przypuszczalnej lokalizacji genu warunkującego określoną cechę do konkretnego obszaru chromosomu, tzw. locus pokazało, że wiele cech wprowadzonych do współczesnych roślin uprawnych udało się w poszczególnych odmianach i gatunkach zmapować w tych samych loci. A więc mimo milionów lat niezależnej ewolucji, dzielących poszczególne gatunki roślin zbożowych, ich struktura genetyczna pozostała nadal bardzo zbliżona. Kilka tysięcy loci warunkujących poszczególne cechy zostało już zmapowanych w różnych udomowionych roślinach. Stwierdzono przy tym zaskakująco wysoki poziom zachowania międzygatunkowego podobieństwa map genetycznych tych roślin. Ten właśnie wysoki poziom podobieństwa (nazywany też syntenią), między genomami traw pozwolił naukowcom uznać te rośliny za jeden system genetyczny. Oznacza to, że każde odkrycie genu lub jego funkcji w jednym z gatunków zbóż może pomóc w identyfikacji genów lub udoskonaleniu innego gatunku.