DNA starożytnego jęczmienia może prowadzić do nowych odmian

Naukowcy brytyjscy wyekstrahowali DNA z ziaren jęczmienia liczących 3.000 lat pochodzących z regionu górnego Nilu w Egipcie. Analiza genetyczna ziaren rzuca światło na dawne metody upraw i może pomóc w opracowaniu nowych odmian zbóż, zdolnych do przetrwania zmian klimatycznych. Odkrycia opublikowano w czasopiśmie Public Library of Science (PLoS) ONE.

20090723_2Jęczmień, pierwsze udomowione zboże, był uprawiany 7.000 lat temu w całej Europie i w Afryce Północnej – od Skandynawii na północy po Egipt na południu. Jego popularność wśród pierwszych rolników można przypisać szybkiemu wzrostowi i zdolności rozwoju w różnych warunkach.

W ostatnich badaniach jęczmień pozyskano ze stanowiska Qasr Ibri, które znajduje się między pierwszą a drugą kataraktą Nilu. W czasach starożytnych teren ten, leżący na granicy Cesarstwa Rzymskiego i Nubii, zamieszkiwany był w ciągu ponad trzech tysiącleci przez pięć różnych kultur: napatańską, romańską, meroicką, chrześcijańską i islamską. Uprawa jęczmienia w tym regionie stanowiła element wszystkich tych kultur.

Na pierwszy rzut oka, jęczmień uprawiany w Qasr Ibrim wygląda jak dzika odmiana, ponieważ wyłącznie środek kłosa miał ziarna (taki jęczmień nazywa się dwurzędowym). Jest to o tyle zaskakujące, że w północnym Egipcie sześciorzędowa odmiana jęczmienia uprawiana była już 8.000 lat temu. W jęczmieniu sześciorzędowym, zarówno bok jak i środek kłosa ma ziarno, dzięki czemu roślina jest znacznie wydajniejsza.

Kolejne kultury zamieszkujące Qasr Ibrim musiały mieć dostęp do jęczmienia sześciorzędowego, zatem dlaczego nadal uprawiały odmianę, która wydaje się prymitywniejsza i mniej wydajna?

Tajemnica stała się jeszcze bardziej nieprzenikniona, kiedy naukowcy poddali analizie DNA starożytnego jęczmienia. Odkryli, że jęczmień z Qasr Ibrim wcale nie jest dziki i pochodzi tak naprawdę od odmiany sześciorzędowej (bowiem nadal miał gen odpowiedzialny za wygląd odmiany sześciorzędowej), ale pewien rodzaj mutacji genetycznej spowodował jego powrót do odmiany dwurzędowej. Po raz pierwszy naukowcy odkryli odmianę dwurzędową, która wywodzi się w ten sposób od sześciorzędowego przodka.

Z uwagi na fakt, że jęczmień sześciorzędowy produkuje więcej ziaren, w normalnych warunkach należałoby oczekiwać, że wyprze jęczmień dwurzędowy. Długofalowa dominacja jęczmienia dwurzędowego oraz jej przyjęcie przez wszystkie kultury osiedlające się w tym regionie sugerują, że jęczmień dwurzędowy musiał mieć istotną przewagę nad odmianą sześciorzędową.

„Mogła istnieć presja w kierunku selekcji naturalnej, która silnie faworyzowała formę dwurzędową. Jedną z możliwych przyczyn, którą obecnie badamy, jest stres wodny” – zauważył Robin Allaby z Uniwersytetu Warwick w Wlk. Brytanii. „Region Qasr Ibrim jest zlokalizowany w odcinku górnego Nilu, który jest bardzo suchy w porównaniu do dolnego Nilu, gdzie znaleziono szczątki odmiany sześciorzędowej, a wyniki badań pokazały, że odmiana dwurzędowa jest w stanie lepiej przetrwać stres wodny niż sześciorzędowa.”

Naukowcy sugerują, że nowe kultury po pojawieniu się w regionie mogły początkowo podejmować próby uprawy jęczmienia sześciorzędowego, po czy przejmowały jęczmień dwurzędowy od poprzedniej kultury, kiedy zorientowały się, że lepiej sobie radzi w lokalnych warunkach.

„To odkrycie wskazuje na dwie istotne sprawy. Tak silna presja selekcyjna prawdopodobnie wpłynęła na wiele genów pod względem adaptacji. Badania archeogenetyczne DNA takich uprzednio utraconych starożytnych zbóż mogłyby potwierdzić rodzaj presji selekcyjnej i mieć nieocenione znaczenie dla opracowywania nowych odmian zbóż, aby sprostać wyzwaniom stawianym przez dzisiejsze zmiany klimatu” – zauważył dr Allaby.

„Ponadto odkrycie tego zboża zwiększa nasz szacunek dla metod i sposobu myślenia starożytnych rolników. Przez stulecia te starożytne kultury wykorzystywały zboża najlepiej przystosowane do otaczającego środowiska, skutecznie uprawiając zboże o niskiej liczbie ziaren, które znacznie lepiej radzi sobie ze stresem wodnym, zamiast znacznie popularniejszego jęczmienia sześciorzędowego.”

Więcej informacji:

Uniwersytet Warwick:
http://www.warwick.ac.uk

PLoS ONE:
http://www.plosone.org

Kategoria: Różne
Źródło danych: Uniwersytet Warwick; PLoS ONE
Referencje dokumentu: Palmer S.A. et al. (2009) Archaeogenetic evidence of ancient nubian barley evolution from six to two-row indicates local adaptation. PLoS ONE 4(7): e6301. DOI:10.1371/journal.pone.0006301.
Indeks tematyczny: Rolnictwo; Zywnosc; Nauki biologiczne; Badania Naukowe

RCN: 31060

hastagi na stronie:

# LNAME LNAME CHOMIKUJ # LNAME LNAME KOLOROWANKA

Authors

Related posts

Top