Co wspólnego mają takie artykuły spożywcze jak babeczki, chleb czy sos pomidorowy? Wszystkie one zawierają różne ilości białego, rafinowanego cukru. Niesamowite jest to, że zawarty w nich cukier prawdopodobnie pochodzi z rośliny przypominającej szpinak czy boćwinę, lecz o wiele słodszej: buraka cukrowego. W rzeczywistości szacuje się, że 30% cukru produkowanego rocznie na świecie pozyskuje się właśnie z niego (zgodnie z danymi przedstawionymi przez Organizację Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa – FAO) Nie bez powodu przez minione 200 lat roślina ta była jedną z głównych roślin uprawnych na świecie, ze względu na swoje słodkie właściwości.

Burak cukrowy jest pierwszym przedstawicielem grupy roślin o nazwie goździkowce (Caryophyllales; na którą składa się 11500 gatunków), którego genom został zsekwencjonowany. W tej grupie roślin znajdują się także inne rośliny odgrywające dużą rolę w przemyśle, takie jak szpinak czy komosa ryżowa, ale także rośliny interesujące pod kątem biologicznym – mięsożerne oraz pustynne. W genomie buraka cukrowego znajduje się 27421 genów kodujących białka, czyli więcej niż w genomie ludzkim. „Burak cukrowy posiada mniejszą liczbę genów kodujących czynniki transkrypcyjne niż jakakolwiek inna roślina, której genom został poznany”, dodaje Bernd Weisshaar, naukowiec z Uniwersytetu w Bielefeld. Naukowcy spekulują, że w genomie buraka cukrowego być może znajdują się nieznane dotąd geny zaangażowane w kontrolę transkrypcji oraz, że wzajemne powiązania między genami mogły ewoluować inaczej niż w przypadku innych gatunków roślin.

Wiele dzisiejszych projektów mających na celu odkrycie sekwencji genetycznej konkretnego organizmu skupia się także na opisaniu różnorodności genetycznej w obrębie tego gatunku. Zazwyczaj: „dane na temat różnorodności uzyskuje się poprzez porównanie wielu odczytów z aparatury z sekwencją genomu referencyjnego celem zidentyfikowania różnic”, tłumaczy Heinz Himmelbauer. Praca badaczy posunęła się jednak o krok dalej, gdyż naukowcom udało się uzyskać dane na temat genomu z czterech różnych odmian buraka cukrowego. Pozwoliło to naukowcom na uzyskanie lepszego obrazu różnorodności wewnątrzgatunkowej, niż byłoby to możliwe z wykorzystaniem dotychczasowych technik. Podsumowując, naukowcy odkryli 7 milionów wariantów w genomie. Różnorodność ta jednak nie była rozłożona w genomie równomiernie. Znalezione zostały obszary cechujące się wysokim, ale także niskim stopniem różnorodności, co można wytłumaczyć albo tym, że populacja buraków, z której wzięto próbkę do badania była mała, albo tym, że genom tej rośliny został ukształtowany za pomocą sztucznej selekcji (czyli w wyniku działań człowieka).

Dzięki znajomości sekwencji kodu genetycznego buraka cukrowego oraz dzięki uzyskanym przy okazji danym, będzie możliwe przeprowadzenie w przyszłości badań nad molekularnymi wyznacznikami doboru naturalnego i sztucznego, nad regulacją ekspresji genów oraz zależnościami występującymi między genami i środowiskiem. Być może uda się także opracować techniki biotechnologiczne mające na celu dostosowanie rośliny do innych metod produkcji cukru lub innych produktów naturalnych.  „Burak cukrowy będzie stanowić kamień węgielny dla przyszłych badań nad genomem roślin, ze względu na jego pozycję taksonomiczną”, twierdzą autorzy badania.

Drukuj PDF