H2020 EUCLEG Proiektua: bazka eta aleen lekaleak hobetzea EBn eta Txinan proteina-autosufizientzia areagotzeko
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2017 -2021
- Esleitutako Aurrekontua 5.000.000,00 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia H2020
- Proiektuaren webgunea Proyecto EUCLEG
Genotipo- eta fenotipo-datu kopuru ikaragarria bildu da ehunka lekale-sartzeetatik EBk finantzatutako EUCLEG proiektuaren baitan. Aniztasun genetikoaren deskribapena, ezaugarrien aldakuntzarekin lotutako markatzaileak eta iragarpen genomikoaren ekuazioak lekaleen hobekuntza genetikoa aurrera egiteko aukera berriak zabaltzen dituzten emaitzak dira.
Estatistika eta hazkuntza molekularrari buruzko prestakuntza eskaini da, EUCLEGen barruan zein kanpoan, emaitza itxaropentsu hauek partekatzeko, argitalpenez eta kongresuetako lanez gain. Institutu publikoetako edo enpresa pribatuetako hazleek ezagutza hori erabil dezakete orain aniztasun genetikoa optimizatzeko eta markatzaileen bidezko hazkuntza ezartzeko. Aurrerapen horrek guztiak, Europan eta Txinan abeltzaintzan eta nekazaritzan lekaleen erabilera sustatzen lagunduko duten barietate berrien hobekuntza genetiko azkarragorako estrategiak ekarriko ditu, eta proteina-mendekotasuna murrizten lagunduko dutenak, horrela proiektuaren helburu orokorrei lagunduz.
Genotipoaren datuak sortu dira:
- Alfalfa - Europa: GBS-k 1061 atxikipen genotipatu zituen. Datuen % 5 baino gutxiago falta duten 228K SNP-ren alelo-maiztasunak eta datu faltarik ez duten 118k SNP-etarako. Txina: 220 banako genotipatu ziren genoma osoa sekuentziazioa erabiliz (560K SNP).
- Hirusta gorria: GBS-k 641 atxikipen genotipatu zituen. 65K SNP markatzaileentzako alelo-maiztasunaren datuak.
- Indaba zabala: 400 atxikimendu genotipatu ziren 50K Haba bean Axiom array batekin. 35K markatzaileentzako genotipo datuak.
- Ilarra: 260 atxikipen genotipatu ziren 13K GenoPea array erabiliz. 12K markatzaileentzako genotipoaren datuak.
- Soja: 479 Europako eta 326 Txinako atxikipen genotipatu ziren 355K SoySNP arrayarekin. Europan eta Txinan xede diren bost espezietako landare-baliabide genetikoen inbentarioak egin ziren, eta EURISCO sistemaren eta Europako laboreen datu-baseen arteko aldeak murriztu ziren.
Txostenak prestatu ziren landare-baliabideen trukearekin, Txinako landare-barietateen babeserako sistemarekin eta Europako hazleentzat duen garrantzia deskribatzeko erronkak eta arriskuak. Hogeita hamalau landa-esperimentu egin ziren Europan eta Txinan ehunka atxikimendurekin, 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.
Progeno sisteman proiektuaren datuak kudeatzeko azpiegitura zentrala ezarri zen, non bazkideek genotipo eta fenotipo datuak inportatzen zituzten. Aniztasun fenotipiko eta genetiko izugarria agerian geratu zen bost espezietan. Markatzaile asko erabili direnez, egungo ezagutzari egitura genetikoa gehitu zaio. Esaterako, alpapan, Txinan eta EB-Amerikan aniztasuna oso desberdina da, eta EB-Amerika aniztasunaren artean, barietateen jatorri geografikoari lotutako aniztasun sorta dago neurri batean.
Soja-n, genoma osoko dibertsitate genetikoko azterketa batek Europako soja-bilduma batean hautapen-sinadura anitz agerian utzi zituen basati eta landutako soja-bildumekin alderatuta. Genotipo x inguruneko elkarrekintzak orokorrean garrantzitsuak izan ziren, baina etekin handiko atxikipenak eta/edo ezaugarri positiboak zituzten atxikipenak identifikatu ziren. GWAS bat egin zen eta bost espezietako ia ezaugarri guztien QTL zerrendak agerian utzi zituen. QTL eskualdeetako genomaren oharpenaren azterketa batek gene hautagai potentzialen zerrendak eman zituen, zeinen sekuentzia aniztasunak aldakuntza fenotipikoa azal dezakeen.
