Lima belas tahun yang lalu, saintis mengumumkan bahawa mereka telah selesai menyusun genom manusia, satu tugas yang monumental yang telah mengambil beberapa dekad penyelidikan dan berbilion-bilion dolar. Selepas itu ia mungkin kelihatan seperti pemetaan genetik tumbuhan yang tidak aktif akan mudah. Tetapi itu tidak sama sekali. Ternyata DNA gandum roti kebun tua yang baik adalah kekacauan, kerumitan yang rumit, dan keretakan kod itu menjadi suatu prestasi yang mustahil-sampai sekarang.
Penyelidik akhirnya mengesahkan genom gandum, satu kejayaan yang boleh membawa kepada inovasi seperti jenis tahan kemarau dan jenis vitamin, laporan Ed Yong di The Atlantic.
Yong menjelaskan bahawa genom gandum sangat kompleks kerana genetiknya adalah tiga spesies dalam satu. Sekitar 500, 000 tahun yang lalu, dua nenek moyang gandum bersifat hibridisasi, menghasilkan gandum emmer liar. Apabila ahli-ahli pertanian awal manusia membiakkan tumbuhan itu, satu lagi spesies rumput yang berkaitan dengannya juga menambah bahan genetik kepada campuran. Ini bermakna genom mempunyai tiga pasang setiap kromosom. Ini juga bermakna bahawa berbanding dengan genom manusia, yang mempunyai 3 bilion nukleotida, atau surat genetik, gandum mempunyai 16 bilion. Dan hanya satu kromosom, kata Yong, lebih besar daripada keseluruhan genom kacang soya. Seluruh genom, yang terdiri daripada 21 kromosom, juga telah mengelirukan unsur pengulangan, yang membentuk 85 peratus urutan.
Usaha untuk memahami DNA gandum adalah sama besarnya dengan genom itu sendiri. Menurut Elizabeth Pennisi di Science, ia mengambil 200 saintis dari 73 institusi di 20 negara (alias Consortium Genome Sequencing Wheat Antarabangsa) lebih 13 tahun dan $ 75 juta untuk merebut gandum. Akhirnya, genom rujukan lengkap yang diterbitkan dalam jurnal Science, termasuk lokasi tepat 107, 891 gen dan 4 juta penanda molekul daripada pelbagai gandum roti yang dipanggil Spring Cina.
Rudi Appels, ahli biologi molekular di Pertanian Victoria di Australia yang merupakan sebahagian daripada konsortium, mengatakan bahawa apabila projek itu bermula, ramai orang percaya urutan itu tidak mungkin. Tetapi masa dan teknologi membuat projek itu menjadi kenyataan. "Saya fikir gandum patut ditakrifkan sebagai genom manusia dan kemudian teknologi itu berkembang dengan pesat, " katanya kepada Melissa Davey di The Guardian. "Tiba-tiba, apa yang pernah tidak dapat dilihat secara harfiah kelihatan boleh dicapai, dan saya mahu berada di sana dan menangkap teknologi baru ketika mereka datang."
Gandum pemuliaan dengan kaedah tradisional telah menjadi sangat sukar kerana genetik tumbuhan kompleks. Genom rujukan baru akan memberi penyelidik peta jalan bagaimana memperbaiki loji itu. Draf genom awal telah melancarkan penyelidikan gandum. "Apa yang membawa kita pada tahun lalu membawa kita satu malam, " kata Jorge Dubcovsky dari University of California, Davis, kepada Pennisi. "Ia seperti berjalan dengan peta Google."
Penyelidik di John Innes Centre di Norwich, UK, telah menggunakan genom untuk mengenal pasti gen untuk ukuran bijirin. Menggunakan teknologi pengeditan gen CRISPR, mereka dapat menghasilkan gandum dengan bijirin 20 peratus lebih besar daripada biasa. Pasukan lain menggunakan genom untuk menghasilkan varieti yang tidak perlu menenggelamkan di tanah untuk bercambah. Orang lain meneliti gen yang menjadikan gandum kurang terdedah kepada serangga. Penyelidik juga melihat gen yang menghasilkan protein penyebab alahan dengan harapan untuk membiakkan gandum hypo-allergenik.
Susunan, bagaimanapun sukar, adalah perlu. Ramai petani adalah penyokong awal projek itu dan dengan alasan yang baik. Pada masa ini, gandum mengandungi kira-kira 20 peratus daripada semua kalori yang dimakan di Bumi. Jika populasi terus meningkat petani perlu menghasilkan lebih banyak lagi setiap tahun untuk menyokong kemanusiaan menjelang tahun 2050. Tetapi menukar berjuta-juta ekar ke tanah ladang sangat mahal dan akan membawa akibat besar terhadap alam sekitar. Itu bermakna keuntungan perlu datang dari gandum itu sendiri, melalui varietas yang lebih baik dan rintangan yang lebih keras terhadap elemen dan serangga.
Harapan sekarang bahawa genom di luar sana adalah gandum yang akan melihat beberapa booming inovatif yang telah dialami tanaman lain, termasuk jagung, genom yang diterbitkan pada tahun 2009 dan beras, yang telah siap pada tahun 2005.
