قمح

قام الصيادون وجامعو الثمار في غرب آسيا بحصاد القمح البري لآلاف السنين قبل استئناسه ، [ ^{20 ] ربما} منذ عام 21000  قبل الميلاد، ^{[ 21 ]} لكنه كان يشكل مكونًا ثانويًا في نظامهم الغذائي. ^{[ 22 ]} في هذه المرحلة من الزراعة قبل الاستئناس، انتشرت الأصناف المبكرة في جميع أنحاء المنطقة وطورت ببطء السمات التي ميزت أشكالها المستأنسة. ^{[ 23 ]}

أدى الحصاد المتكرر وزرع حبوب الأعشاب البرية إلى ظهور سلالات مُستأنسة، حيث كانت الطفرات الوراثية من القمح أكثر ملاءمة للزراعة. في القمح المُستأنس، تكون الحبوب أكبر حجمًا، وتبقى البذور (داخل السنيبلات ) مُلتصقة بالسنبلة بواسطة محور سنبلة مُقوّى أثناء الحصاد. ^{[ 24 ]} أما في السلالات البرية، فيسمح محور السنبلة الأكثر هشاشة بتفتت السنبلة بسهولة، مما يؤدي إلى تشتيت السنيبلات. ^{[ 25 ]} قد لا يكون اختيار المزارعين للحبوب الأكبر حجمًا والسنابل غير المتفتتة مقصودًا، بل حدث ببساطة لأن هذه الصفات سهّلت جمع البذور؛ ومع ذلك، كان هذا الاختيار "العرضي" جزءًا مهمًا من استئناس المحاصيل. ولأن الصفات التي تُحسّن القمح كمصدر غذائي تتضمن فقدان آليات تشتيت البذور الطبيعية للنبات ، فإن سلالات القمح المُستأنسة للغاية لا تستطيع البقاء في البرية. ^{[ 26 ]}

ينمو قمح إينكورن البري ( T. monococcum subsp. boeoticum ) في جميع أنحاء جنوب غرب آسيا في الأراضي المفتوحة والسهوب . [ ^{27 ] وهو} يتألف من ثلاثة سلالات متميزة ، واحدة منها فقط، موطنها الأصلي جنوب شرق الأناضول ، تم استئناسها. ^{[ 28 ]} السمة الرئيسية التي تميز قمح إينكورن المستأنس عن البري هي أن سنابله لا تتكسر إلا بالضغط، مما يجعله يعتمد على الإنسان في انتشاره وتكاثره. ^{[ 27 ]} كما أنه يميل إلى أن تكون حبوبه أعرض. ^{[ 27 ]} تم جمع قمح إينكورن البري من مواقع مثل تل أبو هريرة ( حوالي 10700-9000  قبل الميلاد ) ومريبت ( حوالي 9800-9300  قبل الميلاد )، ولكن أقدم دليل أثري على الشكل المستأنس يأتي بعد حوالي 8800 قبل الميلاد في جنوب تركيا، في تشايونو ، وكافر هويوك ، وربما نيفالي تشوري . ^{[ 27 ]} تشير الأدلة الجينية إلى أنه تم استئناسه في أماكن متعددة بشكل مستقل. ^{[ 28 ]}

يُعدّ قمح إيمر البري ( T. turgidum subsp. dicoccoides ) أقل انتشارًا من قمح إينكورن، إذ يُفضّل التربة البازلتية والجيرية الصخرية الموجودة في سفوح التلال في الهلال الخصيب. ^{[ 27 ]} وهو أكثر تنوعًا، حيث تنقسم أصنافه المستأنسة إلى مجموعتين رئيسيتين: مُقشّر أو غير مُتفتّت، حيث يفصل الدراس السنيبلة بأكملها ؛ وحر الدراس، حيث تنفصل الحبوب الفردية. من المحتمل أن كلا النوعين كانا موجودين في عصور ما قبل التاريخ، ولكن مع مرور الوقت أصبحت أصناف حر الدراس أكثر شيوعًا. ^{[ 27 ]} زُرع قمح إيمر البري لأول مرة في جنوب بلاد الشام ، في وقت مبكر يعود إلى 9600  قبل الميلاد. ^{[ 29 ] [ 30 ]} وقد وجدت الدراسات الجينية أنه، مثل إينكورن، تم استئناسه في جنوب شرق الأناضول، ولكن مرة واحدة فقط. ^{[ 28 ] [ 31 ]} أقدم دليل أثري موثوق على زراعة القمح ثنائي الحبة محليًا يعود إلى تشايونو، حوالي 8300-7600 قبل الميلاد ، حيث أشارت ندوب مميزة على السنيبلات إلى أنها تنتمي إلى صنف محلي مقشر. ^{[ 27 ]} وقد تم الإبلاغ عن اكتشافات أقدم قليلًا من تل أسود في سوريا، حوالي 8500-8200 قبل الميلاد ، ولكن تم تحديدها باستخدام طريقة أقل موثوقية تعتمد على حجم الحبوب. ^{[ 27 ]}

يُعتبر القمح الأحادي الحبة والقمح ثنائي الحبة من المحاصيل الأساسية التي زرعتها المجتمعات الزراعية الأولى في غرب آسيا خلال العصر الحجري الحديث . ^{[ 27 ]} كما زرعت هذه المجتمعات القمح العاري ( القمح الشرقي والقمح القاسي ) ونوعًا مستأنسًا من قمح زاندوري ( القمح التيموفيفي ) انقرض الآن، ^{[ 32 ]} بالإضافة إلى مجموعة واسعة من محاصيل الحبوب وغير الحبوب الأخرى. ^{[ 33 ]} كان القمح نادرًا نسبيًا خلال الألف عام الأولى من العصر الحجري الحديث (عندما كان الشعير هو السائد)، ولكنه أصبح غذاءً أساسيًا بعد حوالي 8500  قبل الميلاد. ^{[ 33 ]} لم تتطلب زراعة القمح في بداياتها الكثير من الجهد. في البداية، استغل المزارعون قدرة القمح على النمو في المراعي السنوية عن طريق تسييج الحقول لحمايتها من الحيوانات الرعوية وإعادة زراعة المحاصيل بعد حصادها، دون الحاجة إلى إزالة الغطاء النباتي بشكل منهجي أو حرث التربة. ^{[ 34 ]} ربما استغلوا أيضًا الأراضي الرطبة الطبيعية والسهول الفيضية لممارسة الزراعة التقليدية، حيث زرعوا البذور في التربة التي خلفتها مياه الفيضانات المتراجعة. ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]} وكان يُحصد باستخدام مناجل ذات شفرات حجرية . ^{[ 38 ]} سهولة تخزين القمح والحبوب الأخرى جعلت الأسر الزراعية تعتمد عليها تدريجيًا مع مرور الوقت، خاصة بعد أن طوروا مرافق تخزين فردية كبيرة بما يكفي لاستيعاب ما يكفي لأكثر من عام. ^{[ 39 ]}

