Grand grain : Un regard à l'évolution continue du blé

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Cette source fiable de nourriture, qui a également comporté la capacité d'entreposage à long terme, a permis le développement des villages, puis des villes, des villes, des nations, et de la croissance de la population humaine d'un 1 million environ à plus de 7 milliards en seulement 11 millénaires. Le blé s'est développé avec et devenir la céréale la plus importante simple de cette évolution, avec le commerce mondial moderne dans le blé dépassant cela de toutes autres cultures combinées.

Les premiers blés avec succès cultivés étaient einkorn, les espèces diploïdes (de chromosome appareillé), et l'emmer, un hybride naturel de deux herbes sauvages diploïdes. Tandis que les agriculteurs préhistoriques ne connaissaient rien de la génétique, ils néanmoins avaient l'habitude le croisement – accidentel et délibéré – en grande partie avec les herbes sauvages, et la sélection des meilleurs grains pour semer des champs d'avenir. Cela a mené à un rendement plus fort et plus grand et à de nouvelles variétés plus comestibles de blé – et la cession certaine de l'einkorn et de l'emmer par l'âge du bronze.

Les nouveaux blés étaient polyplosides (plus de deux ensembles appareillés de chromosomes), résultant en grande partie des procédés et de l'expérimentation de culture par des cultivateurs. (Quatre ensembles de chromosomes en chaque cellule) les variétés tétraploïdes de blé domestiqué sont devenues prédominantes en tant que culture humaine intensifiée et par la suite ont été croisées (apparent accidentellement) avec des espèces diploïdes sauvages, créant les hexaploids (six ensembles de chromosomes).

Bikram Gill, Ph.D., est le directeur du centre de ressources de la génétique de blé chez le Kansas Université d'État. Lui et son équipe ont tracé le génome de blé et pouvaient plus tard identifier un gène qui empêche la germination avant la récolte, un problème qui peut causer des pertes de récolte prévues à $1 milliards annuellement. Crédit : Division du Kansas Université d'État des communications et du marketing, David Mayes

Le blé explique plus de 20 pour cent de calories humaines totales de nourriture et est l'aliment principal pour environ 40 pour cent de la population du monde, principalement en Europe, l'Amérique du Nord, et Asie occidentale et du nord. Environ 95 pour cent sont froment panifiable, avec le reste étant blé dur, utilisé dans des produits de pâtes et de semoule.

La teneur plus élevée en gluten des blés durs les rend meilleurs pour faire le pain, les petits pains, et la farine tout usage, alors que des blés tendres sont employés pour le pain, les gâteaux, les pâtisseries, les biscuits, les petits pains, et les biscuits plats. Le blé est digéré facilement par presque 99 pour cent de la population humaine, est fortement nutritif, est responsable presque 700 de millions de tonnes de nourriture a produit tous les ans, et peut être développé dans les environnements des régions arctiques proches à l'équateur, niveau de la mer à 13 000 pieds.

En grande partie en raison de son endroit dominant dans le régime humain, le blé également a été le sujet de nombreuses modifications, des premiers producteurs humains qui ont choisi le meilleur des grains de prédécesseur pour cultiver, « au blé semi-nain, » une tension maladie-résistante et engrais-favorable avec des actions plus courtes et plus épaisses qui pourraient soutenir le plus grand poids du grain. L'augmentation en résultant du rendement fiable a gagné le lotisseur Norman Borlaug le prix 1970 de paix Nobel pour la baisse suivante dans la faim et la famine du monde.

D'ici 1997, des 81 pour cent environ d'acres plantées du monde de 530 millions de blé cultivaient les blés semi-nains. Un ministère de l'agriculture des États-Unis l'étude (l'USDA) l'année suivante a montré des rendements de blé des États-Unis faisant la moyenne de 41,7 boisseaux par acre ; cela a fait une pointe à 47,1 en 2014.

Mais l'accomplissement de Borlaug était seulement un de beaucoup de changements des types de blé et des méthodes de transformation à travers les millénaires, particulièrement au siècle passé. Contraire à quelques réclamations, cependant, tout le résultat de différentes tensions de croisement de blé et des plantes relatives, pas génie génétique pour présenter des gènes des espèces indépendantes. En fait, beaucoup d'expériences et d'avances récentes ont impliqué le croisement commandé des tensions modernes de blé de certaines des herbes sauvages antiques – ou leurs équivalents existants – responsables de l'évolution du premier blé en premier lieu.

Dans la recherche et développement de blé, une meilleure compréhension de la structure génétique de l'usine permet à des scientifiques d'identifier et isoler ces gènes naturels qui ont un impact sur chaque aspect de la viabilité de la culture en résultant, du grosseur du grain au parasite et à la résistance environnementale à rapporter – par tige et par acre – à la facilité du traitement.

