מדענים מפצחים את הקוד על היתרונות הבריאותיים של ברוקולי

מחקר חדש זיהה גנים חיוניים בברוקולי המשפרים את התרכובות הנלחמות בסרטן, ומבטיחים זני יבולי ברסיקה בריאים יותר

ניתוח גנומי מקיף של ברוקולי חשף את הבסיס הגנטי לייצור גלוקוזינולטים (GSL), חומרים הידועים ביתרונות הבריאותיים שלהם, כמו תכונות אנטי-סרטניות. החוקרים בנו גנום באיכות גבוהה ברמת הכרומוזום והצביעו על גנים חיוניים האחראים לסינתזת GSL. מחקר זה מספק ידע רב ערך עבור מחקר גנטי שלאחר מכן וגידול של גידולי ברסיקה עם פרופילים תזונתיים משופרים, מה שמציב את הקרקע ליתרונות בריאותיים משופרים מירקות הנאכלים הנפוצים הללו.

ברוקולי ידוע ביתרונותיו הבריאותיים, בעיקר בשל תכולת הגלוקוזינולט העשירה שלו (GSL), בעלת תכונות אנטי-סרטניות ונוגדות חמצון. למרות מחקרים נרחבים על Brassica מִין, הבסיס הגנטי לגיוון GSL נותר לא ברור. הבנת המנגנונים הללו חיונית לשיפור הערך התזונתי של ברוקולי וגידולים נלווים. מחקר קודם זיהה מבני GSL שונים, אך הגנים הספציפיים ותפקידיהם בביו-סינתזה של GSL זקוקים לחקירה נוספת. טיפול בפערים אלו חיוני להתפתחות משופרת גנטית בראסיקה גידולים עם יתרונות בריאותיים משופרים.

מיפוי גנומי מפורט על ידי האוניברסיטה החקלאית של הונאן

מחקר שנערך לאחרונה על ידי חוקרים מהאוניברסיטה החקלאית של הונאן, שפורסם בכתב העת מחקר גננות, מציגה מכלול גנום בקנה מידה של כרומוזומים של ברוקולי. מחקר זה משתמש בטכנולוגיות רצף מתקדמות כדי לספק ניתוח מפורט של ביוסינתזה של GSL.

המחקר הרכיב בהצלחה גנום באיכות גבוהה של ברוקולי בקנה מידה כרומוזום באמצעות קריאות מתקדמות של PacBio HiFi וטכנולוגיית Hi-C, והשיג גודל גנום כולל של 613.79 Mb ו-Contig N50 של 14.70 Mb. מפה גנומית מפורטת זו אפשרה זיהוי של גנים מרכזיים המעורבים בביוסינתזה של GSL, כולל הגן החיוני מתילתיו-אלקימלאט סינתאז 1 (MAM1).

המחקר הראה כי ביטוי יתר של BoMAM1 בברוקולי מגביר באופן משמעותי את הצטברות של C4-GSLs, מה שמדגיש את תפקידו החיוני בביוסינתזה של GSL. בנוסף, המחקר סיפק תובנות לגבי המנגנונים האבולוציוניים התורמים למגוון של פרופילי GSL בין בראסיקה מִין. ממצאים אלו מציעים הבנה מקיפה של הגורמים הגנטיים המשפיעים על ייצור GSL, אשר חיוני למחקרים גנטיים עתידיים ולפיתוח של בראסיקה גידולים בעלי תכונות תזונתיות משופרות.

השלכות וצפי עתידי

ד"ר ג'ונווי וואנג, מחבר מקביל של המחקר, קבע, "הממצאים שלנו מספקים הבנה מקיפה של הגורמים הגנטיים המשפיעים על ביו-סינתזה של GSL בברוקולי. ידע זה חיוני לשיפור גנטי עתידי ולשיפור הערך התזונתי של בראסיקה יבולים."

מחקר גנומי זה מציע משאבים יקרי ערך עבור תוכניות גידול מולקולריות שמטרתן לשפר את התוכן התזונתי של ברוקולי ואחרים. בראסיקה יבולים. על ידי הבנת הבסיס הגנטי של ביוסינתזה של GSL, חוקרים יכולים לפתח זנים עם יתרונות בריאותיים משופרים, התורמים לבריאות ולתזונה טובה יותר של האדם.

עבודה זו נתמכה על ידי תוכנית המפתח הלאומית למחקר ופיתוח של סין (2022YFF1003000), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (32372682, 32272747, 32072585, 32072568), פרויקטי שיתוף הפעולה הבינלאומיים של תוכנית המחקר והפיתוח הלאומית של סין (201022Y3FE), פרויקט החדשנות במחקר לתארים מתקדמים של הונאן (2023XC103), ותוכנית ההכשרה לחדשנות ויזמות לסטודנטים (S202310537006X).