كان يُخزن القمح بعد درسه وإزالة القشور . ^{[ 39 ]} ثم يُطحن إلى دقيق باستخدام هاون حجري مطحون . ^{[ 40 ]} وقد صُنع طعام شبيه بالخبز من دقيق القمح الأحادي المطحون ودرنات نبات البردي الدرني (Bolboschoenus glaucus) في وقت مبكر يعود إلى 12400 قبل الميلاد. [ 41 ] وفي تشاتالهويوك ( ^{حوالي 7100-6000 قبل} الميلاد ) ، استُخدم كل من القمح الكامل والدقيق لإعداد الخبز والعصيدة . ^{[ 42 ] [ 43 ]} وإلى جانب الغذاء، ربما كان القمح مهمًا أيضًا لمجتمعات العصر الحجري الحديث كمصدر للقش ، الذي كان يُستخدم كوقود، أو في صناعة الخوص ، أو في البناء بالطين والقش . ^{[ 44 ]} 

انتشر القمح المستأنس بسرعة إلى مناطق لم تكن أسلافه البرية تنمو فيها بشكل طبيعي. أُدخل القمح ثنائي الحبة إلى قبرص في وقت مبكر يعود إلى 8600 قبل الميلاد، والقمح أحادي الحبة حوالي 7500 قبل الميلاد ؛ ^{[ 45 ] [ 46 ]} وصل القمح ثنائي الحبة إلى اليونان بحلول 6500 قبل الميلاد، ومصر بعد 6000 قبل الميلاد بقليل، وألمانيا وإسبانيا بحلول 5000 قبل الميلاد. ^{[ 47 ]} "كان المصريون القدماء من رواد صناعة الخبز واستخدام الفرن، وطوروا صناعة الخبز لتصبح واحدة من أوائل الصناعات الغذائية واسعة النطاق." ^{[ 48 ]} بحلول 4000 قبل الميلاد، وصل القمح إلى الجزر البريطانية واسكندنافيا . ^{[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]} كما زُرع القمح في الهند حوالي 3500 قبل الميلاد. ^{[ 52 ]} من المرجح أن القمح ظهر في الجزء السفلي من نهر هوانغ هي في الصين حوالي 2600 قبل الميلاد. ^{[ 53 ]}

أقدم دليل على وجود القمح السداسي الصبغي هو تحليل الحمض النووي لبذور القمح التي يعود تاريخها إلى حوالي 6400-6200 قبل الميلاد في موقع تشاتالهويوك الأثري . ^{[ 54 ]} اعتبارًا من عام 2023،أقدم قمح معروف يحتوي على كمية كافية من الغلوتين لصنع الخبز المخمر يعود تاريخه إلى مخزن حبوب في أسيروس بمقدونيا، ويعود تاريخه إلى عام 1350 قبل الميلاد. ^{[ 55 ]} استمر انتشار القمح في جميع أنحاء أوروبا وإلى الأمريكتين عبر التبادل الكولومبي . في الجزر البريطانية، استُخدم قش القمح ( الخيش ) لتغطية الأسقف في العصر البرونزي ، وظل استخدامه شائعًا حتى أواخر القرن التاسع عشر. ^{[ 56 ] [ 57 ]} كان خبز القمح الأبيض تاريخيًا طعامًا فاخرًا، لكن خلال القرن التاسع عشر أصبح في بريطانيا سلعة استهلاكية واسعة الانتشار، ليحل محل الشوفان والشعير والجاودار في النظام الغذائي لسكان شمال البلاد. ^{[ 58 ]} بعد عام 1860، أدى التوسع في إنتاج القمح في الولايات المتحدة إلى إغراق السوق العالمية، مما خفض الأسعار بنسبة 40%، وساهم بشكل كبير في تحسين التغذية للفقراء. ^{[ 59 ]}

• 
  نقش ختم أسطواني سومري يعود تاريخه إلى حوالي 3200 قبل الميلاد، يظهر فيه إنسي وتابعه وهما يطعمان قطيعًا مقدسًا من سيقان القمح؛ كان نينورتا إلهًا زراعيًا، وفي قصيدة تُعرف باسم " جورجيكا السومرية "، يقدم نصائح مفصلة حول الزراعة.
• 
  درس القمح في مصر القديمة
• 
  حصاد القمح التقليدي في الهند، 2012
• 
  سنبلة إيمر، مصر، 2000-1500 قبل الميلاد

