Viisteist aastat tagasi teatasid teadlased, et nad on lõpetanud inimese genoomi järjestamise - monumentaalse ülesande, mis võttis aastakümnete pikkuseid uuringuid ja miljardeid dollareid. Pärast seda näib ehk istuva taime geneetika kaardistamine lihtne. Kuid see polnud üldse nii. Selgub, et vana hea aiasordilise leivanisu DNA on sassis, keeruline jama ja koodi kräppimine tundus seni võimatu feat.
Teadlased on lõpuks järjestanud nisu genoomi, mis on läbimurre, mis võib viia uuendusteni, nagu põuakindlad ja vitamiinidest pakatavad sordid, teatas Ed Yong Atlandil.
Yong selgitab, et nisu genoom on nii keeruline, kuna geneetiliselt on see kolm liiki ühes. Millalgi umbes 500 000 aastat tagasi hübridiseerusid kaks nisu rohust esivanemat looduslikult, luues loodusliku rämeda nisu. Kui varased inimpõllumehed taime taimed kodustasid, lisasid segule geneetilist materjali ka teine lähedalt seotud rohune liik. See tähendab, et genoomis on igas kromosoomis kolm paari. See tähendab ka, et võrreldes inimese genoomiga, milles on 3 miljardit nukleotiidi ehk geneetilisi tähti, on nisul 16 miljardit. Ja ainult üks kromosoom on Yongi sõnul suurem kui kogu sojaoa genoom. Terves genoomis, mis koosneb 21 kromosoomist, on ka segaseid korduvaid elemente, mis moodustavad 85 protsenti järjestusest.
Püüd nisu DNA mõistmiseks oli täpselt sama suur kui genoom ise. Elizabeth Pennisi väitel teaduses kulus nisu pragunemisele 13 aasta jooksul 200 teadlast 73 asutuses 20 riigist (teise nimega rahvusvaheline nisu genoomi geenijärjestuse konsortsium) ja 75 miljonit dollarit. Lõpuks sisaldab ajakirjas Science avaldatud uus täielikult märkustega võrdlusgenoom 107 871 geeni ja 4 miljoni molekulaarse markeri täpset asukohta leiva nisusordist, mida nimetatakse Hiina kevadeks.
Konsortsiumi kuuluv Austraalia põllumajanduse Victoria molekulaarbioloog Rudi Appels ütleb, et projekti alustades arvasid paljud inimesed, et sekveneerimine on võimatu. Kuid aeg ja tehnoloogia tegid projekti reaalsuseks. "Arvasin, et nisu väärib sama täpset määratlust kui inimese genoom ja siis arenes tehnoloogia tohutult, " räägib ta Melissa Davey väljaandele The Guardian. "Järsku tundus see, mis kunagi oli sõna otseses mõttes võimatu, saavutatav, ja ma tahtsin seal olla ja hõivata uusi tehnoloogiaid, nagu nad läbi said."
Nisu aretamine traditsiooniliste meetoditega on muutunud keerukaks taime keeruka geneetika tõttu. Uus referentsgenoom annab teadlastele teekaardi taime parendamiseks. Varased genoomi mustandid on juba hakanud nisu uurimist alustama. "See, mis võttis aastaid varem, võtab nüüd ühe öö, " räägib Jorge Dubcovsky Davise California ülikoolist Pennisi. "See on nagu Google'i kaardiga jalutamine."
Suurbritannias Norwichis asuva John Innesi keskuse teadlased on genoomi terade suuruse tuvastamiseks juba kasutanud. CRISPR-i geeni redigeerimise tehnoloogiat kasutades suutsid nad toota nisu tavalisest 20 protsenti suuremate teradega. Teised meeskonnad kasutavad genoomi sortide tootmiseks, mille tärkamiseks ei pea maapinnal üle talve talvituma. Teised uurivad geene, mis muudavad nisu putukate suhtes vähem tundlikuks. Teadlased uurivad ka allergiat põhjustavaid valke tootvaid geene, lootes aretada hüpoallergilisi nisu.
Järjestus, olgu see keeruline, oli vajalik. Paljud põllumehed olid projekti varajased toetajad - ja seda mõjuval põhjusel. Praegu moodustab nisu umbes 20 protsenti kõigist Maal tarbitavatest kaloritest. Kui rahvaarv suureneb, peavad põllumehed inimkonna toetamiseks 2050. aastaks tootma igal aastal üha rohkem ja rohkem. Kuid miljonite aakrites põllumaade muutmine põllumaaks on kulukas ja sellel oleks tohutud keskkonnamõjud. See tähendab, et kasu tuleb saada nisust enesest paremate sortide kaudu ning vastupidavamale elementide ja putukate vastu.
Nüüd, kui genoom on olemas, on lootus, et nisu näeb mõnda uuenduslikku buumi, mida teised põllukultuurid on kogenud, sealhulgas maisi, mille genoom avaldati 2009. aastal, ja riisi, mis valmis 2005. aastal.
