وصفات الكوكتيل والمشروبات الروحية والبارات المحلية

الباحثون يرسمون خريطة جينوم الشعير لتحسين مستقبل البيرة

الباحثون يرسمون خريطة جينوم الشعير لتحسين مستقبل البيرة

هل تصدق أن جينوم الشعير يبلغ ضعف طول الجينوم البشري؟

هناك الكثير من العناصر التي تدخل في صناعة الجعة ولكن الآن ، يعتقد العلماء أنهم ربما قاموا باختراق الكود لإنتاج بيرة أفضل. نشر الباحثون للتو خريطة جينوم الشعير ، ويقولون إن فهم الجينوم سيعزز المحصول ويجعله مقاومًا لتغيرات الطقس.

الشعير ، وفقًا لتقرير Business Insider ، هو رابع أكبر محصول في العالم. بالطبع ، الشعير لا يستخدم فقط في البيرة (على الرغم من أننا نحبه بهذه الطريقة) ؛ كما أنها تستخدم في إنتاج الويسكي والحبوب ، وكذلك في إنتاج الفراش والأعلاف الحيوانية.

الباحثون خلف رسم خرائط الجينوم ، قال إن رسم خرائط الشعير كان صعبًا للغاية ، لأن حجم جينوم الشعير يبلغ ضعف حجم الجينوم البشري. لكنهم كانوا قادرين على نشر ترتيب وهيكل 32000 جينة مرتبطة بالشعير ، وعلى وجه التحديد ، المناطق التي تحمل المزيد من المقاومة للأمراض. قد يعني ذلك في المستقبل أن الشعير الذي يتم إنتاجه من خلال تكاثر الأصناف يمكن أن ينجو بشكل أفضل من تغير المناخ والظروف الجوية السيئة والأمراض - وهذا قد يعني الكثير لمستقبل الأمن الغذائي لاحقًا. قد يعني ذلك أيضًا أنه يتم حفظ ملايين الجنيهات من الشعير كل عام ، كما يلاحظ تجارة المشروبات. في المستقبل القريب ، على الرغم من ذلك ، يجب على شاربي الجعة أن يرفعوا كأسًا لهؤلاء العلماء - بعد كل شيء ، فإن الشعير الموجود في البيرة الخاصة بك يقطع شوطًا طويلاً.


تم تسلسل المناطق الجينومية التي تحتوي على ثلثي جميع جينات الشعير المشروحة

يعد تسلسل جينوم الشعير وتجميعه أمرًا صعبًا ليس فقط بسبب حجمه البالغ 5.1 مليار زوج قاعدي ، ولكن لأن أكثر من 80 بالمائة من التسلسل متكرر. الائتمان: كريج ناجي

أنتج الباحثون ما يقرب من 16000 تسلسل من المناطق المحتوية على الجينات للشعير ، ورسموا خرائط ما يقرب من ثلثي جميع جينات الشعير المشروحة.

بينما يواصل الباحثون العمل على تسلسل مرجعي كامل لجينوم الشعير ، فإن تحديد مجموعات التسلسل المحسنة للمناطق الغنية بجينات الشعير يسمح لمجتمع البحث بإجراء دراسات الجينوميات المقارنة مع المحاصيل ذات الصلة مثل الأرز والأعشاب الأخرى للتطبيقات بما في ذلك الوقود الحيوي إنتاج.

أحد الأسباب التي تجعل الشعير محصولًا مرشحًا للطاقة الحيوية هو أنه ، باعتباره أحد المحاصيل الغذائية الأكثر نموًا على نطاق واسع ، اكتشف مربي النباتات كيفية إنتاج غلات عالية. للأغراض التجارية ، يمكن استخدام كل من القش والحبوب لإنتاج الوقود الحيوي. ومع ذلك ، كان إنتاج تسلسل مرجعي للشعير أمرًا صعبًا لأن أكثر من 80 في المائة من الجينوم (وهو بالفعل أكبر بنسبة 67 في المائة من الجينوم البشري) متكرر. للمساعدة في الجهود الدولية لإنتاج جينوم مرجعي للشعير ، في عام 2011 ، اختار معهد الجينوم المشترك التابع لوزارة الطاقة ، وهو أحد مكاتب العلوم التابعة لوزارة الطاقة ، اقتراحًا لتطوير خريطة وراثية لجينوم الشعير كمشروع برنامج علوم المجتمع.

بناء على الجهود العالمية ، أفاد فريق يضم باحثي وزارة الطاقة JGI مؤخرًا أنه تم تعيين ما يقرب من ثلثي مساحة جينات الشعير. في الدراسة المنشورة مسبقًا على الإنترنت في 7 أغسطس 2015 في مجلة النبات، قام الفريق بتحديد وتسلسل أكثر من 15000 كروموسوم بكتيري اصطناعي (BACs) تحتوي على جينات الشعير ، والتي تضم ما يقرب من 1.7 مليار زوج قاعدي (Gbp) من التسلسل من 5.1 جيجا بايت في الثانية التي تشكل جينوم الشعير.

قال الفريق إن 1.7 جيجا بايت من التسلسل الجيني الغني بالجينات يوسع معرفتنا بالسمات المميزة للمناطق المحتوية على الجينات. علاوة على ذلك ، سيؤدي هذا المورد إلى تحسين سرعة ودقة الاستنساخ المستند إلى الخرائط وتطوير العلامات في الشعير وعلى نحو وثيق الأنواع ذات الصلة مع دعم الجهود الجارية للحصول على تسلسل مرجعي كامل للشعير ".

استفاد الباحثون من مشروع سابق قام فيه فريق ، يضم أيضًا باحثين من وزارة الطاقة الأمريكية ، بتقييم طريقة لتجميع جينومات نباتية معقدة. باستخدام تقنية تسمى POPSEQ ، قام الباحثون بسرعة وبتكلفة زهيدة بتجميع مجموعات بيانات جينوم الشعير كدليل على المبدأ. إن معرفة هذه الجينات المعينة سيساعد ماديًا مجتمع العلماء المهتمين بالبحوث حول الشعير على استغلالها. الأهم من ذلك ، أن وجود خريطة عالية الدقة تعتمد على التسلسل لجينوم الشعير سيجعل من السهل على العلماء البحث وتحديد الجينات المشاركة في السمات ذات الأهمية لمجموعة متنوعة من الاستخدامات ، من بينها توليد الكتلة الحيوية للطاقة.


الحياة على المريخ

على جانب بركان ماونا لوا في هاواي ، يعيش ستة أفراد في ظروف شبيهة بالمريخ كجزء من دراسة بحثية سلوكية تمولها وكالة ناسا. نحن نسجل مهمتهم في فيديو 360.

بالنسبة للتجارب ، كان لدى الطلاب رقعة صغيرة من دفيئة ، مع شاشة شبكية تقلل ضوء الشمس لتقليد المسافة الأكبر للمريخ من الشمس.

قال الدكتور غينان إن ما فعله & quot؛ رائعًا & quot؛ في تربة المريخ النقية هو mesclun ، وهو مزيج من خضار السلطة الصغيرة ، حتى بدون الأسمدة.

عندما تمت إضافة الفيرميكوليت ، وهو معدن غالبًا ما يختلط مع تربة ثقيلة ولزجة ، إلى مادة المريخ ، ازدهرت جميع النباتات تقريبًا. نظرًا لأن رواد الفضاء على الأرجح لن يسحبوا الفيرميكوليت من الأرض ولكن قد يكون لديهم صناديق من الورق المقوى ، فقد حاول الدكتور غينان أيضًا خلط الورق المقوى المقطوع في تربة المريخ. لقد نجح ذلك أيضًا.