Iragarpen genomikoa ezartzeko beharrezkoak diren errutinak garatu dira, eta EUCLEGeko kideak trebatu dira. Aurreikuspen genomikoak aurretik argitaratutako ikerketa gehienetan baino zehatzagoak ziren, ziurrenik atxikipen kopuru handia eta markatzaile ugari erabiltzeagatik. Iragarpen genomiko estandarra 0,5 baino handiagoa izan ohi zen, eta iragarpen genomikoaren ekuazioetan QTL gehitzeak iragarpen ahalmena 0,8ra igo zuen bitartean. Work Package 6-n (WP6), lankidetza-webgune bat sortu zen proiektuaren emaitzak partekatzeko, eta buletinak sortu eta banatu ziren. Emaitzak hainbat kongresu zientifikotan aurkeztu dira eta hainbat artikulu argitaratu dira parekideen arteko aldizkarietan; beste batzuk prestatzen ari dira.
EUCLEGek bost lekale-espezie nagusiren aurrerapen genetikoa hobetzeko tresnak eta ezagutzak eskaintzea zuen helburu: bazka-lekale bi, alpapa eta hirusta gorria, eta hiru ale lekale, ilarra, babarrunak eta soja. Honek genotipatzea, fenotipatzea eta estatistika lana izan zuen. WP1en, tresna molekularrak eta genomikoak garatu ditugu. Kanpoko bazka-laboreetarako, sekuentziazio bidezko genotipizazioa (GBS) erabili dugu atxikipen bakoitzeko indibiduoen (pool-GBS) markatzaileak lortzeko. Autopolinizatutako hiru ale lekaleetarako, SNP array teknologia erabili dugu atxikipenak genotipatzeko. WP2n, Europako eta Txinako landare-baliabide genetikoen bildumetako datuetarako sarbidea egituratu eta hobetu dugu. Hutsuneak identifikatzen ditugu (bai pasaportea, bai datu fenotipikoak) dauden informazio sistemetan eta bilketa-jabeak horiei aurre egitera bultzatzen ditugu. Proiektuan zehar jasotako datuen kudeaketa zentralizatua egiteko azpiegitura eraginkor bat sortu dugu (Progeno datu-basea).
Azkenik, landare-baliabide genetikoak eta haien datuak partekatzearekin lotutako legezko erronkak eta arriskuak aztertu ziren, bai eta jabetza intelektualeko gaiak ere. Work Package 3 (WP3) atalean, germoplasma-bildumen egitura genetikoa deskribatu zen ezaugarri fenotipikoak eta markatzaile molekularrak erabiliz. Saiakuntzak EBko eta Txinako ezarpen sare batean ezarri ziren. Ezaugarri fenotipiko garrantzitsuak ebaluatu dira: ernetzea, laborearen ezarpena, estres biotiko eta abiotikoarekiko erantzuna, bazka eta hazien etekina eta bazka eta aleen kalitatea. Txinako eta Europako germoplasmaren deskribapena, genotipoaren x ingurunearen elkarrekintzaren ikuspegi orokorra eman zen eta itxaropenezko germoplasma identifikatu zen. Germoplasmaren egitura genetikoa deskribatu zen 1. lan-paketean lortutako genotipo-datuak erabiliz. 4. lan-paketean, laborearen errendimenduan eta egonkortasunean parte hartzen duten ezaugarrien aldakuntza fenotipikoaren asko azaltzen zuten gene, alelo eta markatzaile molekularrak identifikatu ziren, estres biotiko eta abiotikoekiko erresistentzia barne.
Work Package 2 datu-basea, genotipo eta fenotipo datuak biltzen dituena, genoma osoko elkarteen analisiak egiteko (GWAS) erabili zen. WP5-ek hazleei hautespen genomikoa ezartzeko ezagutza eta tresnak eman zizkion, markatzaileek lagundutako hautaketa modu bat, kasu askotan hautaketa fenotipikoa baino eraginkorragoa dena. Tresna intuitibo bat garatu zen datuak kudeatzeko eta ugaltzeko balioak (BV) eta ugalketa balio genomikoak (GV) kalkulatzeko. Hainbat determinatzailek VGE iragarpen-ekuazioaren zehaztasunean duten eragina ebaluatu eta hobekuntza-soluzioak proposatu ziren, hautaketa genomikoa barne. WP6k proiektuaren emaitzak komunitate zientifikoari zabaldu zizkion eta berrikuntzak interesdunei transferitu zizkien.
