H2020 EUCLEG Proiektua: Bazka- eta ale-lekaleen hobekuntza, EBn eta Txinan proteinen autosufizientzia handitzeko
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2017 -2021
- Esleitutako Aurrekontua 5.000.000,00 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia Horizonte 2020
- Proiektuaren webgunea Proyecto EUCLEG
EBk finantzatutako EUCLEG proiektuaren barruan, genotipo eta fenotipo datu kopuru ikusgarria bildu da ehunka lekale-eskurapenetatik. Aniztasun genetikoaren deskribapena, ezaugarrien aldakuntzarekin lotutako markatzaileak eta iragarpen genomikoaren ekuazioak lekaleen hobekuntza genetikoa aurrera eramateko aukera berriak irekitzen dituzten emaitzak dira.
Estatistika eta hazkuntza molekularreko prestakuntza eskaini da, bai EUCLEGen barruan bai kanpoan, emaitza itxaropentsu hauek partekatzeko, argitalpenez eta kongresuko txostenez gain. Institutu publikoetako edo enpresa pribatuetako hazleek ezagutza hori erabil dezakete orain dibertsitate genetikoa optimizatzeko eta markatzaile bidezko hazkuntza ezartzeko. Aurrerapen horiek guztiek, aldi berean, barietate berrien hobekuntza genetiko azkarragorako estrategiak ekarriko dituzte, eta horrek lekaleen erabilera bultzatzen lagunduko du Europan eta Txinan abeltzaintzan eta nekazaritzan, eta proteinen mendekotasuna murrizten, eta horrela proiektuaren helburu orokorrei lagunduz.
Genotipo datuak sortu dira:
- Alpapa - Europa: 1061 landare genotipatu ziren GBS bidez. % 5 baino gutxiagoko datu falta duten 228K SNP-en eta datu faltarik ez duten 118k SNP-en alelo-maiztasunak. Txina: 220 gizabanako genotipatu ziren genoma osoaren sekuentziazioa erabiliz (560K SNP).
- Hirusta gorria: 641 lagin genotipatu ziren GBS bidez. 65K SNP markatzaileen aleloen maiztasun datuak.
- Baba zabala: 400 ale genotipatu ziren 50K Haba babarrun Axiom array batekin. 35K markatzaileen genotipo datuak.
- Ilarra: 260 genotipatu ziren 13K GenoPea array-a erabiliz. 12K markatzaileen genotipo datuak.
- Soja: 479 Europako eta 326 Txinako genotipoak 355K SoySNP arrayarekin genotipatu ziren. Europan eta Txinan bost espezie helburuetarako landare-baliabide genetikoen inbentarioak bildu ziren, eta EURISCO sistemaren eta Europako Laborantza Datu-base Zentralen arteko aldeak murriztu ziren.
Landare-baliabide genetikoen trukearekin, Txinako landare-aldaeren babes-sistemarekin eta Europako hazleentzat duen garrantziarekin lotutako erronkak eta arriskuak deskribatzeko txostenak prestatu ziren. Hogeita hamalau landa-esperimentu egin ziren Europan eta Txinan ehunka landare-sarrerekin, eta errendimenduarekin, kalitatearekin eta estresarekiko erresistentziarekin lotutako ezaugarriak neurtu ziren. Horrez gain, esperimentuak baldintza kontrolatuetan egin ziren estres biotiko eta abiotikoarekin eta plantulen indarrarekin lotutako ezaugarriak ebaluatzeko.
Proiektuaren datuak kudeatzeko azpiegitura zentral bat ezarri zen Progeno sisteman, non bazkideek genotipo eta fenotipo datuak inportatzen zituzten. Bost espezieetan fenotipikoki eta genetikoki aniztasun izugarria agerian geratu zen. Markatzaile asko erabili direnez, egitura genetikoa gehitu zaio egungo ezagutzari. Adibidez, alfalfan, Txinako eta EB-Amerikako aniztasuna oso desberdina da, eta EB-Amerikako aniztasunaren artean, barietateen jatorri geografikoarekin lotutako aniztasun sorta bat dago, neurri batean.
Sojan, genoma osoko dibertsitate genetikoaren eskaneatu batek hautespen-sinadura anitz agerian utzi zituen Europako soja-bilduma batean, soja-landare basati eta landuen Txinako bildumekin alderatuta. Genotipo x ingurune elkarrekintzak garrantzitsuak izan ziren oro har, baina errendimendu handiko gehikuntzak eta/edo ezaugarri positiboak zituzten gehikuntzak identifikatu ziren. GWAS bat egin zen eta bost espezietako ia ezaugarri guztien QTL zerrendak agerian utzi zituen. QTL eskualdeetako genomaren anotazioaren analisi batek hautagai potentzialeko geneen zerrendak eman zituen, eta haien sekuentzia-aniztasunak aldakuntza fenotipikoa azal dezake.