افترضت مجموعة من الطلاب أن مطاحن البن يمكن أن تستخدم بالمثل كمواد مالئة لتفكيك التربة. لقد اعتقدوا أن رواد الفضاء سيشربون القهوة على أي حال ، وستكون القهوة أيضًا سمادًا طبيعيًا. قالت إليزابيث جونسون ، طالبة في فيلانوفا شاركت في الفصل: "قد تساعد أيضًا في تحمض تربة المريخ". وأضافت أن تربة المريخ قلوية بدرجة حموضة من 8 إلى 9 مقارنة مع 6 إلى 7 على الأرض.

قالت جونسون: "نعتقد أن للقهوة الكثير من الإمكانات".

نبت الجزر والسبانخ والبصل الأخضر لفريقها بسرعة في مزيج من القهوة وتربة المريخ ، ونمو في البداية أسرع من النباتات في وعاء تحكم مليء بمزيج أصيص الأرض.

الدكتور غينان ليس أول من حاول زراعة النباتات في تربة المريخ. قبل خمس سنوات ، كان لدى ويجر واميلينك ، العالم في جامعة واغينينغين والأبحاث في هولندا ، الفكرة نفسها ، وهي طريقة للجمع بين عمله - أبحاث البيئة - واهتمامه بالخيال العلمي.

نمت الجولة الأولى من التجارب 14 نوعًا من النباتات بما في ذلك الجاودار والطماطم والجزر في تربة المريخ ومحاكاة تربة القمر وتربة الأرض. أفاد الدكتور واملينك وزملاؤه أن جميع النباتات تقريبًا نبتت.

وجد الدكتور واميلينك ، مثل الدكتور جينان ، أن خلط المواد العضوية في تربة المريخ أدى إلى تحسن كبير في نمو النبات. لقد تحققوا من أن المحاصيل المزروعة في تربة المريخ كانت مغذية وآمنة للأكل على حد سواء. في عام 2016 ، استضاف الباحثون وجبات مطبوخة من محاصيلهم البحثية لأكثر من 50 شخصًا دعموا العمل بتبرعات التمويل الجماعي.

في العام الماضي ، أظهروا أن ديدان الأرض يمكن أن تعيش ، بل تتكاثر ، في تربة المريخ.


الآن بعد أن رسم العلماء خريطة جينوم الشعير ، يمكن أن تكون النتيجة بيرة أفضل

Gstockstudio / 123RF رسم خرائط الجينوم البشري؟ مه! مشروع رسم خرائط الجينوم الذي نحن عليه هل حقا متحمس بشأن ذلك الذي تم تنفيذه & # 8217s على مدار العقد الماضي من قبل مجموعة رائدة من 77 عالمًا مقدامًا من جميع أنحاء العالم. ما كانوا يعملون فيه بإيثار هو مشروع لرسم خريطة جينوم الشعير & # 8212 بهدف نبيل يتمثل في جلب بيرة أفضل في يوم من الأيام.

البحث منشور في العدد الأخير من المجلة طبيعة سجية، بعنوان يبدو رصينًا ، "يلتقط التشكل الصبغي تسلسلاً مرتبًا لجينوم الشعير." يحدد عمل الاتحاد الدولي لتسلسل جينوم الشعير (نعم ، هذا شيء حقيقي!) ، والذي شارك فيه علماء من ألمانيا وأستراليا والصين وجمهورية التشيك والدنمارك وفنلندا والسويد وسويسرا والمملكة المتحدة والاتحاد القديم الجيد تنص على. تم جمع كل ذلك من خلال الرغبة في معرفة المزيد عن أحد المكونات الرئيسية للمشروبات الكحولية ، والتي يعود تاريخها إلى العصر الحجري.

كما اتضح ، فإن رسم خريطة جينوم الشعير معقد للغاية في الواقع. إنه يقترب من ضعف حجم الجينوم البشري ، ويتكون 80٪ من المتواليات شديدة التكرار ، والتي لا يمكن بسهولة تخصيصها لأجزاء معينة من الجينوم بالدقة المطلوبة.

ومع ذلك ، من خلال الأفكار التي توصل إليها الفريق ، فإن الأمل الآن هو أنه سيكون من الممكن مساعدة المربين على تحسين التنوع الجيني في محاصيلهم لتحسين جودة الشعير المزروع.

مرحبًا ، بين هذا ومبادرات مثل جامعة كاليفورنيا ، ومهمة سان دييغو لتخمير البيرة في الفضاء ، أو استخدام الذكاء الاصطناعي لتخمير نصف لتر مثالي ، لا يمكننا أن نكون أكثر حماسًا لرؤية أذكى العقول في العالم تركز انتباههم على مدمن الكحوليات مشروبات.

(للتسجيل ، يجب أن نشير أيضًا إلى أننا كنا نستخدم ترخيصًا مثيرًا فقط من خلال وصف مشروع الجينوم البشري بأنه أي شيء آخر غير رائع في الجزء العلوي من هذه القصة. نحن حقًا ، هل حقا مثل البيرة لدينا. كل شيء آخر هو مجرد بيرة شاحبة بالمقارنة!)


مراجع

Gandhi، V. P. & amp Zhou، Z. Y. الطلب على الغذاء وتحدي الأمن الغذائي مع النمو الاقتصادي السريع في الاقتصادات الناشئة في الهند والصين. الدقة الغذائية. كثافة العمليات 63, 108–124 (2014).

Tilman، D. & amp Clark، M. تربط النظم الغذائية العالمية الاستدامة البيئية وصحة الإنسان. طبيعة سجية 515, 518–522 (2014).

Monteiro، C. A.، Moubarac، J.C، Cannon، G.، Ng، S.W & amp Popkin، B. أصبحت المنتجات فائقة المعالجة هي المهيمنة في نظام الغذاء العالمي. السمنة. القس. 14, 21–28 (2013).

Colen، L. & amp Swinnen، J. النمو الاقتصادي والعولمة واستهلاك البيرة. ياء الزراعة. اقتصاد. 67, 186–207 (2016).

مولر ، إن دي وآخرون. سد فجوات الغلة من خلال إدارة المغذيات والمياه. طبيعة سجية 490, 254–257 (2012).

Stuckler، D.، McKee، M.، Ebrahim، S. & amp Basu، S. تصنيع الأوبئة: دور المنتجين العالميين في زيادة استهلاك السلع غير الصحية بما في ذلك الأطعمة المصنعة والكحول والتبغ. بلوس. ميد. 9، e1001235 (2012).

فالين ، هـ وآخرون. مستقبل الطلب على الغذاء: فهم الاختلافات في النماذج الاقتصادية العالمية. زراعي. إيكون - بلاكويل 45, 51–67 (2014).

Wheeler، T. & amp von Braun، J. تأثيرات تغير المناخ على الأمن الغذائي العالمي. علم 341, 508–513 (2013).

Lobell، D. B.، Schlenker، W. & amp Costa-Roberts، J. اتجاهات المناخ وإنتاج المحاصيل العالمي منذ 1980. علم 333, 616–620 (2011).

Schmidhuber، J. & amp Tubiello، F. N. الأمن الغذائي العالمي في ظل تغير المناخ. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 104, 19703–19708 (2007).