بعض أنواع القمح ثنائية المجموعة الكروموسومية ، أي تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات ، بينما العديد منها متعددات المجموعة الكروموسومية المستقرة ، أي تحتوي على أربع مجموعات ( رباعي المجموعة الكروموسومية ) أو ست مجموعات ( سداسي المجموعة الكروموسومية ) . ^{[ 60 ]} يُعدّ قمح إينكورن ثنائي المجموعة الكروموسومية (AA، مجموعتان من سبعة كروموسومات، 2n=14). ^{[ 61 ]} معظم أنواع القمح رباعية المجموعة الكروموسومية (مثل قمح إيمر وقمح دوروم ) مشتقة من قمح إيمر البري. وقمح إيمر البري نفسه هو نتاج تهجين بين نوعين من الأعشاب البرية ثنائية المجموعة الكروموسومية، وهما T. urartu وعشبة الماعز البرية مثل Ae. speltoides . ^{[ 62 ]} حدث التهجين الذي شكّل قمح إيمر البري (AABB، أربع مجموعات من سبعة كروموسومات في مجموعتين، 4n=28) في البرية، قبل التدجين بفترة طويلة، وكان مدفوعًا بالانتقاء الطبيعي . تطورت أنواع القمح السداسي الصبغي في حقول المزارعين نتيجة تهجين القمح البري مع نوع آخر من حشيشة الماعز، وهو Ae. tauschii ، مما أدى إلى ظهور أنواع القمح السداسي الصبغي، بما في ذلك قمح الخبز . ^{[ 60 ] [ 63 ]} وقد تم تحديد أصل الجينوم D من Ae. tauschii من خلال التحليل الجزيئي لجينومات العديد من أصناف القمح السداسي الصبغي. ^{[ 64 ]}

أظهرت دراسة التطور الجزيئي للقمح عام 2007 مخططًا تصنيفيًا غير مكتمل للأنواع الرئيسية المزروعة؛ إذ أن كثرة التهجين تجعل تحديد التصنيف أمرًا صعبًا. تشير علامات مثل "6N" إلى تعدد الصيغ الصبغية لكل نوع: ^{[ 60 ]}

على مدار عشرة آلاف عام من الزراعة، تطورت أنواع عديدة من القمح، كثير منها هجين ، نتيجةً لمزيج من الانتقاء الاصطناعي والطبيعي . وقد أدى هذا التعقيد والتنوع في تصنيف أنواع القمح إلى الكثير من اللبس في تسميتها. ^{[ 65 ] [ 66 ]}

تتميز أنواع القمح البرية، إلى جانب الأصناف المستأنسة مثل القمح الأحادي الحبة ^{[ 67 ]} والقمح ثنائي الحبة ^{[ 68 ]} والقمح الإسبيلتا ^{[ 69 ]} ، بوجود قشور. يتكون هذا الشكل البدائي (من الناحية التطورية) من قشور صلبة تُحيط بالحبوب بإحكام، ومحور (في أنواع القمح المستأنسة) شبه هش ينكسر بسهولة عند الدراس. ونتيجة لذلك، عند الدراس، تنقسم سنبلة القمح إلى سنيبلات. وللحصول على الحبوب، يلزم إجراء عمليات معالجة إضافية، مثل الطحن أو الدق، لإزالة القشور. غالبًا ما يُخزن القمح المقشر على شكل سنيبلات لأن القشور الصلبة توفر حماية جيدة ضد آفات الحبوب المخزنة. ^{[ 67 ]} أما في الأنواع سهلة الدراس (أو غير المقشرة)، مثل قمح الديورم والقمح العادي، فتكون القشور هشة والمحور صلبًا. عند الدراس، يتفتت القشر ، مُطلقًا الحبوب. ^{[ 70 ]}

يختلف تصنيف القمح اختلافاً كبيراً باختلاف البلد المنتج. ^{[ 76 ]}

كانت أصناف الحبوب في الأرجنتين تُصنّف سابقًا وفقًا لمنطقة الإنتاج أو ميناء الشحن: روزافي (يُزرع في مقاطعة سانتا فيه ، ويُشحن عبر روزاريو )، وباهيا بلانكا (يُزرع في مقاطعتي بوينس آيرس ولا بامبا ، ويُشحن عبر باهيا بلانكا )، وبوينس آيرس (يُشحن عبر ميناء بوينس آيرس ). ورغم تشابهها الكبير مع قمح الربيع الأحمر الصلب الأمريكي، إلا أن هذا التصنيف تسبب في بعض التباينات، لذا استحدثت الأرجنتين ثلاثة أصناف جديدة من القمح، تحمل جميعها اسم "تريغو دورا أرجنتينا " (TDA) متبوعًا برقم. ^{[ 77 ]} أما في أستراليا، فيقع تصنيف الحبوب ضمن اختصاص لجنة التصنيف الوطنية. وقد اختارت أستراليا قياس محتوى البروتين على أساس نسبة رطوبة 11% . ^{[ 78 ]} وفي كندا، يتولى مكتب تسجيل الأصناف التابع لوكالة التفتيش الغذائي الكندية تنسيق قرارات تصنيف القمح . وكما هو الحال في النظام الأمريكي، تُصنّف الأصناف الثمانية في غرب كندا والستة في شرقها بناءً على اللون والموسم والصلابة. بشكل فريد، تشترط كندا أن تسمح الأصناف بالتعرف عليها بصريًا فقط. ^{[ 79 ]} أما الأصناف المستخدمة في الولايات المتحدة فتُسمى حسب اللون والموسم والصلابة. ^{[ 80 ] [ 81 ] [ 82 ]}

يُعدّ القمح من الحبوب الأساسية في جميع أنحاء العالم. ^{[ 85 ] [ 61 ]} يمكن طحن حبوب القمح النيئة إلى دقيق ، أو باستخدام قمح الديورم الصلب فقط، يمكن طحنها إلى سميد ؛ كما يمكن إنباتها وتجفيفها لإنتاج الشعير ؛ أو طحنها أو تقطيعها إلى قمح مجروش ؛ أو سلقها جزئيًا (أو تبخيرها)، وتجفيفها، وإزالة نخالتها لإنتاج حبوب كاملة ، ثم طحنها لإنتاج البرغل . ^{[ 86 ]} إذا تم تكسير القمح النيء إلى أجزاء في المطحنة، تتم إزالة القشرة الخارجية أو النخالة . يُعدّ القمح مكونًا رئيسيًا في المخبوزات، مثل الخبز ، والفطائر ، والبسكويت ، والبان كيك ، والمعكرونة ، والفطائر ، والمعجنات ، والبيتزا ، والكعك ، والكوكيز ، والمافن ؛ وفي الأطعمة المقلية ، مثل الدونات ؛ وفي حبوب الإفطار ، والمرق ، والعصيدة ، والموسلي ؛ وفي السميد. وفي مشروبات مثل البيرة والفودكا والبوظة ( مشروب مُخَمَّر ) . ^{[ 87 ]} في صناعة منتجات القمح، يُعدّ الغلوتين ذا قيمة كبيرة لإضفاء خصائص وظيفية مرنة لزجة على العجين ، ^{[ 88 ]} مما يُتيح تحضير الأطعمة المُصنَّعة مثل الخبز والمعكرونة. ^{[ 89 ] [ 90 ]}