Iragarpen genomikoa ezartzeko beharrezkoak diren errutinak garatu dira, eta EUCLEGeko kideak trebatu dira. Iragarpen genomikoak lehenago argitaratutako ikerketa gehienetan baino zehatzagoak izan ziren, ziurrenik sarrera kopuru handia eta markatzaile ugari erabili zirelako. Estandar genomikoen iragarpena askotan 0,5etik gorakoa zen, eta QTL-ren gehikuntzak, berriz, genomaren iragarpen-ekuazioetan 0,8ra igo zuen iragarpen-ahalmena. 6. lan-paketean (WP6), proiektuaren emaitzak partekatzeko webgune kolaboratibo bat sortu zen, eta buletinak sortu eta banatu ziren. Emaitzak hainbat zientzia-biltzarretan aurkeztu dira eta hainbat artikulu argitaratu dira parekideen berrikuspeneko aldizkarietan; beste batzuk prestatzen ari dira.
EUCLEGek bost lekale espezie nagusiren aurrerapen genetikoa hobetzeko tresnak eta ezagutzak ematea zuen helburu: bi bazka-lekale, alpapa eta hirusta gorria, eta hiru ale-lekale, ilarra, babarruna eta soja. Honek genotipatzea, fenotipatzea eta lan estatistikoa barne hartzen zituen. WP1-en, tresna molekular eta genomikoak garatu genituen. Bi bazka-labore kanporatuentzat, sekuentziazio bidezko genotipazioa (GBS) erabili genuen sarrera bakoitzeko (pool-GBS) banako multzoen markatzaile-maiztasunak lortzeko. Hiru lekale autopolinizatuentzat, SNP array teknologia erabili genuen sarbideak genotipatzeko. WP2-n, Europako eta Txinako landare-baliabide genetikoen bildumetako datuetarako sarbidea egituratu eta hobetu genuen. Informazio-sistemetan dauden hutsuneak (bai pasaportekoak bai fenotipikoak) identifikatzen ditugu eta bilduma-jabeei horiek konpontzera animatzen diegu. Proiektuan zehar bildutako datuen kudeaketa zentralizaturako azpiegitura eraginkor bat sortu genuen (Progeno datu-basea).
Azkenik, landare-baliabide genetikoak eta haien datuak partekatzearekin lotutako legezko erronkak eta arriskuak, baita jabetza intelektualaren inguruko gaiak ere, aztertu ziren. 3. lan-paketean (WP3), germoplasma bildumen egitura genetikoa deskribatu zen ezaugarri fenotipikoak eta markatzaile molekularrak erabiliz. Entseguak EBko eta Txinako sare batean ezarri ziren. Ezaugarri fenotipiko garrantzitsuak ebaluatu ziren: ernetzea, laboreen ezarpena, estres biotiko eta abiotikoarekiko erantzuna, bazka eta hazien etekina, eta bazka eta aleen kalitatea. Txinako eta Europako germoplasmaren deskribapena, genotipo x ingurune interakzioaren ikuspegi orokorra eman ziren, eta germoplasma itxaropentsua identifikatu zen. Germoplasmaren egitura genetikoa 1. lan-paketean lortutako genotipo-datuak erabiliz deskribatu zen. 4. lan-paketean, laboreen errendimenduan eta egonkortasunean inplikatutako ezaugarrien aldakuntza fenotipikoaren zati handi bat azaltzen zuten geneak, aleloak eta markatzaile molekularrak identifikatu ziren, estres biotiko eta abiotikoarekiko erresistentzia barne.
Genotipo eta fenotipo datuak dituen 2. lan-paketearen datu-basea erabili zen genoma osoko asoziazio-analisietarako (GWAS). WP5-k hazleei ezagutza eta tresnak eman zizkien hautespen genomikoa ezartzeko, markatzaile bidezko hautespen mota bat, kasu askotan hautespen fenotipikoa baino eraginkorragoa dena. Tresna intuitibo bat garatu da datuak kudeatzeko eta hazkuntza-balioak (BV) eta hazkuntza-balio genomikoak (GV) kalkulatzeko. Hainbat determinatzailek VGE iragarpen ekuazioaren zehaztasunean duten eragina ebaluatu zen eta hobekuntza irtenbideak proposatu ziren, hautaketa genomikoa barne. WP6-k proiektuaren emaitzak komunitate zientifikoari zabaldu zizkion eta berrikuntzak interesdunei transferitu zizkien.