داوسون ، تي بي ، بيريمان ، إيه إتش وأمب أوزبورن ، تي إم ، نمذجة تأثيرات تغير المناخ على الأمن الغذائي العالمي. التغير المناخي 134, 429–440 (2016).

Schlenker، W. & amp Lobell، D. B. التأثيرات السلبية القوية لتغير المناخ على الزراعة الأفريقية. بيئة. الدقة. بادئة رسالة. 5, 014010 (2010).

أسينج ، إس وآخرون. عدم اليقين في محاكاة غلات القمح في ظل تغير المناخ. نات. كليم. يتغيرون 3, 827–832 (2013).

Rosenzweig ، C. et al. مشروع مقارنة وتحسين النموذج الزراعي (AgMIP): البروتوكولات والدراسات التجريبية. زراعي. غابة. ميتيورول. 170, 166–182 (2013).

روان ، إيه سي وآخرون. يؤثر تغير المناخ على أوجه عدم اليقين بالنسبة للذرة في بنما: معلومات المزرعة ، والتوقعات المناخية ، وحساسيات الغلة. زراعي. غابة. ميتيورول. 170, 132–145 (2013).

باسو ، إس وآخرون. كيف تختلف نماذج محاصيل الذرة المختلفة في استجابتها لعوامل تغير المناخ؟ الكرة الأرضية. تغيير بيول. 20, 2301–2320 (2014).

Kucharik، C. J. & amp Serbin، S. P. آثار تغير المناخ الأخير على اتجاهات محصول الذرة وفول الصويا في ولاية ويسكونسن. بيئة. الدقة. بادئة رسالة. 3, 034003 (2008).

Sakurai، G.، Iizumi، T. & amp Yokozawa، M. تؤثر التأثيرات المتفاوتة الزمانية والمكانية للمناخ على الذرة وفول الصويا على التنبؤ بالمحصول. كليم. الدقة. 49, 143–154 (2011).

Sanchez، B.، Rasmussen، A. & amp Porter، J.R. درجات الحرارة ونمو وتطور الذرة والأرز: مراجعة. الكرة الأرضية. تغيير بيول. 20, 408–417 (2014).

Krishnan، P.، Swain، D.K، Bhaskar، B.C، Nayak، S.K & amp Dash، R.N. Impact of المرتفع CO2 ودرجة حرارة محصول الأرز وطرق التكيف كما تم تقييمها بواسطة دراسات محاكاة المحاصيل. زراعي. كيس بيئي. بيئة. 122, 233–242 (2007).

هانا ، ل. وآخرون. تغير المناخ والنبيذ والحفظ. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 110, 6907–6912 (2013).

van Leeuwen، C. & amp Darriet، P. تأثير تغير المناخ على زراعة الكروم وجودة النبيذ. J. النبيذ Econ. 11, 150–167 (2016).

Davis، A. P.، Gole، T.W، Baena، S. & amp Moat، J. تأثير تغير المناخ على قهوة أرابيكا الأصلية (قهوة ارابيكا): التنبؤ بالاتجاهات المستقبلية وتحديد الأولويات. بلوس واحد 7، e47981 (2012).

لوبيل ، دي.بي وآخرون. الدور الحاسم للحرارة الشديدة لإنتاج الذرة في الولايات المتحدة. نات. كليم. يتغيرون 3, 497–501 (2013).

ليسك ، سي ، روحاني ، ب. & أمبير رامانكوتي ، ن. تأثير كوارث الطقس المتطرفة على إنتاج المحاصيل العالمي. طبيعة سجية 529, 84–87 (2016).

شعبة ، F. I. C. كتيب الأعمال الزراعية: الشعير ، الشعير ، البيرة (الفاو ، روما ، 2009).

Hawkins، E. & amp Sutton، R. إمكانية تضييق عدم اليقين في التنبؤات المناخية الإقليمية. ثور. أكون. ميتيورول. شركة 90, 1095–1107 (2009).

نيلسون ، جي سي وآخرون. آثار تغير المناخ على الزراعة: الاستجابات الاقتصادية للصدمات الفيزيائية الحيوية. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 111, 3274–3279 (2014).

Iglesias، A.، Garrote، L.، Quiroga، S. & amp Moneo، M. مقارنة إقليمية لتأثيرات تغير المناخ على المحاصيل الزراعية في أوروبا. التغير المناخي 112, 29–46 (2012).

لوبيل ، دي.بي وآخرون. التكيف مع تغير المناخ في إنتاج المحاصيل: احذر من الأوهام. جلوبال فود سكيور. 3, 72–76 (2014).

ليو ، ب. وآخرون. اختبار استجابات أربعة نماذج لمحصول القمح للإجهاد الحراري عند تخليق وتعبئة الحبوب. الكرة الأرضية. تغيير بيول. 22, 1890–1903 (2016).

Nacke، S.، Ritchie، J. T.، Godwin، D.W، Singh، U. & amp Otter، S. دليل المستخدم لـ CERES Barley-V2.10 (المركز الدولي لتطوير الأسمدة ، ماسل شولز ، 1991).

Elad، Y. & amp Pertot، I. تأثيرات تغير المناخ على مسببات الأمراض النباتية وأمراض النبات. J. تحسين المحاصيل. 28 ، 99-139 (2014).

Trnka، M.، Dubrovsky، M. & amp Zalud، Z. تأثيرات تغير المناخ واستراتيجيات التكيف في إنتاج الشعير الربيعي في جمهورية التشيك. التغير المناخي 64, 227–255 (2004).

هلافينكا ، ب. وآخرون. أداء CERES-Barley و CERES-Wheat في ظل ظروف التربة المختلفة وممارسات الحرث في أوروبا الوسطى. يموت Bodenkultur 61, 5–16 (2010).

هولدن ، إن إم ، بريريتون ، إيه جيه ، فيلي ، آر أند سويني ، جي.التغير المحتمل في المناخ الأيرلندي وتأثيره على محاصيل الشعير والبطاطس. الزراعية. غابة. ميتيورول. 116, 181–196 (2003).

Fatemi، R. Z.، Paknejad، F.، Amiri، E.، Nabi، I. M. & amp Mehdi، M. S. التحقيق في استجابات إنتاجية الشعير لاستهلاك المياه المختلفة باستخدام نموذج CERES-Barley. J. بيول. بيئة. علوم. 9, 119–126 (2015).

Travasso، M.I & amp Magrin، G. O. Utility of CERES-Barley in Argentine condition. الدقة المحاصيل الحقلية. 57, 329–333 (1998).

روتر ، آر بي وآخرون. محاكاة محصول الشعير الربيعي في مناطق مناخية مختلفة في شمال ووسط أوروبا: مقارنة بين تسعة نماذج للمحاصيل. الدقة المحاصيل الحقلية. 133, 23–26 (2012).

سيسكار ، جيه سي وآخرون. العواقب المادية والاقتصادية لتغير المناخ في أوروبا. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 108, 2678–2683 (2011).

هسيانج ، إس وآخرون. تقدير الضرر الاقتصادي من تغير المناخ في الولايات المتحدة. علم 356, 1362–1369 (2017).

سوينين ، ج. اقتصاديات البيرة (مطبعة جامعة أكسفورد ، أكسفورد ، 2011).

van Vuuren، D. P.، Kok، M. T. J.، Girod، B.، Lucas، P. L. & amp de Vries، B. سيناريوهات في التقييمات البيئية العالمية: الخصائص الرئيسية والدروس للاستخدام المستقبلي. الكرة الأرضية. بيئة. يتغيرون 22, 884–895 (2012).