يحتوي القمح الشتوي الأحمر الخام على 13% ماء، و71% كربوهيدرات تشمل 12% ألياف غذائية ، و13% بروتين ، و2% دهون (انظر الجدول). ويُشكل الغلوتين ما بين 75% و80% من محتوى البروتين . ^{[ 88 ]} في 100 غرام (3.5 أونصة) ، يُوفر القمح 1368 كيلوجول (327 سعرة حرارية) من الطاقة الغذائية ، وهو مصدر غني (20% أو أكثر من القيمة اليومية الموصى بها) بالعديد من المعادن الغذائية ، مثل المنغنيز والفوسفور والمغنيسيوم والزنك والحديد ( انظر الجدول). كما يحتوي على كميات كبيرة من فيتامينات ب ، مثل النياسين (36% من القيمة اليومية الموصى بها)، والثيامين (33% من القيمة اليومية الموصى بها)، وفيتامين ب6 (23% من القيمة اليومية الموصى بها) (انظر الجدول ) . 

يُعدّ القمح مصدرًا هامًا للبروتينات النباتية في غذاء الإنسان، إذ يتميز بمحتواه العالي نسبيًا من البروتين مقارنةً بالحبوب الرئيسية الأخرى. ^{[ 91 ]} ومع ذلك، فإن بروتينات القمح ذات جودة منخفضة للتغذية البشرية ، وفقًا لمنهجية تقييم جودة البروتين DIAAS . ^{[ 92 ] [ 93 ]} على الرغم من احتوائها على كميات كافية من الأحماض الأمينية الأساسية الأخرى، على الأقل بالنسبة للبالغين، إلا أن بروتينات القمح تفتقر إلى حمض الليسين الأميني الأساسي . ^{[ 90 ] [ 94 ]} نظرًا لأن بروتينات الغلوتين الموجودة في السويداء فقيرة جدًا بالليسين، فإن الدقيق الأبيض يكون أفقر بالليسين من الحبوب الكاملة. ^{[ 90 ]} وقد سعى مُربّو النباتات إلى تطوير أصناف قمح غنية بالليسين، ولكن دون جدوى، حتى عام 2017.[ ^{95 ]} يُستخدم تناول مكملات البروتين من مصادر غذائية أخرى (وخاصة ^{البقوليات} ) لتعويض هذا النقص. ^{[ 96 ] [ 90 ]}

يُعدّ القمح، الذي يستهلكه مليارات البشر حول العالم، غذاءً هاماً للتغذية البشرية، لا سيما في أقل البلدان نمواً حيث تُشكّل منتجات القمح غذاءً أساسياً. ^{[ 90 ] [ 97 ]} وعند تناوله كحبوب كاملة ، يُوفّر القمح العديد من العناصر الغذائية والألياف الغذائية الموصى بها للأطفال والبالغين. ^{[ 89 ] [ 90 ] [ 98 ] [ 99 ]}

قد يُحفز غلوتين القمح مرض السيلياك لدى الأشخاص ذوي الاستعداد الوراثي . ^{[ 88 ] [ 100 ]} يُصيب مرض السيلياك حوالي 1% من عامة السكان في الدول المتقدمة . ^{[ 100 ] [ 101 ]} العلاج الفعال الوحيد المعروف هو اتباع نظام غذائي صارم خالٍ من الغلوتين مدى الحياة . ^{[ 100 ]} على الرغم من أن مرض السيلياك ينتج عن رد فعل تحسسي تجاه بروتينات القمح، إلا أنه يختلف عن حساسية القمح . ^{[ 100 ] [ 101 ]} تشمل الأمراض الأخرى التي يُحفزها تناول القمح حساسية الغلوتين غير السيلياكية ^{[ 101 ] [ 102 ]} (يُقدر أنها تُصيب من 0.5% إلى 13% من عامة السكان ^{[ 103 ]} )، وترنح الغلوتين ، والتهاب الجلد الهربسي الشكل . ^{[ 102 ]} قد تكون بعض الكربوهيدرات قصيرة السلسلة الموجودة في القمح، وهي FODMAPs (وخاصة بوليمرات الفركتوز )، سببًا لحساسية الغلوتين غير السيلياكية. اعتبارًا من عام 2019تُفسر الكربوهيدرات القابلة للتخمر (FODMAPs) بعض أعراض الجهاز الهضمي، مثل الانتفاخ ، ولكنها لا تُفسر الأعراض غير الهضمية لحساسية الغلوتين غير المصاحبة لداء السيلياك. ^{[ 104 ] [ 105 ] [ 106 ]} ويبدو أن بروتينات القمح الأخرى، مثبطات الأميليز والتريبسين، تُنشط جهاز المناعة الفطرية في داء السيلياك وحساسية الغلوتين غير المصاحبة له. ^{[ 105 ] [ 106 ]} وتُعد هذه البروتينات جزءًا من دفاع النبات الطبيعي ضد الحشرات، وقد تُسبب التهابًا معويًا لدى البشر. ^{[ 105 ] [ 107 ]}

