• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • DNA starożytnego jęczmienia może prowadzić do nowych odmian

    24.07.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    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.

    Jęczmień, 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."

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

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

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

    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.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Rozchodnik sześciorzędowy (Sedum sexangulare) – gatunek rośliny należący do rodziny gruboszowatych (Crassulaceae). Występuje w stanie dzikim we wschodniej, południowo-wschodniej, środkowej, Europie i w Szwecji, brak go w zachodniej części Europy. W Polsce jest dość pospolity. Jest także uprawiany jako roślina ozdobna. Jęczmień (Hordeum L.) – rodzaj zbóż z rodziny wiechlinowatych. W zależności od podziału wyróżnia się od 20 do 25 gatunków tego rodzaju traw jednorocznych lub trwałych. Pochodzi ze stref umiarkowanych półkuli północnej. Gatunkiem typowym jest Hordeum vulgare L.. 17 października 2012 r. tygodnik Nature poinformował, że brytyjscy naukowcy rozszyfrowali genom jęczmienia. Kwinkwerema (pięciorzędowiec) – rzymska galera, prawdopodobnie miała dwa lub trzy rzędy wioseł. Jej nazwa, pięciorzędowiec, bierze się stąd, że każde wiosło obsługiwało pięć osób. Załogę okrętu w III w. przed Chrystusem stanowiło 300 wioślarzy i 120 żołnierzy.

    Jęczmień dwurzędowy (Hordeum distichon) – gatunek rośliny z rodziny wiechlinowatych. Pospolicie uprawiany w Europie, Azji, w Afryce Północnej, w północnej części USA, w Argentynie. W Polsce gatunek częsty w uprawie. Whisky zbożowa (grain whisky) to whisky wyprodukowana z mieszanki zbóż takich jak pszenica i kukurydza, nie tylko zaś z jęczmienia. Whisky wyprodukowana tylko z jęczmienia zwana jest whisky słodowa (malt whisky). Takie nazewnictwo może powodować zamieszanie ponieważ obydwa rodzaje whisky: malt i grain wytwarzane są ze słodu.) Termin ten jest używany w odniesieniu głównie do whisky szkockiej.

    Poniższa lista zawiera kraje uporządkowane według wielkości produkcji jęczmienia w 2009 roku w oparciu o dane FAO opublikowane 17 maja 2011 roku. Boimka (Oreochloa Link) – rodzaj roślin należący do rodziny wiechlinowatych. Należą do niego 4 gatunki. We florze Polski występuje tylko jeden gatunek – boimka dwurzędowa, która jest także gatunkiem typowym rodzaju.

    Żółta karłowatość jęczmienia — wirusowa choroba zbóż oraz wielu innych roślin jednoliściennych. Objawy tej choroby zależą od gatunku wirusa i zaatakowanej rośliny. Może powodować duże straty plonu ziarna, rzędu kilkudziesięciu procent. Żółta karłowatość jęczmienia jest przenoszona przez mszyce Gluten – mieszanina białek roślinnych: gluteniny i gliadyny. Występuje w ziarnach zbóż: pszenicy, żyta i jęczmienia.

    Pszenica (Triticum L.) – rodzaj zbóż z rodziny wiechlinowatych. Pochodzi z południowo-zachodniej i środkowej Azji. Wyróżnia się około 20 gatunków pszenicy. Oprócz jęczmienia jest najstarszym zbożem chlebowym uprawianym od co najmniej 6 tysięcy lat. Zajmuje trzecie (po kukurydzy i ryżu) miejsce w światowej produkcji zbóż. Gatunkiem typowym jest pszenica zwyczajna Triticum aestivum L..

    Kompleks owsiano-ziemniaczany górski (12) Kompleks ten zawiera gleby różnej jakości, ale położone w takich warunkach klimatycznych, gdzie uprawa zbóż ozimych jest mocno ograniczona. Do najważniejszych roślin uprawianych w tym kompleksie należą: owies, ziemniaki i mieszanki motylkowato-trawiaste. Na lepszych glebach udaje się również jęczmień, często uprawiany w mieszankach z owsem. W latach sprzyjających dobrze plonuje również żyto. Klimat jest najważniejszym czynnikiem ograniczającym możliwości uprawy roślin.

    Bajan – instrument muzyczny; odmiana akordeonu pochodzenia rosyjskiego z trzyrzędowym bądź pięciorzędowym układem klawiatur guzikowych dla obu rąk. Jęczmień grzywiasty (Hordeum jubatum) – gatunek rośliny należący do rodziny wiechlinowatych. Pochodzi z Azji i Ameryki Północnej, rozprzestrzenił się na wszystkich kontynentach całego świata (z wyjątkiem Antarktydy). W Polsce jest uprawiany jako roślina ozdobna, zdziczała z uprawy rozprzestrzeniła się też w środowisku naturalnym i jest obecnie antropofitem zadomowionym

    Sześciokąt (sześciobok, heksagon) - wielokąt o sześciu bokach i sześciu kątach wewnętrznych. Suma miar kątów w dowolnym sześciokącie wynosi 720 stopni. Tella (amharski: ጠላ, oromo: farso) – tradycyjne, niskoprocentowe piwo popularne w Etiopii. Wytwarzane zwyczajowo z ziaren tamtejszego zboża zwanego teff oraz szakłaka z gatunku Rhamnus prinoides, który zastępuje występujący w europejskim piwie chmiel. W niektórych regionach zamiast ziaren teffu używana jest również kukurydza, proso, sorgo lub jęczmień. Tella jest piwem warzonym zwyczajowo w warunkach domowych, pitym chętnie i o każdej porze dnia.

    Dodano: 24.07.2009. 15:11  


    Najnowsze