كريجلر ، إي وآخرون. الحاجة إلى واستخدام السيناريوهات الاجتماعية والاقتصادية لتحليل تغير المناخ: نهج جديد قائم على المسارات الاجتماعية والاقتصادية المشتركة. البيئة العالمية. يتغيرون 22, 807–822 (2012).

إيسلينجر ، هـ. م. دليل التخمير: العمليات ، التكنولوجيا ، الأسواق (وايلي ، واينهايم ، 2009).

Hayden، B.، Canuel، N. & amp Shanse، J. ما الذي كان يتخمر في Natufian؟ تقييم أثري لتكنولوجيا التخمير في العصر الحجري القديم. J. Archaeol. نظرية الطريقة 20, 102–150 (2012).

وي ، واي إم وآخرون. تقييم متكامل للمساهمات المحددة على المستوى الوطني في إطار المسارات الاجتماعية والاقتصادية المشتركة: تنفيذ C 3 IAM. نات. المخاطر 92, 585–618 (2018).

Ruane ، A. C. ، Goldberg ، R. & amp Chryssanthacopoulos ، J. زراعي. غابة. ميتيورول. 200, 233–248 (2015).

Hempel، S.، Frieler، K.، Warszawski، L.، Schewe، J. & amp Piontek، F. تصحيح التحيز للحفاظ على الاتجاه - نهج ISI-MIP. نظام الأرض. دينام. 4, 219–236 (2013).

Sacks، W. J.، Deryng، D.، Foley، J.A & amp Ramankutty، N. الكرة الأرضية. ايكول. بيوجوجر. 19, 607–620 (2010).

Monfreda، C.، Ramankutty، N. & amp Foley، J. A. Farming the planet: 2. التوزيع الجغرافي لمساحات المحاصيل والغلات والأنواع الفسيولوجية وصافي الإنتاج الأولي في عام 2000. الكرة الأرضية. الكيمياء الحيوية. دورات 22، GB1022 (2008).

أنت ، L. وآخرون. نموذج تخصيص الإنتاج المكاني (SPAM) 2000 الإصدار 3.2 (2009) http://mapspam.info

McKee ، T. B. ، Doesken ، N.J & amp Kleist ، J. in الثامن Conf. في علم المناخ التطبيقي. 179-186 (الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية, أنهايم ، 1993).

Sakata، T.، Takahashi، H. & amp Nishiyama، I. تأثيرات ارتفاع درجة الحرارة على نمو الخلايا الأم لحبوب اللقاح والمسبورات الدقيقة في الشعير Hordeum vulgare ل. J. بلانت. الدقة. 113, 395–402 (2000).

Abiko، M. et al. تحريض درجات الحرارة العالية لعقم الذكور أثناء الشعير (Hordeum vulgare L.) تطور العضو الذكري بوساطة تثبيط النسخ. الجنس. مصنع. ريبرود. 18, 91–100 (2005).

أوشينو ، ت. وآخرون. تقدم سابق لأوانه لبرامج التطور المبكر للنباتات مصحوبًا بتغييرات شاملة في النسخ أثناء الإصابة بارتفاع درجة الحرارة في نباتات الشعير. مول. جينيه. جينوم. 278, 31–42 (2007).

Guttman، N. B. قبول مؤشر هطول الأمطار القياسي: خوارزمية حسابية. جيه. الدقة المياه. مساعد. 35, 311–322 (1999).

Hoogenboom ، G. et al. نظام دعم القرار لنقل التكنولوجيا الزراعية (DSSAT) الإصدار 4.6 (مؤسسة DSSAT ، بروسر ، واشنطن ، 2015) http://dssat.net

باتجيس ، هـ. ملف بيانات التربة المتجانس لبحوث البيئة العالمية: مجموعة فرعية من منظمة الأغذية والزراعة. ملفات تعريف ISRIC و NRCS (الإصدار 1.0). ورقة عمل وما قبل الطباعة 95 / 10b ، (المركز الدولي لمراجع التربة والمعلومات ، Wageningen ، 1995).

الفاو. خريطة التربة الرقمية للعالم وخصائص التربة المشتقة. مستمدة من خريطة التربة في العالم لمنظمة الأغذية والزراعة / اليونسكو (الفاو ، روما ، 1996).

Schaap، M.G & amp Bouten، W. نمذجة منحنيات احتباس الماء للتربة الرملية باستخدام الشبكات العصبية. ريسور المياه. الدقة. 32, 3033–3040 (1996).

Boogaart ، H. L. et al. دليل المستخدم لنموذج محاكاة نمو المحاصيل WOFOST 7.1 ومركز التحكم WOFOST 1.5 (DLO Winand Staring Center for Integrated Land، Soil and Water Research (SC-DLO)، Wageningen، 1998).

إليوت ، جيه وآخرون. قيود وإمكانيات توافر مياه الري في المستقبل على الإنتاج الزراعي في ظل تغير المناخ. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 111, 3239–3244 (2014).

إليوت ، جيه وآخرون. المقارنة البينية لنموذج المحاصيل الشبكية العالمية: بروتوكولات البيانات والنمذجة للمرحلة الأولى (الإصدار 1.0). Geosci. نموذج Dev. 2, 261–277 (2015).

شيونغ ، دبليو وآخرون. هل يمكن للزراعة الذكية مناخيا عكس التباطؤ الأخير في نمو محصول الأرز في الصين؟ الزراعية. Ecosyst. بيئة. 196, 125–136 (2014).

هيرتل ، ت. تحليل التجارة العالمية: النمذجة والتطبيقات (مطبعة جامعة كامبريدج ، نيويورك ، 1997).

Corong، E.L، Hertel، T.W، McDougall، R.، Tsigas، M.E & amp van der Mensbrugghe، D. The Standard GTAP Model، Version 7. جلوب. اقتصاد. شرجي. 2, 1–119 (2017).

Horridge، M. SplitCom (جامعة فيكتوريا ، ملبورن ، 2005) http://www.copsmodels.com/splitcom.html

Nelson، J. P. تقدير مرونة سعر البيرة: التحليل التلوي للبيانات مع عدم التجانس والاعتماد وتحيز النشر. ياء اقتصاديات الصحة. 33, 180–187 (2014).

Palatnik، R. R. & amp Roson، R. تغير المناخ والزراعة في نماذج التوازن العام القابلة للحساب: استراتيجيات النمذجة البديلة واحتياجات البيانات. التغير المناخي 112, 1085–1100 (2012).

Rose A. & amp Liao S.Y. نمذجة المرونة الاقتصادية الإقليمية للكوارث: تحليل توازن عام محسوب لاضطرابات خدمات المياه. J. علوم إقليمية. 45, 75–112 (2005).

Rose A. و Oladosu G. & amp Liao S.Y. آثار انقطاع العمل لهجوم إرهابي على نظام الطاقة الكهربائية في لوس أنجلوس: مرونة العملاء في مواجهة انقطاع التيار الكهربائي التام. تحليل المخاطر 27, 513–531 (2007).


على عكس زملائه في بداية القرن العشرين ، كان إرنست إس سالمون ، الأستاذ في كلية واي خارج لندن ، على يقين من أن أصناف القفزات الأمريكية تنتمي إلى نوع مميز وأن جميع الأصناف الأوروبية تنتمي إلى نوع آخر. "تخبرنا جميع كتبنا أن أنواع القفزات المزروعة في جميع أنحاء العالم نشأت جميعها من نوع واحد ، حمال الذئبةكتب في عام 1917. "أنا مقتنع بأن الأمر ليس كذلك".

