חוקרים פיענחו את הגנום המורכב של קנה סוכר, וחשפו את גודלו העצום והפוטנציאל לשיפור עמידות היבול ופיתוח משאבים מתחדשים. פריצת דרך מדעית זו, תוצאה של מאמץ שיתופי בינלאומי בן עשור, סוללת את הדרך לטכניקות גידול מתקדמות ויישומים חדשים בביו-אנרגיה ומחוצה לה. קרדיט: twoday.co.il.com
מדענים חושפים את הגנום של קנה הסוכר ומניחים את הבמה לגידול חדשני ומקורות פחמן מתחדשים, המבשרים עידן חדש במחקר חקלאי וקיימות.
חוקרים גילו את תעלומת הגנטיקה של קני סוכר, ומציאת שהגנום של היבול גדול פי שלושה מהגנום האנושי ומורכב יותר.
לאחר עשור של מחקר, מדענים מאוניברסיטת קווינסלנד, סוכנות המדע הלאומית של אוסטרליה CSIROו-Sugar Research Australia (SRA) הצליחו למפות באופן מלא את הגנום של קנה הסוכר בפעם הראשונה.
פריצת דרך במיפוי הגנום של קני סוכר
מחבר שותף, פרופסור רוברט הנרי מברית קווינסלנד לחקלאות וחדשנות מזון, אמר כי קני הסוכר הוא האחרון מבין 20 הגידולים העיקריים בעולם שמופה הגנום שלו.
"זה מסמן את תחילתה של המהפכה הגנומית של קנה הסוכר, וכעת יש לנו את הידע ליישר את מגרש המשחקים עם גידולים אחרים", אמר פרופסור הנרי.
"אמנם מיפוי הגנום הזה יהווה כלי שיעזור ליצור גידולי קנה סוכר עמידים יותר, אבל זה גם צעד גדול קדימה עבור המחקר האחר שלנו להפוך קנה סוכר וביומסה צמחית אחרת לדלק תעופה."
תמונה זו מציגה מפת סדר גנים (שנוצרה באמצעות GENESPACE) שמשווה בין מכלולי גנום בין מיני צמחים קרובים. הקווים הלבנים האופקיים מייצגים כרומוזומים, והצמות הצבעוניות המקשרות ביניהם מציגות בלוקים שמורים של גנים. זה מאפשר לחוקרים לעקוב אחר גנים שמורים בעלי עניין מגידולים שנחקרו היטב (כגון Sorghum bicolor; סוג מסוים של דורה) לתוך גנומים מורכבים יותר, כגון קנה סוכר בר וזן R570, כדי להבין טוב יותר את תפקידם. לעומת זאת, ההרכבה המונופלואידית הקודמת של R570 מסופקת בשורה העליונה, שבה עותקי כרומוזומים מרובים בגנום הוצגו כמכלול פסיפס יחיד. קרדיט: אדם הילי וג'ון לאבל/הדסון אלפא
הפוטנציאל של פחמן וקנה סוכר מתחדשים
פרופסור הנרי מפתח מוצרי פחמן מתחדשים מביומסה צמחית לשימוש כדלק תעופה חסכוני ובר קיימא כחלק ממרכז המחקר של ARC למפעלי הנדסה להחלפת פחמן מאובן.
"באופן מסורתי גידלו קני סוכר רק בשביל הסוכר, אבל עכשיו עם המעבר לאפס נטו, יש עניין רב בכך שאחד הגידולים היצרניים ביותר בעולם יהפוך למקור לפחמן מתחדש", אמר.
"מיפוי הגנום הזה יעזור לנו לייצר קנה סוכר שהוא חומר גלם טוב יותר להחליף פחמן מאובנים".
השפעה על מחקר ותעשייה של קני סוכר
החוקרת הראשית ומדענית המחקר של CSIRO, ד"ר קארן אייטקן, אמרה כי פריצת הדרך במיפוי הגנום התמודדה עם האתגר הקריטי של קיפאון תפוקות הסוכר על ידי ניצול של המגוון הגנטי שלא היה נגיש בעבר של קנה סוכר.
"זהו צעד גדול קדימה עבור מחקר קני סוכר וישפר את ההבנה שלנו לגבי תכונות מורכבות כמו תפוקה והתאמה לתנאי סביבה מגוונים כמו גם עמידות למחלות", אמר ד"ר אייטקן.
"זהו הגנום הראשון מזן קנה הסוכר האיכותי שהושלם.
"זה מייצג הישג מדעי משמעותי מ-10 שנים של מאמץ משותף של מדענים מכל העולם.
"הידע הזה פותח הזדמנויות לכלים חדשים לשיפור תכניות הרבייה ברחבי העולם עבור יבול ביו-אנרגיה ויבול מזון יקר זה."
ציטוגנטיקאית Sugar Research Australia, ד"ר נטלי פיפרידיס, אמרה כי חשיפת הרצף תיצור שפע של הזדמנויות.
"מחקר סוכר באוסטרליה גאה עצומה במעורבותה בהישג המדהים הזה", אמר ד"ר פיפרידיס.
"לא רק שהעבודה טומנת בחובה הבטחה לשפר את ההבנה שלנו ביבול המדהים הזה, אלא שהיא גם תציע דרכים חסרות תקדים לקדם טכניקות גידול בתעשייה לייצור מגוון מוצרים מתחדשים וברי קיימא מסחרית, הכוללים אך מעבר לסוכר."
מאמר המחקר פורסם ב טֶבַע.
למידע נוסף על מחקר זה, ראה שחרור המסתורין המתוק של DNA של קנה סוכר.
המחקר מומן על ידי מכון הגנום המשותף (ארה"ב) באמצעות תוכנית רצף הקהילה של משרד האנרגיה האמריקאי.
ברית קווינסלנד לחקלאות וחדשנות מזון היא מכון מחקר באוניברסיטת קווינסלנד הנתמך על ידי ממשלת קווינסלנד באמצעות מחלקת החקלאות והדיג.
