De bloei van beschaving door de kracht van brooddeeg: genetische diversiteit in tarwe
AmsterdamTarwebrood: Sleutel tot Maatschappelijke en Agrarische Groei
Tarwebrood heeft een cruciale rol gespeeld in de menselijke geschiedenis. Recente studies tonen aan dat dit gewas zowel oude beschavingen als moderne landbouw heeft bevorderd. Onderzoek door het Open Wild Wheat Consortium (OWWC) heeft aangetoond dat de genetische diversiteit van tarwebrood, met name afkomstig van de wilde grassoort Aegilops tauschii, essentieel was voor het succes ervan.
Tarweplanten hebben drie verschillende sets van genen gecombineerd, genaamd A, B en D. De D-set is afkomstig van een plant genaamd Aegilops tauschii. Deze combinatie vond tussen 8.000 en 11.000 jaar geleden plaats in de Vruchtbare Sikkel. De belangrijkste bevindingen van het onderzoek kunnen als volgt worden samengevat:
- Tarwe is ontstaan door een hybridisatie met Aegilops tauschii.
- Dankzij deze genetische diversiteit kon tarwe zich aanpassen aan verschillende klimaten en bodems.
- Voor de studie werd een diversiteitspanel van 493 unieke toegangstypes gebruikt om een Pangenoom te creëren.
Dit onderzoek is cruciaal omdat het aantoont hoe broodtarwe zich snel verspreidde naar verschillende regio's. Normaal gesproken zou broodtarwe door de beperkte genetische variatie en zelfbestuiving moeite hebben gehad om zich aan te passen. Door genetisch materiaal van verschillende soorten Aegilops tauschii toe te voegen, lukte het de plant om wereldwijd succesvol te groeien.
Onderzoekers uit verschillende landen hebben samengewerkt aan deze studie. Ze onderzochten 80.000 soorten tarwe vanuit de hele wereld. Ongeveer 75% van het D-genoom in tarwe is afgeleid van een grassoort nabij de zuidelijke Kaspische Zee, bekend als Aegilops tauschii. De overige 25% komt van grassen in gebieden van Turkije tot China. Deze genetische variëteit helpt tarwe te overleven en gedijen onder diverse omstandigheden.
De diversiteit in tarwe heeft deze graansoort tot een essentieel gewas in de landbouw gemaakt en vormde vroege samenlevingen. Het verbouwen van broodtarwe maakte het mogelijk om stabiele landbouwgemeenschappen te creëren die meer mensen konden onderhouden. Toen deze groepen zich vestigden, konden ze zich richten op andere culturele verbeteringen, wat leidde tot de ontwikkeling van beschaving.
Het onderzoek heeft tegenwoordig veel waarde. Wetenschappers gebruiken pangenoom- en kiemplasma-data om nieuwe genen te vinden die tarwe helpen ziekteresistent te worden. Dit kan tarwegewassen beschermen tegen problemen zoals tarweroest. Daarnaast zoeken ze naar genen die bestand zijn tegen verschillende klimatologische omstandigheden, zodat tarwe goed kan groeien, zelfs als het weer verandert.
Het behouden van genetische bronnen blijft van groot belang. Instituten zoals het John Innes Centre bewaren oude collecties van wilde grassen. Deze collecties zijn nuttig bij het kweken van nieuwe tarwevariëteiten met eigenschappen zoals ziekteresistentie en bestendigheid tegen plagen. Het volgen van genetische veranderingen, zoals die uniek zijn voor Georgië, toont aan waarom het essentieel is om deze genetische bronnen te bewaren voor toekomstige verbeteringen in de landbouw.
De genetische geschiedenis van broodtarwe omvat zowel oude kruisingen tussen soorten als zijn voortdurende aanpassing en verbetering, waardoor het een essentieel onderdeel van de menselijke beschaving is geworden.
De studie is hier gepubliceerd:
http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-07808-zen de officiële citatie - inclusief auteurs en tijdschrift - is
Emile Cavalet-Giorsa, Andrea González-Muñoz, Naveenkumar Athiyannan, Samuel Holden, Adil Salhi, Catherine Gardener, Jesús Quiroz-Chávez, Samira M. Rustamova, Ahmed Fawzy Elkot, Mehran Patpour, Awais Rasheed, Long Mao, Evans S. Lagudah, Sambasivam K. Periyannan, Amir Sharon, Axel Himmelbach, Jochen C. Reif, Manuela Knauft, Martin Mascher, Nils Stein, Noam Chayut, Sreya Ghosh, Dragan Perovic, Alexander Putra, Ana B. Perera, Chia-Yi Hu, Guotai Yu, Hanin Ibrahim Ahmed, Konstanze D. Laquai, Luis F. Rivera, Renjie Chen, Yajun Wang, Xin Gao, Sanzhen Liu, W. John Raupp, Eric L. Olson, Jong-Yeol Lee, Parveen Chhuneja, Satinder Kaur, Peng Zhang, Robert F. Park, Yi Ding, Deng-Cai Liu, Wanlong Li, Firuza Y. Nasyrova, Jan Dvorak, Mehrdad Abbasi, Meng Li, Naveen Kumar, Wilku B. Meyer, Willem H. P. Boshoff, Brian J. Steffenson, Oadi Matny, Parva K. Sharma, Vijay K. Tiwari, Surbhi Grewal, Curtis J. Pozniak, Harmeet Singh Chawla, Jennifer Ens, Luke T. Dunning, James A. Kolmer, Gerard R. Lazo, Steven S. Xu, Yong Q. Gu, Xianyang Xu, Cristobal Uauy, Michael Abrouk, Salim Bougouffa, Gurcharn S. Brar, Brande B. H. Wulff, Simon G. Krattinger. Origin and evolution of the bread wheat D genome. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-07808-zDeel dit artikel