تولى السلمون مسؤولية برنامج تربية القفزات الناشئة في واي في عام 1906. مشيرًا إلى مبادئ جريجور مندل للوراثة ، كان متأكدًا من أن محتوى الراتنج ورائحته هما ما أسماه مندل "الشخصيات الثابتة" - أي أنها فطرية في قفزة معينة متنوعة ، وليس المنطقة التي نمت فيها. كان هدفه هو إنشاء سلالات هجينة عبر المحيط الأطلسي من شأنها أن تتميز بملف الروائح المفضل لدى مصانع البيرة البريطانية ، ولكن مع محتوى الراتنج الأعلى الموجود في القفزات الأمريكية.

قدم البروفيسور و. جمعها في مدينة موردن ، جنوب وينيبيغ في مانيتوبا. نمت القفزات على طول نهر يتدفق عبر المدينة. كتب ماكون: "أكد لي السكان القدامى في هذه البلدة أنه لم يكن هناك قط إدخال للقفزات المزروعة في المنطقة". تم زرع القفزات في الكثير من المدن لتغطية الأماكن القبيحة.

زرع السلمون القفزة ، التي أطلق عليها اسم BB1 ، في عام 1917 في المشتل في واي ، حيث تم تلقيحها من قبل رجل إنجليزي غير معروف. حصد البذور في خريف عام 1918 ، وقام بتربية المئات من أطفال BB1 في دفيئة بداية من عام 1919 ، وزرع أكثرهم واعدًا في المشتل عام 1922. واختار تسمية اثنين منهم وإطلاق سراحهم بعد أكثر من عقد من الزمان. تجارب التخمير.

لم يتبن أي من مصانع الجعة ولا المزارعين في المملكة المتحدة هذين الصنفين الأولين ، وهما الذهب والسبائك من Brewer ، ولكن لم يكن هناك عودة. عندما بدأ السلمون في كلية واي ، احتوت القفزات على 4٪ أحماض ألفا في المتوسط ​​، و 6٪ على الأكثر. ومنذ ذلك الحين ، ابتكر المربون أصنافًا تحتوي على مخاريط تحتوي على أكثر من 20٪ من أحماض ألفا ، ويستخدمون دائمًا أصنافًا تعود إلى سلالتي السلمون. في الآونة الأخيرة نسبيًا ، تم أيضًا توسيع تعريف ما يشكل نكهة ورائحة لطيفة لتشمل خصائص الفواكه والغريبة. تعد الأصناف الشائعة مثل Citra و Mosaic و Centennial و Sorachi Ace جميعها ، بدرجات متفاوتة ، من نسل Brewer’s Gold.

في نهاية المطاف ، أثبت تأكيد سالمون أن القفزات من أمريكا تختلف عن تلك الموجودة في إنجلترا أو القارة أنه صحيح ، والإجماع العلمي الآن هو أن السلالات مفصولة بأكثر من مليون سنة من التطور. في الآونة الأخيرة ، أثبت التحليل الوراثي الكيميائي والجزيئي وجود تنوع أعلى في القفزات البرية الأمريكية مقارنة بالقفزات البرية الأوروبية.

قبل قرن من الزمان ، كان سالمون بحاجة إلى الحظ لتحديد موقع قفزة برية أثبتت صحة أطروحته. لكن اليوم ، يمتلك علماء القفزات أدوات لتحديد ما إذا كان النبات الذي ينمو من تلقاء نفسه في شمال ولاية نيويورك أو الجنوب الغربي الأمريكي هو نبات أصلي ، أو نبات نشأ عبر المحيط الأطلسي ، أو ربما يكون هجينًا أمريكيًا بريًا / أوروبيًا. بدأ استخدام تسلسل الجيل التالي (NGS) على وجه الخصوص في دفع تربية القفزات ، وبالتالي القفزات ، إلى أبعد من ذلك. وهي ليست مجرد قفزات. ستغير هذه التكنولوجيا أيضًا مكونين أساسيين آخرين للبيرة: الخميرة والشعير.

"يساعدنا [التسلسل] في فهم مصدر سلالات الخميرة المختلفة (أو أصناف القفزات أو الشعير) وكيف ترتبط ببعضها البعض ، وربما الأهم من ذلك ، أنها تساعدنا في استنباط أصناف أفضل تجمع بين أفضل خصائص الأنواع والسلالات الأبوية ،" كيفين فيرستريبن ، عالم وراثة الخميرة في الجامعة الكاثوليكية في لوفين ومعهد فلاندرز للتكنولوجيا الحيوية.

أصبحت تقنيات التسلسل من الجيل التالي متاحة لأول مرة في الفترات ، لتحل محل الجيل الأول الذي ظهر في عام 1977. فهي أسرع بكثير ، وأكثر دقة ، ونتيجة لذلك ، أكثر فعالية من حيث التكلفة. كتب Rob DeSalle و Ian Tattersall في كتابهما لعام 2019 ، "اليوم ... يمكن لطالب واحد فقط القيام بكل الأعمال التي تم إنجازها في أطروحات علم الجينوم خلال الثمانينيات والتسعينيات في أقل من ثانية ، وبجزء بسيط من التكلفة" التاريخ الطبيعي للبيرة ".

يبدأ التسلسل بترتيب اللبنات الأساسية التي تسمى قواعد النوكليوتيدات (هناك أربعة أنواع) داخل قطعة صغيرة ، أو حبلا ، من الحمض النووي. تتم محاذاة الأجزاء بناءً على أجزاء متداخلة لتجميع تسلسلات مناطق أكبر من الحمض النووي ، وفي النهاية ، كروموسومات كاملة. الجينوم هو مجموع الحمض النووي للكائن الحي. طريقة سانجر ، التي طورها عالم الكيمياء الحيوية البريطاني فريدريك سانجر في السبعينيات ، تسلسل جزءًا واحدًا من الحمض النووي في كل مرة. منصات NGS قادرة على تسلسل ملايين الأجزاء في وقت واحد.

قام العلماء لأول مرة بتسلسل أنواع الخميرة التي يستخدمها صانعو البيرة والخبازين في عام 1996 ، وحددوا ترتيب 12057500 وحدة فرعية كيميائية. كانت هذه خطوة نحو تسلسل الجينوم البشري ، وهو مشروع استغرق أكثر من عقد وتكلف 3 مليارات دولار بشكل عام (تكلف التسلسل الأول للجينوم البشري نفسه حوالي مليار دولار). اليوم ، تتقاضى المعامل ما بين 300 دولار و 1500 دولار لنفس العمل. أصبح التسلسل رخيصًا بدرجة كافية لدرجة أنه في عام 2012 ، قامت شركة Illumina ، وهي شركة للتكنولوجيا الحيوية في سان دييغو تقع على مقربة من White Labs ، بتسلسل 96 سلالة من الخميرة مجانًا من أجل اختبار آلات NGS الجديدة.