EUCLEGek Europa eta Txinaren proteinen inportazioekiko menpekotasuna murriztea du helburu, gizakien eta animalien elikadurarako garrantzi ekonomiko handia duten lekaleen laboreen hazkuntza-estrategia eraginkorrak garatuz. Helburua bazka-lekadunen (alpapa eta hirusta gorria) eta ale-lekadunen (ilarrak, babak eta soja) dibertsifikazioa, laboreen produktibitatea, errendimenduaren egonkortasuna eta proteinen kalitatea hobetzea da.
Baliabide genetiko anitz eta zabalak erabiliz eta tresna molekular aurreratuak aprobetxatuz, EUCLEGek baliabide genetiko, fenotipazio metodo eta tresna molekular onenak identifikatu eta garatzea du helburu, Europako eta Txinako agroekologia-eremu adierazgarrietan estres biotiko eta abiotikoen pean errendimendu hobea duten lekale barietateak hazteko. Bazka-espezieen erabilera berrien potentziala aztertuko da giza elikadurarako.
Baliabide genetikoen trukea eta erabilera errazteko, bila daitezkeen datu-baseak garatu edo eraikiko dira pasaporteko, agronomiako eta genetikoak gordetzeko. Baliabide genetikoak hainbat tokitan egindako entseguetan ebaluatzeak hazkuntza-materialaren hedapena eta agroekologiaren egokitzapenaren hedapena ahalbidetuko du. Ezaugarri genetiko gakoen arkitektura genetikoa asoziazio-azterketen bidez aztertuko da, ezaugarri fenotipikoekin lotutako markatzaile molekularrak identifikatzeko.
Azkenik, hautaketa genomikoaren estrategiak ebaluatuko dira aurrerapen genetikoa hobetzeko duten potentziala aztertzeko. Hazleei genotipatzeko, datuen kudeaketarako eta kalkulurako tresna praktikoak emango zaizkie, markatzaileek lagundutako hautespena eta hautespen genomikoa ezartzeko, epe luzera barietate berriak sortzea ahalbidetuko dutenak. EUCLEGen pean sortutako elkarteak, Europako eta Txinako institutu publikoak eta enpresa pribatuak biltzen dituenak, ikerketatik hazi-industriara ezagutza transferitzea bermatzen du.
EBk finantzatutako proiektu batek Europari eta Txinari proteinen autonomia maila handitzen laguntzen die. Lekaleak elikagai eta pentsuen ekoizpenaren zati garrantzitsua dira eta eragin positiboa dute ingurumenean. Proteina ugari dutenez, nitrogenoa laborantza-sistemetan sartzen laguntzen dute, eta horrela, nitrogeno-ongarri sintetikoen beharra murriztu dezakete. Haragiaren alternatiba nutritiboa ere eskaintzen dute, hazten ari den merkatua, eta askok landare-oinarritutako proteinen ekoizpenaren potentziala aprobetxatzeko modu berriak bilatzen dituzte. Beraz, lekale gehiago hazteko arrazoi asko daude. Hala ere, Europan eta Txinan, landare-proteinak hazteko egokiak diren agroekologia-baldintzak dituzten eremuetan, gabezia bat dago, bi kontinenteak proteinen inportazioen eta nitrogeno-ongarri sintetikoen erabilera zabalaren menpe baitaude neurri handi batean. EBk finantzatutako EUCLEG (Breeding of Grain and Forage Legumes to Increase Protein Self-Sufficience in the EU and China) proiektuak mendekotasun hori murrizten laguntzen ari da. «Lekaleen laboreetan ari gara lanean, barietateak hobetzea helburu nagusitzat hartuta», dio Bernadette Julierrek, INRAEko proiektuaren koordinatzaileak eta ikerketa zuzendariak, Frantziako Nekazaritza, Elikadura eta Ingurumen Ikerketa Institutu Nazionalekoak. Honek genotipatzea, fenotipatzea eta lan estatistikoa barne hartzen zituen.
