Хранителна реколта от просо, отглеждана предимно в Западна Африка, може да бъде генетично подобрена за мащабно земеделие в Саудитска Арабия.

от Университета за наука и технологии King Abdullah

култивирането

Реколтата от африканско просо може да бъде подобрена за растеж в сухите и сухи земи на Саудитска Арабия, като се използва информация за нейния геном. Fonio вече е добре адаптиран към тази среда, но не е бил толкова опитомен, колкото основните зърнени култури като пшеница, ориз и царевица. Изборът на гени може да доведе до по-високи добиви и по-големи зърна.

„На Арабския полуостров живеят 80 милиона души и трябва да внасят 90 процента от храната си“, казва ученият по растенията KAUST Саймън Кратингер, който ръководи проучването. "Основните зърнени култури, които осигуряват 50 процента от дневните ни калории, не могат да се отглеждат устойчиво в този регион поради липса на прясна вода, лоши почви и високи температури.".

„Fonio е невероятно и питателно растение, което процъфтява в горещи, сухи райони с бедни почви. Нашата дългосрочна цел е да подобрим просото fonio, като същевременно запазим изключителните му свойства “, обяснява Krattinger.

Изследователите от KAUST с международен екип от учени анализираха геномите на опитомени и диви растения от просо от цяла Африка и след това ги сравниха с геномите на други важни зърнени култури.

Анализите откриха два гена, които бяха избрани във fonio. Един от тези два гена, наречен DeGs5-3A, е много подобен на ген в ориза, който регулира ширината и теглото на зърното. Той показа пълна загуба на разнообразие в опитомения фонио, което предполага, че растенията с този активен ген са били изкуствено подбрани за по-големите си зърна.

Установено е, че другият ген, наречен DeSh1-9A, е мутирал в някои опитомени сортове фонио и е подобен на друга мутация в опитомен африкански ориз. Мутацията намалява загубата на семена чрез процес, наречен счупване: това е от полза за дивите сортове, защото осигурява разпространението на семената и естествената сеитба в околната среда, но намалява добива в култивираните култури.

Установено е също, че други генни варианти, избрани при основните зърнени култури, показват нуклеотидна последователност, подобна на диво растение във фонио. „Модифицирането на тези гени, например с редактиране на генома, може значително да подобри fonio, като произвежда по-големи семена, без да чупи семената“, казва Майкъл Абрук, постдокторант от KAUST. "Следващата ни цел е да произведем реколта от фонио, която притежава всички свойства на съвременните зърнени култури, но запазва устойчивостта на суша, бързото узряване и способността да расте в песъчливи почви.".

Изследователите също така идентифицират фактори, които са повлияли на генетичното разнообразие на fonio в Африка. „Адаптациите към климата не бяха голяма изненада“, казва д-р. студент Ханин Ахмед. "Сорт от фонио, отглеждан в района на Сахел в Мали, изисква различни свойства, отколкото сорт, отглеждан в субтропичните райони на южната част на Того." Идентифицираната връзка между генетичните модели на фонио и етнолингвистичните групировки в Африка беше поразителна. Например, имаше поразителни генетични разлики между сортовете fonio, събрани от северния и южния Того. Макар и частично свързано с климата, това разнообразие вероятно е причинено и от културни различия, които ограничават обмена на семена между фермерите в двата региона.

"Fonio е полудомашна култура, която показва известна адаптация към селскостопанските практики", казва Krattinger. „Подобренията във fonio могат да доведат до нова зърнена култура, която може да се отглежда широко и устойчиво в гореща и суха среда“.