Harta genomică completă a arahidei dezvăluie o genă ascunsă și crește producția cu 20% la plantarea densă
Un consorțiu internațional de cercetători, incluzând specialiști de la Centrul pentru Inovare în Culturi și Alimentație (CCFI) din cadrul Universității Murdoch, a construit cea mai cuprinzătoare hartă genetică a arahidei de până acum. Această resursă genomică a fost folosită pentru a crea o linie de arahidă pitică cu randament superior.
Cercetarea, publicată în Nature Genetics, a fost condusă de Academia de Științe Agricole din Shandong, China, în colaborare cu Universitatea Murdoch, Institutul Internațional de Cercetare pentru Culturi din Zonele Semiaride (ICRISAT), Academia de Științe Agricole din Guangxi, Academia Chineză de Științe Agricole și Academia de Științe Agricole din Henan.
Echipa a dezvoltat un pan-genom grafic pentru arahida cultivată și l-a utilizat pentru a resecvenția 2.320 de accesii din 87 de țări și regiuni. Pentru a realiza acest lucru, cercetătorii au asamblat 10 noi genomuri de referință de înaltă calitate, pe care le-au combinat cu patru asamblări deja publicate, acoperind toate cele șase varietăți botanice ale arahidei cultivate. Panelul de secvențiere acoperă majoritatea colecției de germoplasmă centrală a ICRISAT și peste jumătate din cea a USDA, reprezentând amploarea genetică a celor mai mari două colecții de germoplasmă de arahidă din lume.
Arahidele hrănesc sute de milioane de oameni și reprezintă o sursă critică de proteine și ulei de gătit în Asia de Sud și Africa. Cu toate acestea, blocajele genetice severe apărute în timpul evoluției și domesticirii arahidei au dus la o diversitate genetică redusă, îngreunând mult eforturile de ameliorare a culturii.
Cercetătorii au descoperit două gene importante. Prima controlează locul unde sunt produse florile, ceea ce determină forma plantei și modul în care se formează păstăile. A doua genă se află într-un segment cromozomial mare care își schimbase fizic poziția cu un alt cromozom — motivul pentru care aceasta scăpase detectării în eforturile anterioare de secvențiere.
Echipa a descoperit că silențierea acestei gene a redus înălțimea plantei și lungimea internodurilor, deschizând oportunități pentru dezvoltarea de soiuri pitice. Folosind noua hartă, cercetătorii au încrucișat o arahidă pitică naturală cu un soi chinezesc cu randament ridicat și au selectat descendenții care purtau cea mai bună combinație de gene. Linia rezultată, numită LuAi-1, are aproximativ jumătate din înălțimea soiului părinte, dar a produs cu circa 20% mai mult în testele de câmp ale echipei, atunci când a fost plantată dens.
Profesorul Rajeev Varshney, director al CCFI și co-autor corespondent al studiului, a explicat că dezvoltarea soiurilor semi-pitice de grâu și orez a stat la baza Revoluției Verzi, deoarece plantele compacte sunt mai robuste, pot fi cultivate mai aproape unele de altele pe suprafețe mai mici și sunt mai ușor de recoltat cu mașinile. El a adăugat că arahidele nu au avut niciodată un echivalent, dar cercetarea demonstrează că nu doar că este posibil să dezvolți soiuri pitice, ci și să îmbunătățești dramatic randamentul arahidei.
Profesorul Peter Davies, pro-vicecancelar și director al Institutului Food Futures, a declarat că proiectul are implicații directe pentru milioane de mici fermieri din Africa și Asia, unde fiecare creștere a randamentului deschide calea către rezultate mai sigure din punct de vedere alimentar.
Profesorul Peter Eastwood, pro-vicecancelar adjunct pentru cercetare și inovare la Universitatea Murdoch, a subliniat că lucrarea întruchipează abordarea universității față de știință, care constă în a livra cercetări translaționale și colaborative ce beneficiază atât oamenii, cât și planeta. El a felicitat toți autorii pentru dezvoltarea unei noi resurse care va accelera și îmbunătăți ameliorarea arahidei.