أصبح القمح محصولًا زراعيًا محوريًا في الإمبراطورية البريطانية العالمية خلال القرن التاسع عشر، ولا يزال يحظى بأهمية بالغة في أستراليا وكندا والهند. ^{[ 115 ]} في أستراليا، التي تتميز بمساحات شاسعة وقوى عاملة محدودة، اعتمد توسيع الإنتاج على التقدم التكنولوجي، لا سيما الري والآلات. وبحلول أربعينيات القرن التاسع عشر، بلغ عدد مزارعي القمح في جنوب أستراليا 900 مزارع . وكانوا يستخدمون "آلة ريدلي لحصاد القمح"، وهي آلة حصاد طورها جون ريدلي عام 1843، ^{[ 116 ]} لفصل سنابل القمح. وفي كندا، أتاحت الأدوات الزراعية الحديثة زراعة القمح على نطاق واسع منذ أواخر أربعينيات القرن التاسع عشر. وبحلول عام 1879، كانت ساسكاتشوان مركزًا رئيسيًا لزراعة القمح ، تلتها ألبرتا ومانيتوبا وأونتاريو ، حيث سهّل انتشار خطوط السكك الحديدية تصديره إلى بريطانيا. وبحلول عام 1910، شكّل القمح 22% من صادرات كندا، وارتفعت هذه النسبة إلى 25% عام 1930 على الرغم من الانخفاض الحاد في الأسعار خلال فترة الكساد الكبير . ^{[ 117 ]} تعثرت جهود توسيع إنتاج القمح في جنوب إفريقيا وكينيا والهند بسبب انخفاض المحاصيل وانتشار الأمراض. ومع ذلك، بحلول عام 2000، أصبحت الهند ثاني أكبر منتج للقمح في العالم. ^{[ 118 ]} في القرن التاسع عشر، امتدت زراعة القمح الأمريكية بسرعة غربًا. وبحلول ثمانينيات القرن التاسع عشر، كانت 70% من الصادرات الأمريكية تُصدّر إلى الموانئ البريطانية. بُني أول صومعة حبوب ناجحة في بوفالو عام 1842. ^{[ 119 ]} انخفضت تكلفة النقل بسرعة. ففي عام 1869، بلغت تكلفة نقل بوشل من القمح من شيكاغو إلى ليفربول 37 سنتًا ؛ وفي عام 1905، انخفضت إلى 10 سنتات. ^{[ 120 ]}

في القرن العشرين، ازداد إنتاج القمح العالمي بنحو خمسة أضعاف، ولكن حتى عام 1955 تقريبًا، كان معظم هذا النمو يعكس زيادة في مساحة زراعة القمح، مع زيادات أقل (حوالي 20%) في المحصول لكل وحدة مساحة. بعد عام 1955، ارتفع معدل تحسين محصول القمح سنويًا عشرة أضعاف، مما سمح بزيادة الإنتاج العالمي للقمح. وهكذا، كان الابتكار التكنولوجي والإدارة العلمية للمحاصيل باستخدام الأسمدة النيتروجينية الاصطناعية والري وتحسين سلالات القمح من العوامل الرئيسية لنمو إنتاج القمح في النصف الثاني من القرن. وشهدت بعض المناطق انخفاضات ملحوظة في مساحة زراعة القمح، كما هو الحال في أمريكا الشمالية. ^{[ 121 ]} ويُعد تحسين تخزين البذور وقدرتها على الإنبات (وبالتالي تقليل الحاجة إلى الاحتفاظ بالمحصول المحصود لبذور العام التالي) ابتكارًا تكنولوجيًا آخر من ابتكارات القرن العشرين. في إنجلترا في العصور الوسطى، كان المزارعون يدخرون ربع محصول القمح كبذور للمحصول التالي، تاركين ثلاثة أرباعه فقط للاستهلاك الغذائي. وبحلول عام 1999، بلغ متوسط ​​استخدام بذور القمح عالميًا حوالي 6% من الإنتاج. ^{[ 122 ]}

في القرن الحادي والعشرين، أدى الاحتباس الحراري إلى انخفاض إنتاج القمح في بعض المناطق. ^{[ 123 ]} كما أدت الحروب ^{[ 124 ]} والتعريفات الجمركية إلى تعطيل التجارة. ^{[ 125 ]} وبين عامي 2007 و2009، ثارت مخاوف من أن يصل إنتاج القمح إلى ذروته، على غرار النفط . ^{[ 126 ] [ 127 ] [ 128 ]} ومع ذلك، في ذلك الوقت، كان نصيب الفرد من إنتاج الغذاء العالمي يشهد نموًا مطردًا لعقود. ^{[ 129 ]}

القمح محصول سنوي . يمكن زراعته في الخريف وحصاده في أوائل الصيف كقمح شتوي في المناخات المعتدلة، أو زراعته في الربيع وحصاده في الخريف كقمح ربيعي . ويُزرع عادةً بعد حرث التربة ثم تسويتها لإزالة الأعشاب الضارة وتكوين سطح مستوٍ. ثم تُنثر البذور على السطح، أو تُزرع في التربة على شكل صفوف . ^{[ 130 ]}

يدخل القمح الشتوي في حالة سكون خلال موجة الصقيع الشتوية؛ إذ يحتاج إلى فترة طويلة من درجات حرارة أقل من 4 درجات مئوية، ويتعرض للإجهاد الحراري وانخفاض المحصول إذا ارتفعت درجات الحرارة فوق 32 درجة مئوية. يحتاج القمح الشتوي إلى النمو ليصل ارتفاعه إلى 10-15 سم قبل حلول البرد، حتى يتمكن من البقاء على قيد الحياة خلال فصل الشتاء؛ ويتطلب فترة تكون فيها درجة الحرارة عند درجة التجمد أو قريبة منها، ثم ينكسر سكونه بذوبان الجليد أو ارتفاع درجة الحرارة. ^{[ 130 ]}

لا يمر القمح الربيعي بفترة سكون. ينمو بشكل أفضل في درجات حرارة تتراوح بين 21 و24 درجة مئوية، ولكنه يتحمل نطاقًا يتراوح بين 4 و35 درجة مئوية. يؤدي الإنبات في درجات حرارة أقل من 4 درجات مئوية أو النضج في درجات حرارة أعلى من 35 درجة مئوية إلى انخفاض محصول القمح. ^{[ 130 ]}

يحتاج القمح إلى تربة عميقة ، ويفضل أن تكون طينية غنية بالمواد العضوية، بالإضافة إلى معادن متوفرة تشمل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم. التربة الحمضية والخثية غير مناسبة. يحتاج القمح إلى ما بين 30 و38 سم من الأمطار خلال موسم النمو لإنتاج محصول جيد من الحبوب. ^{[ 130 ]}

