Генетическая история пшеницы: как полиплоидия создала основу мирового рациона

Пшеница — говнокод, надёрганный из трёх разных проектов. Натурально три разных растения, склеенных в одно. Фигли вы хотели, гексаплоидия — шестикратный набор хромосом. Наш размер генома — 3,3 миллиарда букв. А у пшеницы 17 миллиардов. Она охренела! Первое слияние прошло 500 тысяч лет назад, мы тут ни при делах, оно само. Дикая пшеница Triticum urartu (геном AA) слилась в экстазе с не менее дикой травой из рода Эгилопс (геном BB). Причём новая трава тоже не так, чтобы была хорошо отрефакторина, мусора там в коде было очень дофига. И за каким-то хреном потомки этих двух странных растений не стали стерильными. Получился новый вид с геномом AABB — дикая пшеница полба. Из её потомка сегодня делают твёрдые сорта пшеницы (для итальянских паст и макарон). Второе слияние — уже наша работа, мало нам было нормальной пшеницы, захотелось помягче. 8-10 тысяч лет назад в районе Плодородного полумесяца (Турция, Сирия, Ирак) начали сажать AABB и как-то скрестили её с сорняком Aegilops tauschii (геном DD). И эта хрень прижилась! Получилось растение AABBDD — хлебная мягкая пшеница. Там же прошла офигенно большая работа. Пшеница специально делает ветки ломкими, чтобы семена падали на землю. За это отвечают 2 переключателя. Если сломать только один переключатель, пшеница всё равно будет частично разваливаться. Мутация должна была сломать оба независимых гена в одном организме. Поэтому пшеницу пришлось брутфорсить несколько тысяч лет. Тысячи лет поколения древних людей мучились ради вашего круассана, собирая рассыпающееся зерно с земли, пока не нашлось растение с двойной мутацией. Теперь возвращаемся к AABBDD — почти каждый ген у пшеницы есть в трёх почти одинаковых версиях. Если у нас сломается один важный ген — будет тяжёлая болезнь. Если у пшеницы ломается ген из набора A, его работу легко подстраховывают копии из наборов B и D. Поэтому она выживает и в Индии, и в Сибири. И да, теперь вы можете представить, как этот геном пшеницы читали учёные — им же надо было собирать пазл из кучи мелких деталей. А детали в одно и то же место подходили разные! Они там прокляли всё ) Образовался даже Международный консорциум по секвенированию генома пшеницы, потому что 20% мировых калорий. Собственно, вот работа про это. Узнали, что 3 субгенома работают на удивление слаженно, нет субгеномного доминирования. Если ген дублируется в трёх копиях, растение обычно использует их все. Для чего всё это делали: есть сорта с полым стеблем (он легко ломается ветром и его любят есть насекомые) и с твёрдым сплошным стеблем. Раньше селекционерам приходилось скрещивать растения и долго выращивать их, чтобы посмотреть, какой стебель получится. Тут же быстро нашли конкретный ген на хромосоме 3B, отвечающий за плотность стебля, и сварили генетический маркер. Селекционер берёт кусочек листа, капает реактивом и сразу видит, будет стебель твердым или нет. Это экономит годы работы. Заодно отредактировали сразу 3 гена-регулятора цветения CRISPR-Cas9. Получилось! Отредактированная пшеница цвела на 2–3 дня раньше. В итоге основные фичи релизов: — Полиплодия дала возможность сколько угодно экспериментировать с кодом. — Появилась температурная устойчивость. — Выросли длинные усы на колосе. Когда сухо, они сжимаются, когда влажно — расправляются. Они буквально вкручивали зерно в землю. — Улучшили бронезащиту от птиц, жуков и засухи. — (Где-то тут начался направленный отбор человеком) прочные колосья — чтобы зерно не осыпалось, а прижималось к стеблю. — Чешуя перестала намертво прирастать к зерну. Можно было чистить кучей, а не по одному. — Отбирали самые крупные зёрна, в них стало много крахмала и белка. — От удобрений колос становился длинным, гнулся от ветра, и пшеница падала на землю и гнила. Привили ген карликовости — сделали коротким и прочным. Так что когда следующий раз увидите проект с полностью разным кодом бека для веб-версии, приложения и мобильного приложения — вспомните пшеницу! -- Вступайте в ряды Фурье! | Лучшие посты Двое влюбленных лежали во ржи. Тихо комбайн стоял на межи. Тихо завелся, тихо пошёл... Кто-то в буханке полпальца нашел!