Genomi budućnosti

Pšenica i ječam hrane ljudsku civilizaciju više od 10.000 godina, prilagođavajući se novim sredinama kako se poljoprivreda širila širom kontinenata.

Sada su istraživači otkrili genetske sličnosti između ovih drevnih useva koje bi mogle pomoći u razvoju sorti otpornijih na sušu i druge izazove životne sredine.

Rekonstrukcija drevnih genoma biljaka

Istraživači iz INRAE, Univerziteta Klermon Overnj i CNRS-a uporedili su genome 84 savremene vrste cvetnica i rekonstruisali 10 predaka genoma koji datiraju od pre više od 200 miliona godina.

Ovi rekonstruisani genomi, poznati kao paleogenomi, otkrivaju kako je genetski materijal bio organizovan kod drevnih biljaka i koji su geni ostali očuvani tokom evolucije.

Naučnici su identifikovali gene koji zadržavaju slične biološke funkcije kod različitih vrsta. Takve sličnosti mogle bi pomoći istraživačima da bolje razumeju važne poljoprivredne osobine, uključujući otpornost na sušu, vreme cvetanja i produktivnost.

Njihovi rezultati objavljeni su u časopisu *Molecular Plant* u septembru 2026. godine, nadovezujući se na srodno istraživanje objavljeno u časopisu Nature Plants u novembru 2025. godine.

Deset hiljada godina prilagođavanja

Pšenica i ječam bili su posebno značajni za ovo istraživanje jer su obe biljke pripitomljene u Plodnom polumesecu pre više od 10.000 godina. Kako se poljoprivreda širila, ove žitarice suočavale su se sa promenama temperature, količine padavina i uslova za uzgoj.

Istraživači su uporedili 1.420 savremenih sorti pšenice i ječma koje predstavljaju genetsku raznovrsnost iz različitih delova sveta, zajedno sa ostacima pšenice starim približno 5.000 godina.

Njihova analiza identifikovala je oko 100 genetskih varijanti koje su izdvojene zbog potencijalnog značaja za prilagođavanje. Takođe je otkrila dokaze konvergentne selekcije, procesa u kojem različiti usevi razvijaju ili zadržavaju slične genetske osobine pod uporedivim pritiscima životne sredine.

Kod pšenice, tim je potvrdio ulogu tri gena koja su prethodno proučavana kod drugih biljnih vrsta. Dva utiču na prinos i vreme cvetanja, dok treći učestvuje u epigenetskoj regulaciji, koja utiče na aktivnost gena bez promene osnovne DNK sekvence.

Zajednički geni i otpornost na klimatske promene

Jedno od važnih otkrića bilo je da pšenica i ječam pokazuju preklapajuće genetske odgovore uprkos različitim evolutivnim istorijama.

Istraživači su pronašli znake selekcije povezane sa poljoprivrednom produktivnošću i prilagođavanjem stresu iz životne sredine. Međutim, otkrili su i genetske razlike između populacija iz različitih geografskih područja.

Ovi rezultati ukazuju na to da bi poređenje srodnih useva moglo otkriti korisne genetske osobine koje bi inače ostale neprimećene.

Jérôme Salse, direktor istraživanja u INRAE, objasnio je da proučavanje genetskih promena tokom pripitomljavanja može pomoći u identifikovanju varijanti koje su više puta birane u sredinama sa sličnim klimatskim ograničenjima. Takva saznanja mogla bi podržati programe oplemenjivanja biljaka koji odgovaraju na klimatske promene.

Novi alati za oplemenjivanje useva

Istraživački timovi razvili su i dva besplatno dostupna alata koji naučnicima pomažu u proučavanju evolucije biljaka. Ancestral Genome Reconstruction, odnosno AGR, omogućava istraživačima da upoređuju savremene genome i rekonstruišu drevne genetske strukture.

OrthoViewer pruža informacije o očuvanim genima kod 84 poljoprivredno važne biljne vrste. Njegova baza podataka sadrži 1.142 gena čije su biološke funkcije i značaj za poljoprivredu već opisani u naučnoj literaturi.

Zajedno, ovi resursi mogli bi pomoći oplemenjivačima da identifikuju obećavajuće genetske varijante i prenesu znanje stečeno proučavanjem jednog useva u istraživanja drugih biljaka.

Šta sledi

Istraživači proširuju svoja istraživanja na druge važne žitarice, uključujući pirinač, kukuruz i sirak. Iako rezultati ne omogućavaju neposredan razvoj sorti otpornih na sušu, oni nude potencijalne genetske ciljeve za buduće programe oplemenjivanja.

Biće potrebni dodatni eksperimenti kako bi se utvrdilo na koji način pojedinačne varijante utiču na prinose i druge osobine useva u stvarnim poljoprivrednim uslovima.

Kombinovanjem drevne evolutivne istorije sa savremenom genetskom analizom, naučnici dobijaju nove načine za proučavanje osobina koje bi mogle učiniti poljoprivredu otpornijom na klimatske promene.