بعد فترة وجيزة ، علم ترويلز براهل ، رئيس قسم البحث والتطوير في White Labs ، أن مجموعة بلجيكية برئاسة Verstrepen كانت تستكشف أيضًا المشهد الظاهري للخميرة - أي ربط ما تم تحديده وراثيًا بسمات يمكن ملاحظتها. قام الفريقان معًا بتسلسل جينومات 157 سلالة من الخميرة ، يستخدم معظمها مصنعو البيرة. نُشر في عام 2016 بعنوان "تدجين وتباعد خميرة البيرة Saccharomyces cerevisiae" يعيد بناء تاريخ كيفية تطور الخميرة على مر القرون ، ويرسم شجرة العائلة ، ويوفر خريطة للتكاثر وتطور السلالات في المستقبل.

غالبًا ما تكون جينومات النبات أكبر من الجينوم البشري لأنها تحتوي على العديد من العناصر المتكررة. بين عامي 2000 و 2008 ، قام العلماء بترتيب جينومات 10 نباتات فقط. إن اكتشاف العلامات التي يُطلق عليها غالبًا SNPs (اختصار لتعدد الأشكال أحادي النوكليوتيدات) التي تم العثور عليها لأول مرة في الجينوم البشري جعل من السهل رسم الخرائط الجينية والبدء في ربط العلامات بالسمات. الجينومات المرجعية للشعير (Hordeum vulgare L.) والقفزات (حمال الذئبة) ضمن أكثر من 600 جينوم نباتي تم تجميعها منذ ذلك الحين.

استغرق الأمر 77 عالماً من 10 دول 10 سنوات لتجميع التسلسل المنظم لجينوم الشعير ، الذي نُشر في عام 2017. اكتشف الباحثون بسرعة أن جين alpha-amylase ، الإنزيم الذي يكسر النشا في الشعير المملح إلى سكر ، يتكرر عدة مرات. مرات. يضيف هذا حقًا إلى معرفتنا حول كيفية تحسين مستويات ذلك. قال جاري هانينج ، مدير أبحاث الشعير العالمية في Anheuser-Busch InBev ، عندما نُشر البحث: "من خلال نسخ متعددة ، يمكننا اختيار أي منها نريد زيادتها".

تم الإبلاغ عن أول تحديد للواسمات الجزيئية في القفزات في عام 1995. وبعد أربع سنوات ، تم اكتشاف 224 متواضعًا نوعًا ما. اليوم ، تم العثور على أكثر من مليون SNPs عبر الآلاف من أصناف القفزات في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك ، فإن مطابقة العلامات والسمات المرغوبة - سواء كانت لمقاومة الأمراض أو النكهات الفريدة - قد تستغرق وقتًا أطول لبعض الخصائص أكثر من غيرها.

"لم نصل إلى هناك بعد. يقول بول ماثيوز ، الذي يعمل كباحث أول في شركة Hopsteiner ، وهي شركة تجارة قفز دولية لها برامج تربية في الولايات المتحدة وألمانيا: إنها حدود جديدة. "ما زلنا في إثبات المفهوم."

اليوم ، يسأل المربون - سواء كانوا متخصصين في القفزات أو البازلاء أو الدجاج - أنفسهم نفس السؤال الذي طرحه غريغور مندل منذ أكثر من 150 عامًا: "هل يمكنني التنبؤ بكيفية انتقال سمة إلى الجيل التالي؟" غالبًا ما تكون مبادئ مندل للميراث بمثابة دليل. قبل أن يتم قبول عمل مندل على نطاق واسع ، اعتقد الناس أن السمات تحدث في النسل نتيجة لمزيج من الخصائص الأبوية. لقد أثبت أن السالمون "الصفات الثابتة" المشار إليها (يُفهم الآن على أنها جينات) يمكن أن تكون سائدة أو متنحية.

تختلف عملية التلقيح الخلطي لإنتاج البذور بالنسبة للشعير عن القفزات ، لكن خطوات تطوير أنواع جديدة تتبع مسارات بطيئة مماثلة. يحتاج المربون إلى التفكير لعقود مقبلة. يقول أنطون لوتز ، المربي في مركز أبحاث ألمانيا هوب: "يجب أن يكون لديك الكثير من أنواع الروائح الجاهزة ، ولكن يجب أن تنتظر صانعي الجعة ليأتوا إليك بأفكارهم". "ثم يمكنك أن تقول لهم ،" لدي. "

الجدول الزمني التالي في جامعة ولاية داكوتا الشمالية نموذجي للشعير:

السنة 1: صنع الصلبان وتقييم الخصائص الزراعية للذرية.

السنة 2: زراعة خطوط مختارة واختبارها ، بما في ذلك لمقاومة الأمراض وخصائص التخمير.

السنوات 3-5: تتقدم الخطوط من خلال ثلاث مجموعات من التجارب الميدانية ويتم إرسالها إلى المختبرات لتحليل الجودة ومقاومة الأمراض. يتم إرسال السطور التي تحقق أداءً جيدًا إلى جمعية الشعير الأمريكية للحصول على أول تقييم تجريبي لها في السنة الخامسة.

السنوات 6-7: يتم تقييم الخطوط في تجارب ميدانية في ما يصل إلى 10 مواقع. يتم تقديم الأفضل إلى جمعية الشعير الأمريكية (AMBA) لاختبار مقياس المصنع في السنة 7.

السنوات 8-10: يستمر اختبار مقياس المصنع ، مع المزيد من التجارب الميدانية. بناءً على قبول أعضاء AMBA ، يتم إعطاء اسم متنوع للخط ويتم إصداره للمزارعين.

يوضح Kevin P. Smith من جامعة مينيسوتا أن العثور على علامات وراثية جديدة قد لا يؤدي فقط إلى تسريع هذه العملية الشاقة ، بل يمكن أيضًا توسيع مقدار التغيير الممكن في إطار زمني معين. على سبيل المثال ، يمكن لمعمله استخدام عينة وراثية مأخوذة بعد العام الثاني للتنبؤ بمستخلص الشعير لمجموعة متنوعة محتملة. يقول: "كان علينا الانتظار حتى السنة الرابعة أو الخامسة قبل [قياسها]". بالإضافة إلى ذلك ، فإن اختبار عينة للعلامات يكلف 20 دولارًا ، مقارنة بـ 200 دولار لتحليل عينة الشعير بالكامل.

تربية القفزات بطيئة أيضًا. قام جون هينينج ، عالم الوراثة البحثي بوزارة الزراعة الأمريكية في ولاية أوريغون ، بإجراء التهجين في عام 2000 مما أدى إلى مجموعة متنوعة من القفزات أطلق عليها اسم Triumph ، ولم يتم إصدارها للمزارعين إلا بعد ما يقرب من عقدين من الزمن ، في عام 2019.

بشكل عام ، تقترح وزارة الزراعة الأمريكية أن يتبع المربون المحتملون هذا الجدول الزمني:

السنة 1: تُزرع الشتلات في الدفيئة وتُختار لمقاومة البياض الدقيقي.

السنوات 2-4: يتم تقييم النباتات في الحقل وتقويمها وحصدها ثم تحليلها كيميائيًا.

السنوات 5-8: تزرع الاختيارات في قطع أراضي متعددة التلال. يستمر التقييم ويتم جمع بيانات كاملة. يتم إرسال العينات إلى مصانع الجعة لاستخدامها في المشروبات التجريبية. تختار مصانع الجعة المفضلة.

من 9 سنوات فما فوق: يتم زراعة الاختيارات في قطع أراضي المزارع التجارية. يتم اختبار القفزات في مصانع جعة متعددة. يقبل صانعو البيرة القفزة أو يرفضونها.

