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Genes hold secret to wheat's success, say UC Davis researchers

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Davis, California
July 3, 2007

The success of wheat as a food crop can be traced through thousands of years of genetic changes that occurred as wheat was domesticated for human use, write UC Davis plant scientists Jorge Dubcovsky and Jan Dvorak in the cover article of the current issue of the journal Science.

In this review article of the molecular genetics and genomics of wheat, the authors paint the picture of how gene mutations and the presence of multiple chromosomes -- a characteristic known as "polyploidy" -- enabled modern wheat to overcome several genetic bottlenecks that occurred during wheat domestication and subsequent evolution.

The authors conclude that, "Polyploid wheat has been able to compensate for diversity bottlenecks by capturing a relatively large proportion of the variability present in wild wheat. In addition, new variation is rapidly generated in the dynamic wheat genomes through gene deletions and insertions of repetitive elements into coding and regulatory gene regions."

Domestication of wheat began roughly 10,000 years ago as people in western Asia began the transition from hunting and gathering to raising crops and animals. Some of the important traits that were selected for during the domestication process include increased grain size, changes in the toughness of chaff so that the wheat can be easily threshed, and retention of the grain on the plant so that it doesn't scatter in the wind before or during harvest.

Globally, approximately 620 million tons of wheat are now produced each year, providing one-fifth of the calories consumed by people around the world. Ninety-five percent of the wheat crop goes into making baked goods such as bread, cookies and pastries, while the remaining 5 percent is durum wheat used for making pasta and related products.

Funding for this study was provided by grants from the National Research Institute, U.S. Department of Agriculture and the National Science Foundation.
 

El éxito del trigo está en sus genes
Source: ArgenBio

Según los científicos Jorge Dubcovsky y Jan Dvorak, de la Universidad de California en Davis, el éxito del trigo como cultivo comestible puede rastrearse a través de los miles de años de cambios genéticos ocurridos durante su domesticación. Así lo señalan en el último número de la revista Science, donde hacen una revisión sobre la genética molecular y la genómica del trigo, y muestran cómo las mutaciones (cambios) en los genes y la presencia de múltiples cromosomas (una característica conocida como poliploidía) le permitió al trigo moderno superar ciertos “cuellos de botella” genéticos que ocurrieron durante su domesticación y consiguiente evolución. Los autores concluyen que "la poliploidía del trigo le permitió compensar y superar los escollos debidos a la pérdida de diversidad capturando una gran parte de la variabilidad presente en el trigo silvestre. Además se generaron rápidamente nuevas variaciones en los genomas dinámicos del trigo a través de deleciones (eliminación de fragmentos de ADN) e inserciones de elementos repetitivos en las zonas codificantes y regulatorias de los genes”. Se cree que la domesticación del trigo se inició hace unos 10.000 años, cuando las comunidades de Asia Occidental dejaron sus costumbres cazadoras y recolectoras para vivir de la agricultura y la cría de animales. Algunas de las características más importantes que se seleccionaron durante la domesticación del trigo incluyen el tamaño mayor del grano, cambios en la resistencia y rigidez de la espiga para permitir su cosecha, y una mejor retención del grano en la planta para evitar su dispersión por el viento o durante la cosecha. Unas 620 millones de toneladas de trigo se producen en el mundo cada año, brindando la quinta parte de las calorías que consume la población. El 95% del trigo se destina a productos de panadería y confitería, mientras que el 5% restante es trigo duro, para la fabricación de pastas y otros productos relacionados.
 

 

 

 

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