Před patnácti lety vědci oznámili, že dokončili sekvenování lidského genomu, což je monumentální úkol, který trval desítky let výzkumu a miliardy dolarů. Poté by se snad mohlo zdát, že by bylo snadné zmapovat genetiku sedavé rostliny. Ale tomu tak vůbec nebylo. Ukázalo se, že DNA dobré staré zahradní odrůdy chleba je spletitá, komplikovaná nepořádek a praskání kódu se zdálo být nemožným činem - až dosud.
Vědci konečně sekvenovali genom pšenice, průlom, který by mohl vést k inovacím, jako jsou odrůdy odolné vůči suchu a vitamíny, uvádí Ed Yong v Atlantiku.
Yong vysvětluje, že genom pšenice je tak složitý, protože geneticky jsou to tři druhy v jednom. Někdy před asi 500 000 lety dva z travnatých předků pšenice přirozeně hybridizovali a vytvořili divokou emmer pšenici. Když rané lidské zemědělci domestikovali rostlinu, do směsi přidal další blízce příbuzný travní druh také genetický materiál. To znamená, že genom má tři páry každého chromozomu. To také znamená, že ve srovnání s lidským genomem, který má 3 miliardy nukleotidů nebo genetická písmena, má pšenice 16 miliard. A jen jeden chromozom, Yong říká, je větší než celý genom sóji. Celý genom, složený z 21 chromozomů, má také matoucí opakující se prvky, které tvoří 85 procent sekvence.
Snaha porozumět pšeničné DNA byla stejně velká jako samotný genom. Podle Elizabeth Pennisi ve vědě trvalo 200 vědců ze 73 institucí ve 20 zemích (známých jako Mezinárodní konsorcium pro sekvenování pšeničných genomů) po dobu 13 let a 75 milionů dolarů na popraskání pšenice. Nakonec nový plně anotovaný referenční genom, publikovaný v časopise Science, obsahuje přesné umístění 107 891 genů a 4 miliony molekulárních markerů z odrůdy chléb pšenice zvané Čínské jaro.
Rudi Appels, molekulární biologka v Victoria Victoria v Austrálii, která je součástí konsorcia, říká, že na začátku projektu mnoho lidí věřilo, že sekvencování je nemožné. Ale čas a technologie učinily projekt realitou. "Myslel jsem, že pšenice si zaslouží být stejně dobře definována jako lidský genom, a pak se technologie skutečně vyvinula nesmírně, " říká Melissa Davey v The Guardian. "Najednou to, co bylo kdysi doslova nemožné, vypadalo dosažitelné, a já jsem tam chtěl být a zachytit nové technologie, jak prochází."
Pěstování pšenice tradičními metodami se stalo známým obtížným kvůli složité genetice rostliny. Nový referenční genom poskytne vědcům cestovní mapu o tom, jak rostliny vylepšit. První výzkumy genomu již zahájily výzkum pšenice. "To, co nám v minulých letech trvalo, nás nyní trvá jednu noc, " říká Jorge Dubcovsky z University of California v Kalifornii, Davis, Pennisi. "Je to jako chodit s mapou Google."
Vědci z John Innes Center v Norwich ve Velké Británii již použili genom k identifikaci genů pro velikost zrn. Pomocí technologie genové úpravy CRISPR dokázali produkovat pšenici s zrny o 20 procent většími, než je obvyklé. Ostatní týmy využívají genom k produkci odrůd, které se nemusejí přezimovat v zemi, aby vylíhly. Jiní se dívají na geny, díky nimž je pšenice méně zranitelná hmyzem. Vědci se také dívají na geny, které produkují alergie způsobující proteiny v naději, že rozmnoží hypoalergenní pšenici.
Sekvenování, i když obtížné, bylo nutné. Mnoho farmářů bylo brzy podporovateli projektu - a to z dobrého důvodu. V současné době pšenice tvoří asi 20 procent všech kalorií spotřebovaných na Zemi. Pokud se populace bude i nadále zvyšovat, zemědělci budou muset do roku 2050 každý rok produkovat stále více a více na podporu lidskosti. Přeměna milionů akrů na zemědělskou půdu je však nákladná a měla by obrovské environmentální důsledky. To znamená, že zisky musí pocházet ze samotné pšenice prostřednictvím lepších odrůd a tvrdší odolnosti vůči živlům a hmyzu.
Doufáme, že nyní, když je genom venku, je, že pšenice uvidí některé inovativní rozmachy, které zažily jiné plodiny, včetně kukuřice, jejíž genom byl publikován v roce 2009 a rýže, která byla dokončena v roce 2005.