EUCLEGek Europa eta Txinak proteina inportazioekiko duten mendekotasuna murriztea du helburu, gizakien eta animalien elikadurarako garrantzi ekonomiko handia duten lekale-laboreetarako hazkuntza-estrategia eraginkorrak garatuz. Helburua bazka-lekaleen (alpapa eta hirusta gorria) eta ale-lekaleen (ilarrak, babarrunak eta soja) dibertsifikazioa, laboreen produktibitatea, etekinaren egonkortasuna eta proteina-kalitatea hobetzea da.
Baliabide genetiko anitz eta zabalak erabiliz eta tresna molekular aurreratuak baliatuz, EUCLEGek baliabide genetiko, fenotipizazio metodo eta tresna molekular onenak identifikatzea eta garatzea du helburu, Europako eta Txinako zona agroekologiko adierazgarrietan errendimendu hobeak dituzten lekale barietateak hazteko. Giza elikadurarako bazka espezieen erabilera berrien potentziala aztertuko da.
Bila daitezkeen datu-baseak garatu edo eraikiko dira pasaportea, datu agronomikoak eta genetikoak gordetzeko, baliabide genetikoak trukatzea eta erabiltzea errazteko. Gune anitzeko entseguetan baliabide genetikoak ebaluatzeak ugaltzeko materiala zabaltzea eta egokitzapen agroekologikoa hedatzea ahalbidetuko du. Ezaugarri genetiko gakoen arkitektura genetikoa asoziazio-azterketen bidez aztertuko da, ezaugarri fenotipikoekin lotutako markatzaile molekularrak identifikatzeko.
Azkenik, hautapen genomikoaren estrategiak aurrerapen genetikoa hobetzeko duten ahalmena ebaluatuko da. Hazleei genotipatzeko, datuak kudeatzeko eta konputaziorako tresna praktikoak emango zaizkie markatzaileek lagundutako hautaketa eta hautaketa genomikoa ezartzeko, epe luzera barietate berriak sortzeko. Europa eta Txinako institutu publikoak eta enpresa pribatuak biltzen dituen EUCLEG-en eskutik sortutako elkarteak ikerketatik hazien industriara ezagutzaren transferentzia bermatzen du.
EBk finantzatutako proiektu bat Europari eta Txinari proteina-autonomia maila handitzen laguntzen ari da. Lekaleak elikagaien eta pentsuen ekoizpenaren zati garrantzitsu bat dira eta eragin positiboa dute ingurumenean. Proteina ugaritan, laborantza sistemetan nitrogenoa sartzen laguntzen dute, eta, ondorioz, nitrogeno-ongarri sintetikoen beharra murrizten dute. Haragiaren ordez landareetan oinarritutako alternatiba nutritiboa ere eskaintzen dute, hazten ari den merkatua, eta askok landareetan oinarritutako proteinen ekoizpenaren potentziala aprobetxatzeko modu berriak bilatzen dituzte. Hori dela eta, lekale gehiago hazteko arrazoi asko daude. Hala ere, Europan eta Txinan, landare-proteinak hazteko baldintza agroekologiko egokiak dituzten eremuetan, gabezia bat dago, bi kontinenteek proteina-inportazioen eta ongarri nitrogenatu sintetikoen erabilera zabalaren menpekotasun handia baitute. Mendekotasun hori murrizten laguntzen ari da EBk finantzatutako EUCLEG (Breeding of Grain and Forage Legumes to Increase Protein Self-Sufficiency in the EU and China) proiektua. "Lekaleen laboreetan ari gara lanean, barietateak hobetzeko azken helburuarekin", dio Bernadette Julier-ek, INRAE Frantziako Nekazaritza, Elikadura eta Ingurumeneko Ikerketako Institutu Nazionaleko proiektuko koordinatzaileak eta ikerketa zuzendariak. Honek genotipatzea, fenotipatzea eta estatistika lana izan zuen.