Aurrerapen genetikoa hobetzea EUCLEGek Europan gehien landutako bost lekale espezieetan jarri zuen arreta: bi bazka-lekale, alpapa eta hirusta gorria, eta hiru ale-lekale, ilarra, baba zabala eta soja. "Gure helburuak landare-hazleei hobeto egokitutako eta errendimendu handiagoa duten barietateak sortzen laguntzea ziren. Lekale-barietate hauek lekaleak dagoeneko hazten diren eremu geografikoetan haziko dira eta egungo barietateek baino errendimendu, kalitate eta egonkortasun handiagoa eskainiko dute, edo lekaleen laborantza urria den eskualdeetan laborantza-eremua zabaltzen lagunduko dute", azaldu du Julierrek. Errendimendu handiagoek eta laborantza-eremu handiagoek tokiko proteina gehiago ekoizten lagunduko dute; Barietate berriak errazago sartuko dira laboreen txandaketetan dibertsifikaziorako."
Proiektuaren lanak bost lekale espezie nagusiren genotipifikazio tresnak argitaratu edo onartu ditu. "Espezie bakoitzaren barruan landareen hazkuntzarako eskuragarri dagoen dibertsitate genetikoari buruzko ikuspegi berria ere lortu dugu. Hainbat motatako atzipenetan lortutako markatzaile kopuru handiak alfalfa eta sojaren inguruko ezagutza berritu du argi eta garbi. "Aldakortasun fenotipikoaren iturri berriak ere identifikatu dira", gaineratu du Julierrek. Genotipifikazio genomikoa erabiliz, proiektuak ezaugarrien aldakortasunarekin lotutako markatzaile molekularrak identifikatu ahal izan zituen. Markatzaile hauek hobekuntza genetikoko programetan erabil litezke aurrerapen genetikoa bizkortzeko. "Gainera, ezaugarri gakoen aurreikuspen-ahalmena kalkulatu da, eta emaitzek iradokitzen dute hautespen genomikoak lekaleen hazkuntzan ere aurrerapen genetikoa bizkortu beharko lukeela, beste landare eta animalia espezie garrantzitsu batzuetan egin duen bezala", dio Julierrek.
Anbizioa handitzea Hainbat lekale-hazlek, publikoek zein pribatuek, lagundu dute datuak biltzen eta aztertzen. «Lankidetza honek ezagutza ikerketatik industriara transferitzea errazten du», dio Julierrek. Proiektuan zehar, hazleentzako prestakuntza saioak ere antolatu ziren. "Lekaleen hazkuntza molekularraren potentziala ikusi dute. Epe luzera, espero dut lekaleen hazkuntzak tresna molekularrak erabiliko dituela aurrerapen genetikoa bizkortzeko eta muga eta erabilera desberdinetara egokitutako barietateak kaleratzeko", gaineratu du. Hurrengo urratsei dagokienez, proiektuak hazkuntza molekularrarekin hazkuntza fenotipikoarekin alderatuta lor daitekeen aurrerapena erakustea du helburu. «Aldi berean, ezinbestekoa da genotipazio-kostuak murriztea, hazkuntza-programa batean beharrezkoak diren metodoak eta markatzaile kopurua egokituz. Azkenik, hazkuntza-programek egokitu egin behar dute hazkuntza molekularra barietateen sorrera-prozesuan sartzeko, eta, aldi berean, iragarpen-ekuazioak eta markatzaileak eguneratu behar dituzte aztergai den aniztasun genetikoa islatzeko", ondorioztatzen du Julierrek.
Proiektuaren emaitzetan oinarrituta, institutu publikoetako edo enpresa pribatuetako lekaleen hazleek beren hazkuntza-eskemak alda ditzakete dibertsitate genetikoaren erabilera optimizatzeko eta markatzaile bidezko hazkuntza ezartzeko.
Aurrerapen genetikoa bultzatuko da datozen urteetan barietate berriak sortuz, elikagai eta pentsuen erabileretara eta eskualdeko murrizketetara egokitzeko hobetuak. Bitartean, hazleek errendimendu eta kalitate handia erakutsi duten barietateetan fidatu daitezke, baita baldintza frogatuetan errendimenduaren egonkortasuna ere. Lekale barietateen erabilera zabal honek nekazaritza-aurrekontu orekatua bermatzea espero da.
Eragin handia izango du EBren pentsu eta elikagaietarako proteinen autonomian, laboreen dibertsifikazioarekin lotutako ekosistema-zerbitzuak handituko ditu eta nekazaritza-sistemetan nitrogeno-hornikuntzan lagunduko du.
- INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE, L'ALIMENTATION ET L'ENVIRONNEMENT (INRAE)
Lotutako proiektuak