قد يتدخل المزارع أثناء نمو المحصول لإضافة الأسمدة ، أو الري ، أو المبيدات الحشرية مثل مبيدات الأعشاب للقضاء على الأعشاب عريضة الأوراق، أو المبيدات الحشرية للقضاء على الآفات الحشرية. كما قد يُقيّم المزارع معادن التربة، ومياهها، ونمو الأعشاب، أو ظهور الآفات لاتخاذ إجراءات تصحيحية مناسبة وفي الوقت المناسب وبأقل تكلفة، بالإضافة إلى نضج المحصول ومحتواه المائي لاختيار الوقت الأمثل للحصاد. يشمل الحصاد قطع السيقان لجمع المحصول، ثم فصل الحبوب عن السنابل؛ وتُنفذ هاتان الخطوتان بواسطة حصادة آلية . بعد ذلك، تُجفف الحبوب لتخزينها بأمان من العفن . ^{[ 130 ]}

يحتاج القمح عادةً إلى ما بين 110 و130 يومًا بين البذر والحصاد، وذلك تبعًا للمناخ ونوع البذور وظروف التربة. تتطلب الإدارة المثلى للمحاصيل أن يكون لدى المزارع فهم دقيق لكل مرحلة من مراحل نمو النباتات. على وجه الخصوص، تُستخدم الأسمدة الربيعية ومبيدات الأعشاب والفطريات ومنظمات النمو عادةً في مراحل محددة من نمو النبات فقط. على سبيل المثال، يُوصى حاليًا بإضافة الجرعة الثانية من النيتروجين عندما يبلغ حجم السنبلة (غير المرئية في هذه المرحلة) حوالي 1 سم (Z31 على مقياس زادوك ). تُعد معرفة مراحل النمو مهمة لتحديد فترات ارتفاع مخاطر تغير المناخ. يستفيد المزارعون من معرفة موعد ظهور "ورقة العلم" (الورقة الأخيرة)، لأنها تُمثل حوالي 75% من عملية التمثيل الضوئي خلال فترة امتلاء الحبوب، وبالتالي يجب حمايتها من الأمراض أو هجمات الحشرات لضمان محصول جيد. توجد عدة أنظمة لتحديد مراحل نمو المحاصيل، ويُعد مقياسا فيكس وزادوك الأكثر استخدامًا. يصف كل مقياس المراحل المتتالية التي يمر بها المحصول خلال الموسم. ^{[ 131 ]} على سبيل المثال، تُعد مرحلة تكوين حبوب اللقاح من الخلية الأم، والمراحل بين الإزهار والنضج، حساسة لدرجات الحرارة المرتفعة، والتي تتفاقم بسبب نقص المياه. ^{[ 132 ]}

• 
  مرحلة الإزهار
• 
  مرحلة الحليب المتأخرة
• 
  قبيل الحصاد مباشرة

ساهمت التطورات التكنولوجية في تحضير التربة ووضع البذور وقت الزراعة، واستخدام تناوب المحاصيل والأسمدة لتحسين نمو النبات، والتقدم في الحصاد، في تعزيز مكانة القمح كمحصول مجدٍ. وعندما استُبدلت طريقة نثر البذور باستخدام آلات البذر في القرن الثامن عشر، زادت الإنتاجية. كما ارتفعت غلة وحدة المساحة مع تطبيق تناوب المحاصيل على الأراضي التي كانت تُزرع منذ زمن طويل، وانتشر استخدام الأسمدة على نطاق واسع. ^{[ 133 ]}

شهدت الزراعة المحسّنة مؤخرًا انتشارًا واسعًا للأتمتة ، بدءًا من استخدام آلات الدراس ، ^{[ 134 ]} وصولًا إلى الآلات الكبيرة والمكلفة مثل الحصادة المركبة التي زادت الإنتاجية بشكل كبير. ^{[ 135 ]} في الوقت نفسه، ساهمت أصناف محسّنة مثل قمح نورين 10 ، الذي طُوّر في اليابان في ثلاثينيات القرن العشرين، ^{[ 136 ]} أو القمح القزم الذي طوّره نورمان بورلاوغ في الثورة الخضراء ، في زيادة المحاصيل بشكل كبير. ^{[ 137 ] [ 138 ]}

تعاني بعض الدول المنتجة الرئيسية للقمح من خسائر كبيرة بعد الحصاد في المزارع، وذلك بسبب سوء حالة الطرق، وعدم كفاية تقنيات التخزين، وضعف سلاسل التوريد، وعجز المزارعين عن إيصال منتجاتهم إلى أسواق التجزئة التي يهيمن عليها صغار التجار. ويُفقد نحو 10% من إجمالي إنتاج القمح على مستوى المزارع، و10% أخرى بسبب سوء التخزين وشبكات الطرق، بينما تُفقد نسبة أكبر على مستوى التجزئة. ^{[ 139 ]}

في منطقة البنجاب بشبه القارة الهندية، وكذلك في شمال الصين، ساهم الري بشكل كبير في زيادة الإنتاج. وعلى نطاق أوسع، خلال الأربعين عامًا الماضية، أدى التوسع الهائل في استخدام الأسمدة، إلى جانب زيادة توافر الأصناف شبه القزمية في البلدان النامية، إلى زيادة كبيرة في غلة الهكتار الواحد. ^{[ 140 ]} في البلدان النامية، زاد استخدام الأسمدة (النيتروجينية بشكل رئيسي) بمقدار 25 ضعفًا خلال هذه الفترة. ومع ذلك، تعتمد النظم الزراعية على عوامل أخرى غير الأسمدة والتهجين لتحسين الإنتاجية. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك زراعة القمح الأسترالي في منطقة الزراعة الشتوية الجنوبية، حيث  تنجح زراعة القمح رغم قلة هطول الأمطار (300 ملم) حتى مع استخدام كميات قليلة نسبيًا من الأسمدة النيتروجينية. ويتحقق ذلك من خلال تناوب المحاصيل مع المراعي البقولية. وقد أدى إدخال محصول الكانولا في هذه الدورات الزراعية إلى زيادة غلة القمح بنسبة 25% إضافية. ^{[ 141 ]} في هذه المناطق قليلة الأمطار، يتحقق الاستخدام الأمثل لمياه التربة المتاحة (والتحكم الأمثل في تآكل التربة) من خلال الاحتفاظ ببقايا المحاصيل بعد الحصاد وتقليل عمليات الحراثة. ^{[ 142 ]}

• 
  حقل القمح بريشة جون كونستابل ، 1816
• 
  الحقل جاهز للحصاد
• 
  تقوم آلة الحصاد بتقطيع سيقان القمح، ودراس القمح، وسحق القش ونفخه عبر الحقل، وتحميل الحبوب على مقطورة جرار.