كما هو الحال مع الشعير ، فإن العثور على علامات وراثية للصفات المرغوبة في القفزات قد يقصر من عملية التكاثر ، ويزيد من أعداد نباتات القفزات التي يمكن تقييمها. ومع ذلك ، على عكس الشعير ، تقدم القفزات بعض التعقيدات الجينية المضافة.

سلط بحث هام ممول من قبل هوبشتاينر الضوء على سبب ومتى قد لا تتبع القفزات مبادئ مندل. ببساطة ، لا تتكاثر القفزات دائمًا كما هو متوقع. أثناء إجراء بحث في جامعة ولاية فلوريدا ، لاحظت كاثرين إيسترلينغ ، التي انضمت منذ ذلك الحين إلى فريق ماثيوز هوبشتاينر ، أنه أثناء التكاثر الجنسي ، تم ربط الكروموسومات التي كان من المفترض أن يتم إقرانها في اثنتين بأشكال تشبه الكعك معًا في سلاسل طويلة وحلقات بدلاً من ذلك.

"تعني هذه الملاحظة أن هناك تشابهًا في التسلسل يمتد إلى ما وراء أزواج الكروموسومات الأبوية" ، كما تقول. “Although some plants and animals have been reported to demonstrate that type of chromosomal behavior, it’s considered very abnormal, and the offspring from such strange behavior can be less viable or show unexpected traits.” Jargon aside, that means that, no matter which desirable characteristics they might exhibit, certain hop varieties may still not be suitable for breeding.

“Yes, that is a problem,” says Matthews. “Some genotypes are more normal. Some are crazy. Not every variety is the same. Using technology we can look for hops a little more normal. This could change breeding forever.”

As for yeast, breeders can produce new strains in a matter of days instead of years, but they present a different challenge. When reproducing sexually, yeast adhere to Mendel’s laws. However, charting the evolution of beer yeasts revealed that 40% of strains are inclined not to reproduce sexually, and others have dramatically reduced fertility. Most often they divide through asexual budding. In Verstrepen’s lab, “We have really optimized the conditions so that strains that have very poor sexual cycles can still be persuaded to breed it is all about tweaking the environment.”

Using a robot, the lab may generate hundreds of new strains a day. “We can create millions of crosses, but measuring which are the best ones takes time and effort. And, breeding is a numbers game. Of course, we have gotten very good at selecting the right parents to start the breeding but even with the best parents, making more crosses increases the chances of finding one super yeast,” Verstrepen says.

For some properties, like fermentation speed, scientists use “micro-droplets”: tiny drops of wort that are barely larger than a yeast cell. “Each droplet gets one yeast cell, and we monitor how quickly that cell can consume the sugars. That way, we can test thousands of yeasts instead of hundreds when we do it using the normal lab equipment,” Verstrepen notes.

Shortly before the results of the yeast sequencing project were published, White Labs founder Chris White made it clear how important the research is.

“Without unlocking the genetic information we are still thinking like the 1860s,” he told an audience of homebrewers in Baltimore. He showed a slide with Saccharomyces cerevisiae—Ale yeast—“top fermenting” on one side, and Saccharomyces pastorianus—Lager yeast—“bottom fermenting” on the other. “I’m glad you’re coming to this talk because we are kind of on the brink. This is the old way of talking about this. There is going to be a new way in the next few years.”

Discussing why modern commercial tomatoes aren’t as tasty as heirloom varieties, Bob Holmes, author of “Flavor: The Science of Our Most Neglected Sense,” puts the blame on breeding practices. “We know that breeders of many crops have focused for decades on traits like disease resistance yield appearance uniform size and ease of packing, shipping, and processing … Their focus hasn’t been on flavor,” he writes.

Now armed with a map of the barley genome, breeders don’t have to focus on one trait at the possible expense of another. “Nothing has been done to breed flavor out,” says Scott Heisel, technical director at the American Malting Barley Association.

In the past, conventional wisdom held that malt flavor is created during malting. Breeders focused on agronomic traits and attributes, such as extract and amount of proteins. But recent experiments at Oregon State University now suggests variety also influences flavor. “We started this project with a question: Are there are novel flavors in barley that carry through malting and brewing and into beer? This is a revolutionary idea in the brewing world. We found that the answer is yes,” Pat Hayes said when the results of the OSU study were published.

Barley World, Hayes’ research group, crossbred Golden Promise, a British barley strain, with a variety bred at OSU, Full Pint. Beers were brewed, then tasted by trained panelists, with the original varieties and also hundreds of their offspring.

“The progeny are showing all possible combinations of those traits,” Hayes said. “And, since we had been doing DNA fingerprinting on these progeny, we can assign certain regions of the barley genome as being responsible for these flavors. We also found that there were some differences based on where the barley was grown, but the genetic effect was larger than the environment.”

Where the barley is grown is important, obviously, to craft maltsters and brewers committed to making local beer with locally grown grain. Nonetheless, the discovery of molecular markers has made “flavor” a larger part of the conversation, and one that will likely inform future breeding efforts. “We’ve really just started to think about how we can tackle flavor,” says Kevin Smith in Minnesota. “Are there certain things we can quantify?”

Next generation sequencing facilitates such change, but it also helps assure the future of the crops that are used to make beer. Breeders are already using markers to select for disease resistance. If they can find similar markers related to yield, they may create varieties of barley and hops that are more environmentally sustainable.

Four years ago, Hopsteiner began sending teams to the American Southwest and the countries of Georgia and Kazakhstan to collect wild hops. Crop scientists around the world are working to preserve genetic diversity that could help crops survive climate change, and those at Hopsteiner have found varieties in the Southwest that are more drought-resistant. It turns out those hops may also have unique flavors. Sequencing should help breeders identify markers for multiple traits.

Hop oil contains hundreds—potentially up to 1,000—compounds that contribute to aroma and flavor, some of which, like linalool and geraniol, are prominent in certain trendy, New World aroma varieties. Hopsteiner has now identified markers for some of those compounds. That could speed up the breeding process by two or three years, Matthews says. “You will see that in the near future. أستطيع أن أعدكم بذلك. I just can’t tell you when.”

Despite these advances, not everything has changed for the breeders of beer’s key ingredients—at least not yet. Many still make crosses much as Salmon did more than 100 years ago. “Absolutely the same,” says Peter Darby, who took over the breeding program at Wye College in 1981. “Choosing the mother and father: all the creativity is in that stage.”


New future for an old crop: barley enters the genomic age

Higher yields, improved pest and disease resistance and enhanced nutritional value are among the potential benefits of an international research effort that has resulted in the mapping of the barley genome.

The work - conducted by the International Barley Sequencing Consortium (IBSC), which includes Australian researchers based at the University of Adelaide's Waite Campus - is described in a paper published today in the prestigious journal طبيعة سجية.

Barley is the world's fourth most important cereal crop, and the second most important crop in Australian agriculture. Australia produces around seven million tonnes of barley a year, 65% of which is exported at a value of $1.3 billion annually. Australia also accounts for one third of the world's malting barley trade.

The Australian research team was led by scientists at the Australian Centre for Plant Functional Genomics (ACPFG) and the University of Adelaide, who worked with colleagues at the ARC Centre of Excellence in Plant Cell Walls.

"This new analysis of all the genes in the barley genome is a major step forward for agricultural science and industry," says Australian research leader and a senior author of the طبيعة سجية paper, Professor Peter Langridge, Chief Executive Officer of the ACPFG.

