لأول مرة.. فك شيفرة جينوم شجرة بن الأرابيكا

أشار التحليل الأولي لجينوم شجرة البن الأرابيكا إلى الدور المهم للطفرات والتبادلات الكروموسومية في تطور هذا النبات.

تمكّن علماء الوراثة الأمريكيون والفرنسيون والإيطاليون لأول مرة من فك شيفرة جينوم أشجار البن التي تنتج حبوب "أرابيكا" ( Coffea arabica )، وهي أكثر أنواع البن شعبية. وأشار التحليل الأولي لجينوم شجرة البن هذه إلى الدور المهم للطفرات والتبادلات الكروموسومية في تطور هذا النبات. وقد نشر الباحثون نتائج الدراسة في مجلة Nature Communications .

وأظهر تحليل جينوم الأرابيكا أن هذا التطور في شجرة البن قد شهد مؤخرا عددا كبيرا من الانحرافات الكروموسومية، بما في ذلك الحذف والازدواج وتبادل الكروموسومات وأقسامها الفردية. وهذه الحالات الشاذة هي المصدر الرئيسي للتغيرات في بنية الشجرة التي تتميز بمستويات منخفضة للغاية من التنوع الجيني".

إقرأ المزيد

ماذا يحدث عند الإقلاع عن الكافيين؟

وتم التوصل إلى هذا الاستنتاج من قبل مجموعة من العلماء الأوروبيين والأمريكيين بقيادة ميشيل مورغانتي الأستاذ في جامعة "أوديني"، وذلك في إطار مشروع واسع النطاق مخصص لدراسة التاريخ الجيني لتطور الأرابيكا.

وكان علماء الوراثة في الماضي يسعون إلى فك شيفرة الحمض النووي لهذا النوع من البن، لكنهم لم يتمكنوا من تحقيق ذلك بشكل كامل بسبب البنية المعقدة لجينوم هذا النبات، وهو هجين بين شجرتي البن الأخريين Robusta وCoffea eugenioides.

وقد تمكن الباحثون من حل هذه المشكلة باستخدام تكنولوجيتين جديدتين نسبيا لتسلسل الحمض النووي، وهما On-Scale Nanopore Sequencing وHi-C، وهي تكنولوجيا يمكنها تطبيق أعداد كبيرة من العلامات على الحمض النووي في الكروموسومات واستخدامها لإعادة بناء البنية والتركيب لثلاثي الأبعاد لشكل الجينوم. وباستخدام هذه الأساليب تمكن العلماء من قراءة جينوم الأرابيكا بأكمله، والذي يتكون من 1.32 مليار نيوكليوتيدات ("حروف" الحمض النووي) و22 كروموسوما.

وأكد التحليل اللاحق لبنية خيوط الحمض النووي هذه أن الأرابيكا عبارة عن هجين من نوعين آخرين من البن، وهما يمثلان ما يقرب من نصف جينوم بن الأرابيكا و27-28 ألف جين آخر. وبالإضافة إلى ذلك، اكتشف العلماء أن الأرابيكا لديها مستوى منخفض نسبيا من التنوع الجيني، واكتشفوا أيضا أدلة على وجود عدد كبير من عمليات إعادة الترتيب في بنية الكروموسومات، والتي كانت مصحوبة بالحذف والازدواجية وتبادل أجزاء مختلفة منها.

يذكر أن هناك أكثر من 120 نوعا من أشجار البن، ويستخدم نصفها في صناعة المنتجات الغذائية المختلفة. ومع ذلك فإن ثلاثة منها فقط ، وهي الأرابيكا (Coffea arabica)، وليبيكا ((Coffea liberica)، والروبوستا (Coffea canephora)، تستخدم على نطاق واسع في صناعة المواد الغذائية لإنتاج القهوة، حيث تمثل الأرابيكا والروبوستا 56% و43% من القهوة العالمية.

المصدر: تاس