توجد العديد من أمراض القمح، والتي تُسببها في الغالب الفطريات والبكتيريا والفيروسات . [ ^{144 ] يُعدّ} تحسين سلالات النباتات لتطوير أصناف جديدة مقاومة للأمراض، إلى جانب ممارسات الإدارة الزراعية السليمة، من الأمور المهمة للوقاية من الأمراض. ويمكن أن تُشكّل مبيدات الفطريات، المستخدمة للحدّ من الخسائر الكبيرة في المحاصيل الناتجة عن الأمراض الفطرية، تكلفة متغيرة كبيرة في إنتاج القمح. وتتراوح تقديرات كمية إنتاج القمح المفقودة بسبب أمراض النبات بين 10 و25% في ولاية ميسوري. ^{[ 145 ]} وتُصيب مجموعة واسعة من الكائنات الحية القمح، وأهمها الفيروسات والفطريات. ^{[ 146 ]}

تخضع مسببات الأمراض والقمح لعملية تطور مشترك مستمرة . وقد تكيفت أنواع صدأ القمح المنتجة للأبواغ بشكل كبير نحو التكاثر الناجح للأبواغ، أي زيادة معدل تكاثرها الأساسي (R0 ₎ . ^{[ 147 ]}

تشمل الفئات الرئيسية لأمراض القمح ما يلي:

• الأمراض المنقولة بالبذور: تشمل هذه الأمراض الجرب المنقول بالبذور، ومرض ستاغونوسبورا المنقول بالبذور (المعروف سابقًا باسم سيبتوريا )، والتفحم الشائع (التفحم النتن)، والتفحم السائب . ويتم مكافحتها باستخدام مبيدات الفطريات . ^{[ 148 ]}
• أمراض لفحة الأوراق والسنبلة : البياض الدقيقي، صدأ الأوراق ، تبقع أوراق سيبتوريا تريتيسي ، تبقع أوراق وقشور ستاغونوسبورا ( سيبتوريا ) نودوروم، وجرب السنبلة الفيوزاريومي . ^{[ 148 ] [ 149 ]}
• أمراض تعفن التاج والجذور : من أهم هذه الأمراض مرض " التعفن الكلي " ومرض " الخطوط السيفالوسبورية ". وكلا هذين المرضين ينتقلان عن طريق التربة. ^{[ 148 ]}
• أمراض صدأ الساق : يسببها Puccinia graminis f. sp. الفطريات التريتيسية (basidiomycete) مثل Ug99 ^{[ 150 ]}
• لفحة القمح : يسببها فطر Magnaporthe oryzae Triticum . ^{[ 151 ]}
• الأمراض الفيروسية: يُعدّ مرض تبرقش خطوط المغزل في القمح (التبرقش الأصفر) ومرض تقزم الشعير الأصفر من أكثر الأمراض الفيروسية شيوعًا. ويمكن السيطرة عليهما باستخدام أصناف مقاومة. ^{[ 148 ]}

مرض الإرغوت هو مرض ذو أهمية تاريخية يصيب الحبوب بما في ذلك القمح، على الرغم من أنه أكثر شيوعًا في الجاودار ؛ وهو مرض غير عادي بين أمراض النباتات لأنه يسبب المرض أيضًا للبشر الذين تناولوا حبوبًا ملوثة بالفطر المعني، Claviceps purpurea . ^{[ 152 ]}

من بين آفات القمح الحشرية ذبابة ساق القمح ، وهي آفة مزمنة في السهول الشمالية الكبرى بالولايات المتحدة الأمريكية وفي البراري الكندية . ^{[ 153 ]} يُعد القمح غذاءً ليرقات بعض أنواع حرشفيات الأجنحة ( الفراشات والعث )، بما في ذلك عثة اللهب ، وعثة عقدة الكتف الريفية ، وعثة الحرف العبري الشعيري ، وعثة اللفت . في بداية الموسم، تتغذى أنواع عديدة من الطيور والقوارض على محاصيل القمح. يمكن لهذه الحيوانات أن تُلحق أضرارًا جسيمة بالمحصول عن طريق حفر البذور المزروعة حديثًا أو النباتات الصغيرة وأكلها. كما يمكنها أن تُلحق الضرر بالمحصول في أواخر الموسم عن طريق التهام الحبوب من السنبلة الناضجة. بلغت خسائر ما بعد الحصاد في الحبوب مليارات الدولارات سنويًا في الولايات المتحدة وحدها، ولا يُستثنى من ذلك الضرر الذي تُسببه مختلف أنواع الحفارات والخنافس والسوس للقمح. ^{[ 154 ]} يمكن للقوارض أيضًا أن تُسبب خسائر كبيرة أثناء التخزين، وفي مناطق زراعة الحبوب الرئيسية، قد تتكاثر فئران الحقول بشكلٍ هائل لتصل إلى حدّ الوباء نظرًا لتوافر الغذاء بكثرة. ^{[ 155 ]} للحد من كمية القمح المفقودة بسبب آفات ما بعد الحصاد، طوّر علماء دائرة البحوث الزراعية جهازًا يُسمى "مستشعر الحشرات"، قادرًا على رصد الحشرات في القمح التي لا تُرى بالعين المجردة. يستخدم الجهاز إشارات كهربائية لرصد الحشرات أثناء طحن القمح. تتميز هذه التقنية الجديدة بدقة عالية، إذ يمكنها رصد ما بين 5 إلى 10 بذور مصابة من بين 30,000 بذرة سليمة. ^{[ 156 ]}