Par exemple, Bikram S. Gill, le Ph.D., le directeur du centre de ressources de la génétique de blé (WGRC), créé en 1979, et son équipe chez le Kansas Université d'État ont tracé le génome de blé et le matériel génétique amélioré de blé pour permettre la création de nouvelles variétés de blé avec des caractéristiques conçues pour les besoins spécifiques, tels que l'insecte augmenté et la résistance aux maladies. La seule usine de nourriture principale pas précédemment ordonnancée, le génome de blé est presque trois fois la taille du génome humain.

L'ouïe a indiqué que le modèle a permis à des chercheurs d'étudier des segments ordonnancés du génome de blé tendre pour trouver un gène naturel, appelés le PHS, qui empêche la germination avant la récolte, dans laquelle la pluie tôt significative fait germer le grain de blé trop tôt, menant aux pertes de récolte significatives. La germination avant la récolte cause des pertes de récolte de blé prévues à plus de $1 milliards tous les ans. Et donné son génome massif et complexe, Gill a dit qu'il aurait été impossible d'isoler PHS sans ordonnancer le génome de blé.

Dans un communiqué de presse du Kansas Université d'État, le professeur agrégé d'état du Kansas de la pathologie des plantes Eduard Akhunov, un collaborateur avec le génome international de blé ordonnançant le consortium, a décrit le modèle de génome de blé comme critique pour des chercheurs et des éleveurs de science des plantes.

« Pour la première fois, ils ont à leur disposition un ensemble d'outils leur permettant de localiser rapidement les gènes spécifiques sur différents chromosomes de blé dans tout le génome, » il a dit. « Cette ressource est inestimable pour identifier ces gènes qui commandent des traits complexes, tels que le rendement, la qualité de grain, la maladie, la résistance de parasite et la tolérance abiotique d'effort. Ils pourront produire une nouvelle génération des variétés de blé avec de plus grands rendements et la durabilité améliorée pour satisfaire les exigences d'une population mondiale grandissante dans un environnement en cours d'évolution.

« C'est un avancement très significatif pour [] la génétique de blé et la communauté de multiplication. L'ordre de génome de blé fournit une base pour étudier la variation génétique et comprendre comment les changements de code génétique peuvent effectuer des traits agronomiques importants. Dans notre laboratoire, nous employons cet ordre pour créer un catalogue des changements bas simples de l'ordre d'ADN d'un échantillon mondial de lignes de blé pour entrer des analyses dans l'évolution et l'origine de la diversité génétique de blé. »

En août 2013, le National Science Foundation (NSF) a appelé le Kansas Université d'État en tant qu'établissement d'avance pour la première industrie du monde/centre de recherche coopératif d'université (I/UCRC) sur le blé. Comme le premier un tel centre de NSF pour n'importe quelle plante cultivée, l'installation d'état du Kansas est concentré sur améliorer la production alimentaire et la résistance aux maladies pour le blé et d'autres plantes cultivées ; il sert également de site s'exerçant primaire à la prochaine génération des chercheurs.

Co-dirigé par le Colorado Université d'État, les collaborateurs de NSF I/UCRC incluent les départements d'état du Kansas de l'agronomie, la pathologie des plantes, l'entomologie, et la science et l'industrie de grain ; Unités de la génétique de science des plantes et de blé de l'USDA ; la Commission de blé du Kansas et le blé Alliance du Kansas ; et plusieurs sociétés, y compris le LLC de Bayer CropScience, de Syngenta, de Limagrain, de Dow AgroSciences, les moulins généraux, et le centre d'innovation d'usine de centre.

Avec la création du NSF I/UCRC, la génothèque de centre de ressources de la génétique de blé, comportant environ 14 000 tensions d'espèces de blé sauvage et 10 000 actions génétiques – le plus grand au monde – a replacé au nouveau centre d'innovation de blé du Kansas. En conséquence, c'est devenu dans le monde entier la source primaire pour des espèces de blé sauvage, des actions génétiques, et des ressources genomic pour des chercheurs. Et avec les scientifiques actuels et futurs travaillant à côté de l'industrie et des associés scolaires sur la nouvelle recherche génétique, Gill a dit, le futurs élevage de blé et rendements agricoles globaux seront sensiblement accélérés.

Avec une compréhension de plus en plus détaillée de blé au niveau génétique, la future recherche également pourra augmenter au delà de l'élasticité et du rendement d'usine et dans des améliorations dans le goût, les produits basés sur blé, et même la possibilité d'employer des cultures vivrières pour améliorer la santé des personnes par la soi-disant « nourriture fonctionnelle. »

« Le génome de blé a seulement 21 chromosomes, mais chaque chromosome est très grand et donc tout à fait compliqué, » Akhunov a expliqué dans le communiqué de presse du Kansas Université d'État. « Le plus grand chromosome, 3B, a presque 800 millions de lettres en son code génétique. C'est presque trois fois plus d'information qu'est dans le génome entier de riz. Ainsi l'essai d'ordonnancer ce chromosome – et ce génome – bout à bout est une tâche extrêmement compliquée. »

Mais avec le statut du blé en tant qu'une des sources supérieures pour des agrafes de nourriture pour la majorité du monde, les avances faites par les équipements tranchants de recherches tels que le WGRC et NSF I/UCRC sont principaux à alimenter les 7 personnes plus de milliard de la planète – un nombre que quelques évaluations prévoient se développera à 10 milliards pendant les quatre décennies suivantes et atteindre presque 11 milliards vers la fin du siècle, dû à une combinaison des taux de natalité élevés dans le monde en voie de développement, a continué dans le monde entier l'espérance de vie d'améliorations dans la mortalité infantile, et d'augmentation.

