Audit genetic al grâului: Cercetătorii determină variabilitatea reală a unei gene responsabile de calitatea pâinii
O echipă de cercetători de la Universitatea din Córdoba a revizuit și actualizat catalogul versiunilor genei GLU-B1 la grâu, genă responsabilă pentru o proteină care compune glutenul. Totodată, echipa a pus la dispoziția comunității științifice o colecție de grâu care reprezintă variabilitatea reală a acestei gene.
Glutenul conferă pâinii miezul spongios, face aluatul de pizza elastic și împiedică pastele să se destrame la fierbere. Rețeaua sa de proteine viscoelastice este ceea ce face grâul special. Gluteninele se numără printre proteinele responsabile de aceste proprietăți ale aluatului de făină de grâu, iar amelioratorii de grâu le studiază de zeci de ani.
Timp de peste 40 de ani, cercetătorii au identificat multiple variante (alele) ale genei GLU-B1, care codifică două subunități de glutenină cu greutate moleculară mare, esențiale pentru calitatea produselor pe bază de grâu. Catalogul simbolurilor genetice pentru grâu listează până la 98 de alele — versiuni diferite ale genei GLU-B1. Până în prezent, însă, nu toate alelele identificate în grâul din întreaga lume au fost comparate între ele.
Cercetătorii din Departamentul de Genetică al Universității din Córdoba — Francisco Andrade, Juan Bautista Álvarez și Carlos Guzmán — au realizat o revizuire genetică pentru a verifica dacă variabilitatea raportată este exactă sau a fost supraestimată.
„Am colectat grâuri care poartă aceste alele din întreaga lume, le-am studiat variantele GLU-B1 și le-am comparat între ele”, a declarat Guzmán.
În urma acestui audit genetic, „am constatat că această variabilitate a fost supraestimată și că multe dintre alele erau duplicate sau triplicate atunci când le-am comparat între ele. Din cele 98 de alele înregistrate, variabilitatea reală este mai mică de jumătate”, a afirmat Andrade.
Verificarea variabilității genetice a acestei gene, esențială pentru calitatea glutenului, a necesitat un veritabil efort de detectiv genetic. După cercetarea literaturii științifice în care au fost identificate alelele, echipa a contactat bănci de germoplasmă din întreaga lume pentru a obține grâu din 33 de țări. Cercetătorii au revizuit și curatoriat grâu din țări precum Nepal, Etiopia și Mexic pentru a crea un set principal — un set reprezentativ de grâuri — destinat amelioratorilor care doresc să utilizeze aceste alele pentru a îmbunătăți calitatea grâului.
„Acum, echipele care vor desfășura studii cu diferitele versiuni ale acestei gene vor trebui să meargă doar la o bancă de germoplasmă, unde va fi păstrat materialul genetic care reprezintă variabilitatea acelei gene. Toate grâurile vor fi disponibile împreună ca o singură colecție, cu alelele lor identificate și fără duplicare”, a explicat Guzmán.
Pe lângă confirmarea variabilității reale a genei, echipa oferă amelioratorilor de plante din întreaga lume un instrument pentru îmbunătățirea calității genetice a grâului. Cercetarea este publicată în Journal of Cereal Science.
Progrese prin identificarea genelor
Aceeași echipă a realizat un studiu similar în urmă cu câțiva ani pentru gena GLU-A1, implicată de asemenea în codificarea gluteninelor. Acea lucrare a evidențiat valoarea unei variante rare a genei GLU-A1 care îmbunătățește calitatea de panificație și crește conținutul de proteine al boabelor.
Cercetătoarea estoniană Marina Tikhonova a lucrat cu această alelă în colaborare cu echipa din Córdoba, într-un studiu pentru dezvoltarea unui marker molecular care să faciliteze ameliorarea grâului. Identificarea alelelor de către echipa din Córdoba a permis dezvoltarea de markeri moleculari care fac ameliorarea cu această alelă mai eficientă.
Aceste studii fac parte din proiectul de cercetare Hardiwheat, condus de Guzmán. Obiectivul său principal este identificarea și validarea variabilității genetice și punerea acesteia la dispoziția programelor de ameliorare axate pe dezvoltarea unor grâuri cu productivitate și calitate superioare.
