Ontsluiting van een genoom
Lang voordat we tarwe hadden domesticeerde we eenkoren, een graansoort dat een van de voorouders van ons huidige tarwe is. Er zijn zowel gedomesticeerde als wilde varianten van eenkoren. Daarnaast vertoont deze graansoort ook nog eens een hoge ziekteresistentie. En heeft het in tegenstelling tot het zesvoudige genoom van tarwe, een diploïd genoom. Dat alles maakt het voor onderzoekers een interessante plant. En nu heeft een internationale groep wetenschappers het genoom van eenkoren geheel in kaart gebracht.
De onderzoekers wilde een zo compleet mogelijk overzicht krijgen van het eenkoren genoom. Daarom bepaalde de onderzoekers de genoom volgorde van zowel een gedomesticeerde als een wilde variant. Bij vergelijking bleek dat deze voor grotendeels overeenkomen.
Na het bepalen van deze basis genomen, analyseerde de onderzoekers de genomen van 219 eenkoren varianten om meer te weten te komen over de genetische variatie en evolutionaire geschiedenis. Hieruit bleek dat de huidige gedomesticeerde varianten een sterke verwantschap hebben met wilde varianten van de ß-populatie. Maar dat niet alleen. De onderzoekers zagen ook sporen terug van de γ-populatie, ongeveer 1%.
De ontsluiting van het eenkoren genoom kan bijdragen aan robuustere tarwesoorten
Vervolgens vergeleken de onderzoekers het eenkoren genoom met het genoom van tarwe. Dit liet zien dat het tarwe A genoom ongeveer 1% eenkoren DNA bevat. Inzoomend bleek dat dit eenkoren DNA afkomstig van meerdere gedomesticeerde eenkoren varianten. Meerdere keren was de voorloper van het tarwe A genoom dus gekruist met een gedomesticeerde eenkoren variant.
Voor tarwe onderzoekers en veredelaars heeft de ontsluiting van het eenkoren genoom grote impact. Nu kunnen veredelaars de informatie uit het eenkoren genoom gebruiken om gen varianten te identificeren die tarwe resistent kunnen maken tegen bepaalde ziektes.
Daarnaast zo laten de onderzoekers zien, kunnen ze eenkoren ook gebruiken om het effect van tarwe gen-variaties te onderzoeken. Deze zijn nu vaak lastig te duiden in tarwe vanwege het zesvoudige tarwe genoom, waarin vaak meerdere alternatieve versies het effect van het te bestuderen gen-variant maskeren. Maar in het eenkoren diploïd genoom is dit effect kleiner, en in het beste geval niet aanwezig. Waardoor het effect van het te bestuderen gen-variant meer opvalt. Zo draagt zelfs het oudste gewas nog bij aan de ontwikkeling van de toekomstige gewassen.
Literatuur
Ahmed, H.I., Heuberger, M., Schoen, A. et al. Einkorn genomics sheds light on history of the oldest domesticated wheat. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06389-7
Plant en Zo 