"This will greatly accelerate the work in Australia and elsewhere to improve the quality of barley, enhance its disease and pest resistance and, most importantly, support efforts to improve the tolerance of barley to environmental stresses such as heat and drought."

First cultivated more than 15,000 years ago, barley belongs to the same family as wheat and rye. Together, they provide about 30% of all calories consumed worldwide.

"Because barley is very closely related to wheat, these results from barley will have a major impact on wheat research," Professor Langridge says. "Wheat is Australia's most important crop, and improvements in wheat production globally will be a key to ensuring global food security."

The barley genome is almost twice the size of that of humans. Determining the sequence of its DNA has presented a major challenge for the research team. This is mainly because its genome contains a large proportion of closely related sequences, which are difficult to piece together.

The team's طبيعة سجية paper provides a detailed overview of the functional portions of the barley genome, revealing the order and structure of most of its 32,000 genes. It also includes a detailed analysis of where and when genes are switched on in different tissues and at different stages of development.

The team has described regions of the genome carrying genes that are important to providing resistance to diseases, offering scientists the best possible understanding of the crop's immune system.

The Australian component of this research has been funded by the Australian Research Council (ARC), the Grains Research and Development Corporation (GRDC) and the South Australian Government.

The full paper can be found on Nature's website .

The University of Adelaide Waite Campus

The University of Adelaide's Waite Campus is the leading agricultural research, education and commercialisation cluster in the Southern Hemisphere, bringing together 1200 researchers from the University and co-located partners. This unique model of university, government and industry partners concentrates expertise in a range of agricultural science areas. The University's School of Agriculture, Food and Wine and the Waite Research Institute are both based at the Waite Campus.

International Barley Sequencing Consortium

The IBSC was founded in 2006 and includes scientists from Germany, Japan, Finland, Australia, the United Kingdom, the United States and China. www.barleygenome.org

Barley - importance to Australia

Barley is worth around $1.3 billion annually to Australia's exports. We produce almost seven million tonnes of barley each year on an area of around four million hectares. Australia accounts for around 32% of the international trade in malting barley, although we're only about 5% of the world's annual barley production.

Malting barley (37% of the total barley produced) underpins the beer sector, which is worth more than $5 billion to the Australian economy. Lower quality grain and by-products of the malting process are a major component of the animal feed that underpins meat and dairy production. Over the past 50 years, barley grain yields have more than doubled - most of this improvement can be attributed to genetics.

Australian Centre for Plant Functional Genomics

The ACPFG was established in 2003 by the South Australian Government and the Australian Federal Government through the ARC and the GRDC. ACPFG improves cereal crops' tolerance to environmental stresses such as drought, heat, salinity and nutrient toxicities - major causes of yield and quality loss throughout the world and significant problems for cereal growers. www.acpfg.com.au

ARC Centre of Excellence in Plant Cell Walls

The ARC Centre of Excellence in Plant Cell Walls is a collaboration between the Universities of Adelaide, Melbourne and Queensland in partnership with the South Australian Government and seven international institutions. Established in 2011, its research is focused on the biosynthesis and re-modelling of plant cell wall polysaccharides, which play important roles in human health and renewable biofuels. The Director of the Centre is Professor Geoff Fincher, who is also an author on the طبيعة سجية paper.

Both ACPFG and the Centre of Excellence in Plant Cell Walls are based at the University of Adelaide's Waite Campus.


Developing a &lsquosuper grain&rsquo

Cracking the genetic code led Professor Li to a deeper exploration of what makes the best barley. He uses the example of a brick in a wall to illustrate how variations in copy numbers and orientations can be used to target key traits for new varieties.

&ldquoEvery brick &ndash or gene &ndash can look similar but different numbers of bricks put together will form a new structure,&rdquo he said.

&ldquoLike a brick, genes can have a different orientation and be arranged in different ways to create a different structure, which in doing so, can create a different function or enhance a function, like greater heat tolerance or nitrogen efficiency.&rdquo

In collaboration with scientists around the world, Professor Li&rsquos team is identifying genes in various types of barley that are more resilient to droughts, pests, poor soils and disease.

This breakdown and mapping of every strain will enable the researchers to identify all the most desirable traits in each and combine them into one &lsquosuper grain.&rsquo


&ldquoThe benefits of cracking the DNA code and combining all of the best traits into one variety could include everything from improving the yield and quality of WA malt and feed barley production, to assisting with food production in developing countries and improving food biosecurity.

&ldquoThe development of a super grain would also give growers a higher profit margin and greater yields. This in turn makes our barley more desirable to international markets,&rdquo he said.

It also means better quality beer.


Beer supply threatened by future weather extremes

Barley yields are expected to decrease substantially as severe droughts and heat extremes become more frequent due to climate change, reports a study published online this week in Nature Plants. As a result, beer will become scarcer and more expensive.

Beer is the most popular alcoholic beverage in the world by volume consumed, and its main ingredient, barley, is particularly sensitive to extreme weather events. Although the frequency and severity of drought and heat extremes increase substantially in a range of future climate scenarios by five Earth system models, the vulnerability of beer supply to such extremes has never been assessed.

Wei Xie and colleagues model the vulnerability to future weather extremes of both barley production and the subsequent beer supply. The authors find that the average loss of barely yields will range from 3% to 17%, depending on the predicted severity of the weather. Declining barley yields will result in proportionally larger decreases in the barley made available for beer production as more essential commodities are prioritized. This will result in corresponding decreases in beer consumption and increases in beer prices, the authors suggest, depending on national economic status and culture. One of the most affected countries, for example, is Ireland - where beer prices could increase by between 43% and 338% by 2099 under the most severe climate scenario.


Women beer drinkers 'increase psoriasis risk'

The study found that women who drank five beers a week doubled their risk of developing the condition compared with women who did not drink.

The Boston study, in Archives of Dermatology, looked at more than 82,000 female nurses aged 27 to 44 and their drinking habits from 1991 until 2005.

Non-alcoholic beer, wine and spirits were not found to increase the risk.

In the study, researchers said that woman who drank more than two alcoholic drinks a week increased their risk of psoriasis by two-thirds compared with non-drinkers.

For women who drank five glasses of beer per week their risk of developing psoriasis was 1.8 times higher again.

When stricter criteria were used to confirm psoriasis cases, their risk was increased 2.3 times.

Yet women who drank any amount of low- or non-alcoholic beer, white wine, red wine or spirits per week were not found to be at increased risk.

Author Dr Abrar Qureshi, from Harvard Medical School, Boston, wrote in the journal: "Non-light beer was the only alcoholic beverage that increased the risk of psoriasis, suggesting that certain non-alcoholic components of beer, which are not found in wine or liquor, may play an important role in new-onset psoriasis."

The study suggests that it could be the gluten-containing barley, used in the fermentation of beer, which is the cause of the increased psoriasis risk.

Previous studies have shown that a gluten-free diet may improve psoriasis in patients who are sensitive to gluten.

People with psoriasis may have a so-called latent-gluten sensitivity, compared with people without psoriasis, says the study.

"Women with a high risk of psoriasis may consider avoiding higher intake of non-light beer," the authors conclude.

Psoriasis is a chronic skin disease characterised by itchy red scaly patches that most commonly appear on the knees, elbows and scalp but can show up anywhere, including the face.

The effects can range from mild to disfiguring enough to be socially disabling.


شاهد الفيديو: الفرق بين سلات الاستثمار (ديسمبر 2021).