« Car la population globale continue à augmenter rapidement, nous aurons besoin de tous les outils disponibles pour continuer de produire assez de nourriture pour toutes les personnes à la lumière d'un climat changeant, d'une terre de diminution et des ressources en eau, et des régimes et des attentes changeants de santé, » a dit Sonny Ramaswamy, Ph.D., directeur de l'institut national de l'USDA de la nourriture et de l'agriculture, dans le communiqué de presse. « Ce travail donnera un élan aux chercheurs regardant pour identifier des manières d'augmenter des rendements de blé. »

Près de quelques complots de blé au Kenya, le gagnant du prix Norman Borlaug, Ph.D. (deuxième de paix Nobel de la gauche) consulte des chefs du Kenya et le CIMMYT (le centre international d'amélioration de maïs et de blé) au sujet d'Ug99, une tension virulente de la rouille de tige de blé qui constitue un danger grave au blé. Le développement de Borlaug du blé semi-nain a eu comme conséquence des rendements agricoles accrus et une baisse dans la faim du monde. Crédit : Photo par Kay Simmons

Tous les changements déjà vus de blé moderne ont sensiblement changé la nature même des produits basés sur blé ; en conséquence, ceux mangés aujourd'hui, aux Etats-Unis et autour du monde, soutiennent peu de ressemblance à ceux seulement il y a de quelques décennies. Les variantes plus robustes de blé également ont simultanément augmenté la quantité de la céréale disponible aux nations d'importation et ont considérablement augmenté la capacité de beaucoup plus de nations de devenir des exportateurs de blé.

« Le nombre de pays exportateurs importants qui peuvent fournir ces importateurs a augmenté ces dernières années des exportateurs traditionnels (Etats-Unis, Argentine, Australie, Canada et Union européenne). L'Ukraine, la Russie, et le Kazakhstan sont devenus les exportateurs significatifs mais fortement variables de blé. Ces trois exportateurs de la Mer Noire ont ensemble surpassé des exportations des États-Unis en 2009 /10 et encore en 2011 /12 par 11,6 millions de tonnes métriques (mmt) et mmt 10,1, respectivement. Pendant le milieu des années 90, leurs exportations combinées de blé étaient moins de mmt 5, » selon le ministère de l'agriculture des États-Unis la ligne de base du blé « : 2014-23. »

« Depuis 1981 et 1982, quand les exportations de blé des États-Unis ont expliqué environ 45 pour cent d'exportations du monde, la part d'exportation des États-Unis a tendu vers le bas, faisant la moyenne d'environ 20 pour cent au cours des trois dernières années. … On projette que les cinq plus grands exportateurs traditionnels de blé (Etats-Unis, Australie, l'UE, Argentine, et Canada) expliquent plus de 60 pour cent de commerce mondial en 2023 /24, comparés à presque 70 pour cent pendant la dernière décennie. Cette diminution est en grande partie due aux exportations accrues de l'ex-Union soviétique. On projette que des exportations de blé des États-Unis sont généralement dans des 28 - à la gamme de 30 million-tonnes pendant la prochaine décennie. Cependant, la part des États-Unis des baisses d'exportations du monde au cours de la période de projection. »

Quant à l'avenir, le rapport de « ligne de base » projette une expansion continue du commerce de blé du monde par presque 19 pour cent dans les 10 prochaines années, atteignant 177,5 millions de tonnes, avec la croissance d'importation concentrée dans des pays en voie de développement où le revenu et les populations croissantes conduisent la demande. Cette croissance sera menée par les 15 pays de la communauté économique des états d'Afrique occidentale, d'autres pays africains sous-sahariens, l'Egypte, d'autres pays en Afrique du Nord et région de Moyen-Orient, l'Indonésie, et le Pakistan.

« Le secteur de blé des États-Unis relève des défis à long terme comme gains de productivité et les retours de producteur pour les cultures de plein champ de concurrence dépassent ceux pour le blé. Au cours des 10 années à venir, on projette que le secteur planté du blé des États-Unis tombe. On s'attend à ce que des améliorations de rendement de blé continuent à traîner ceux pour les cultures de rangée de concurrence, principalement maïs et le soja, » l'USDA prévoit.

Des « on s'attend à ce qu'exportations des États-Unis montrent peu de croissance avec la concurrence commerciale accrue, en particulier de Russie, d'Ukraine, et Kazakhstan. En outre, l'utilisation alimentaire domestique, bien que s'élevant, ne fournit plus la croissance du marché dynamique éprouvée des années 1970 jusqu'en mi-1990 S. »

Grand grain : Un regard à l'évolution continue du blé