Aurrerapen genetikoa hobetzea EUCLEG-ek Europan gehien lantzen diren bost lekale espezietan zentratu zen: bazka-lekale bi, alpapa eta hirusta gorria, eta hiru ale lekale, ilarra, baba eta soja. "Gure helburuak landare-hazleei errendimendu handiagoko barietate egokituak sortzen laguntzea zen. "Lekale barietate hauek lekaleak dagoeneko hazten diren eremu geografikoetan haziko dira eta egungo barietateek baino etekin, kalitate eta egonkortasun handiagoak eskainiko dituzte, edo laborantza-eremua zabaltzen lagunduko dute laborantza-eremua zabaltzen lagunduko duten eskualdeetan", azaldu du Julier-ek laborantza-eremu handiagoetan. tokiko proteinak barietate berriak errazago sartuko dira laborantza txandaketetan dibertsifikatzeko.
Proiektuaren lanaren ondorioz, bost lekale-espezie nagusientzako genotipaketa genomikoaren tresnak argitaratu edo onartu dira. "Espezie bakoitzaren barnean landare-hazkuntzarako eskuragarri dagoen aniztasun genetikoari buruzko ikuspegi berria ere lortu dugu. Atxikimendu-sorta zabalean lortutako markatzaile kopuru handiak argi berritu du alpapa eta sojaren inguruko ezagutza. "Aldakuntza fenotipikoaren iturri berriak ere identifikatu dira", gaineratu du Julierrek. aurrerapen genetikoa azkartzeko programak "Gainera, ezaugarri nagusien iragarpen-ahalmena kalkulatu da, eta emaitzek iradokitzen dute hautapen genomikoak ere bizkortu beharko lukeela lekaleen hazkuntzan, beste landare- eta animalia-espezie garrantzitsu batzuetan bezala", dio Julierrek.
Anbizioa areagotzen Hainbat lekale-hazle, publiko zein pribatu, datuen bilketa eta azterketan lagundu zuten. "Elkarlan honek ikerketatik industriara ezagutzaren transferentzia errazten du", adierazi du Julierrek. Proiektuan zehar, hazleentzako prestakuntza saioak ere antolatu ziren. "Hazkuntza molekularraren potentziala ikusi dute lekaleetan. Epe luzera, espero dut lekaleen hazkuntzak tresna molekularrak erabiliko dituela aurrerapen genetikoa azkartzeko eta muga eta erabilera ezberdinetara egokitutako barietateak askatzeko", gaineratu du. Hurrengo pausoei dagokienez, proiektuak hazkuntza molekularrekin hazkuntza fenotipikoaren aldean lor daitekeen aurrerapena frogatzea du helburu. «Aldi berean, funtsezkoa da genotipatze-kostuak murriztea, hazkuntza-programa batean behar diren metodoak eta markatzaile kopurua egokituz. Azkenik, ugalketa-programak egokitu egin behar dira hazkuntza molekularra barietateen sorrera-prozesuan sartzeko, eta, aldi berean, iragarpen-ekuazioak eta markatzaileak eguneratzen dituzte aztergai den aniztasun genetikoa islatzeko", ondorioztatu du Julierrek.
Proiektuaren emaitzen arabera, institutu publikoetako edo enpresa pribatuetako lekale-hazleek beren hazkuntza-eskemak alda ditzakete, aniztasun genetikoaren erabilera optimizatzeko eta markatzaileen bidezko hazkuntza ezartzeko.
Datozen urteetan aurrerapen genetikoa bultzatuko da barietate berrien sorrerarekin, hobetuak elikagaien eta pentsuen erabileretara egokitzeko, baita eskualdeko murrizketetara ere. Bitartean, mahastizainek lehendik dauden barietateetan konfiantza izan dezakete errendimendu eta kalitate handia erakutsi duten barietateetan, baita etekinaren egonkortasuna ere frogatutako baldintzetan. Nekazaritza sistemetan lekale barietateen erabilera hedatu honek nekazaritza aurrekontu orekatua bermatzea espero da.
Era berean, eragin handia izango du EBko pentsu eta elikagaietarako proteina-autonomian, laboreen dibertsifikazioarekin lotutako ekosistema-zerbitzuak areagotuko ditu eta nekazaritza-sistemetako nitrogeno-hornikuntzan lagunduko du.
- INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE, L'ALIMENTATION ET L'ENVIRONNEMENT (INRAE)
Lotutako proiektuak
