Havres genetiska diversitet är avkodad

Havregryn är rika på hälsosamma fibrer, glutenfria och kan sänka kolesterolet i blodet. På senare år har havregryn rönt ökat intresse som huvudingrediens i växtbaserade alternativ till mjölk. Havre har förädlats sedan slutet av 1800-talet, men vidare förädling bromsas av att det skett stora omorganisationer i genomet långt bak i tiden i olika linjer av havre, som då blir svåra att korsa med varandra.

Komplex genetisk struktur

Det finns också en brist på kunskap om havres genetiska diversitet på grund av att det är svårt att studera då havre har ett mycket stort och komplext genom. Det är nästan fyra gånger så stort som människans och består av sex kromosomuppsättningar (vi har två) med ursprung från tre olika arter. Man säger att havre har tre olika sub-genom som skiljer sig en hel del från varandra.

Nu har ett internationellt forskarlag med över sjuttio personer från tio länder avkodat den genetiska diversiteten hos havre. I en publikation i Nature presenteras ett så kallat pan-genom med genomsekvenser för trettiotre olika havrelinjer med ursprung från olika platser i världen. Det inkluderar både elitsorter och vilda havrelinje, och representerar en stor del av havres diversitet.

Att inkludera vilda varianter av havre är viktigt eftersom mycket av den förädling som hittills bedrivits på havre har fokuserat på avkastning. Ibland har det varit på bekostnad av andra egenskaper, som torktålighet eller motståndskraft mot sjukdomar. Här kan de vilda havrelinjerna bidra med anlag för sådana egenskaper.

Gensekvens och genuttryck analyserat

Utöver storskaliga jämförelser av olika havrelinjers genom och sub-genom analyserade forskarna också aktiviteten av olika gener, genuttrycket, i sex olika vävnader hos tjugotre av de linjer man sekvenserat.

Det presenterades som en atlas över genuttryck hos olika linjer, olika sub-genom och olika vävnader. Analyser av data i den här atlasen visade att många gener i havres olika sub-genom har förlorat sin funktion. Motsvarande gener i ett annat sub-genom har då kompenserat för det med högre genuttryck.

Forskarna såg också strukturella förändringar i genomen, där delar inverterats eller flyttats. Man tror att de här genetiska förändringarna bidragit till att havre kunnat anpassa sig till olika miljöförhållanden och till havres domesticering. Det har också lett till att det är svårt att korsa vissa linjer med olika genetisk struktur med varandra.

Spår från tidig förädling

En del större genetiska förändringar kopplas till den mutationsförädling med strålning och mutationsframkallande kemikalier som gjordes på havre under 1900-talet, och som bland annat resulterade i mer kortväxt havre. Man kunde också identifiera andra förändringar i havres kromosomer som man tror beror på mutationsförädlingen och som kan ge oväntade effekter och fortsätta påverka förädlingsarbetet även i framtiden.

Med tillgång både till genomsekvenser och genuttrycksdata för en diversitet av havrelinjer blir det nu enklare att bedriva avancerad förädling av havre för att uppnå både god avkastning och anpassningar till olika klimatförhållanden.