كان لوجود بعض أنواع جينات القمح دورٌ هام في زيادة غلة المحاصيل. فقد كان لجينات صفة التقزم، التي استخدمها مربو القمح اليابانيون لأول مرة لإنتاج قمح نورين 10 قصير الساق، أثرٌ بالغ على غلة القمح عالميًا، وكانت من العوامل الرئيسية في نجاح الثورة الخضراء في المكسيك وآسيا، وهي مبادرة قادها نورمان بورلاوغ . ^{[ 164 ]} تُمكّن جينات التقزم الكربون المُثبّت في النبات أثناء عملية التمثيل الضوئي من توجيهه نحو إنتاج البذور، وتقلل من رقاد السنابل ^{[ 165 ]} عندما تسقط ساق السنبلة الطويلة بفعل الرياح. ^{[ 166 ]} وبحلول عام 1997، زُرعت 81% من مساحة زراعة القمح في العالم النامي بأصناف القمح شبه القزمية، مما أدى إلى زيادة الغلة وتحسين الاستجابة للأسمدة النيتروجينية. ^{[ 167 ]}

تم إدخال نوع القمح T. turgidum subsp. polonicum ، المعروف بقشوره وحبوبه الطويلة ، في سلالات القمح الرئيسية لتأثيره على حجم الحبوب، ومن المرجح أنه ساهم بهذه الصفات في T. petropavlovskyi ومجموعة السلالات المحلية البرتغالية Arrancada . ^{[ 168 ]} وكما هو الحال مع العديد من النباتات، يؤثر MADS-box على نمو الأزهار، وبشكل أكثر تحديدًا، كما هو الحال مع أنواع أخرى من الفصيلة النجيلية الزراعية، يؤثر على المحصول. وعلى الرغم من هذه الأهمية، اعتبارًا من عام 2021لم تُجرَ سوى أبحاث قليلة حول جين MADS-box وغيره من الجينات المماثلة المتعلقة بسنيبلات وأزهار القمح على وجه التحديد. ^{[ 168 ]}

يبلغ الرقم القياسي العالمي لإنتاجية القمح حوالي 17 طنًا للهكتار (15000 رطل للفدان) ، وقد سُجّل في نيوزيلندا عام 2017. ^{[ 169 ]} ويهدف مشروع في المملكة المتحدة، بقيادة مركز روثامستيد للأبحاث، إلى رفع إنتاجية القمح في البلاد إلى 20 طنًا للهكتار (18000 رطل للفدان) بحلول عام 2020، ولكن في عام 2018، بلغ الرقم القياسي في المملكة المتحدة 16 طنًا للهكتار (14000 رطل للفدان) ، وكان متوسط ​​الإنتاجية 8 أطنان للهكتار (7100 رطل للفدان) فقط . ^{[ 170 ] [ 171 ]}      

تُعدّ الأعشاب البرية من جنس القمح (Triticum) والأجناس ذات الصلة، بالإضافة إلى أعشاب مثل الجاودار، مصدرًا للعديد من صفات مقاومة الأمراض في برامج تربية القمح المزروع منذ ثلاثينيات القرن العشرين. ^{[ 172 ]} وقد تم تحديد بعض جينات المقاومة ضد فطر Pyrenophora tritici-repentis ، وخاصة السلالتين 1 و5، وهما الأكثر إشكالية في كازاخستان. ^{[ 173 ]} ويُعدّ نبات Aegilops tauschii ، وهو من الأنواع البرية القريبة ، مصدرًا للعديد من الجينات الفعّالة ضد سلالات TTKSK /Ug99 - Sr33 و Sr45 و Sr46 و SrTA1662 . ^{[ 174 ]}

• يُعدّ Lr67 جينًا مقاومًا (R)،وهوسائد سلبيللمقاومةالجزئية لدى البالغين،وقد اكتشفه وحدد خصائصه الجزيئية موروآخرونفي عام 2015.اعتبارًا من عام 2018يُعدّ Lr67 فعالاً ضد جميع سلالات صدأ الأوراق ، والصدأ المخطط ، وصدأ الساق ، والبياض الدقيقي ( Blumeria graminis ). وينتج هذا عن طفرة في حمضين أمينيين في ما يُتوقع أن يكون ناقلاً للهكسوز . والنتيجة هي تقليل امتصاص الجلوكوز . ^{[ 175 ]}
• يُستخدم الجين Lr34 على نطاق واسع في أصناف القمح لأنه يُكسبها مقاومة ضدصدأالأوراقوالصدأوالبياضالدقيقي. ^{[ 176 ]} ويُستخدم بكثافة في زراعة القمح حول العالم. ^{[ 177 ] [ 178 ]} وهوناقل من عائلة ABC، ^{[ 176 ] [ 179 ]} مما يُنتج نمطًا ظاهريًا يُبطئ عملية الصدأ ويُكسبالقمح البالغ مقاومةً للأمراض. ^{[ 179 ]}
• يُعدّ Pm8 مقاومةشائعة الاستخداملمرض البياض الدقيقي،وقد تمّ إدخالهامننبات الجاودار( Secale cereale ). ^{[ 180 ]} وهي تأتي من كروموسوم 1Rالخاص بالجاودار، وهو مصدر للعديد من المقاومات منذ ستينيات القرن الماضي. ^{[ 180 ]}

تُعدّ مقاومة مرض لفحة السنابل الفيوزاريومية (FHB) هدفًا هامًا في برامج التربية.ويمكن استخداملوحاتالتربية المدعومة بالعلامات الجينية،تفاعل البوليميراز المتسلسل التنافسي الخاص بالأليلالواسم الجينيبالسم المُكوِّن للمساممقاومةًالسنابل الفيوزاريومية. ^{[ 181 ]}

في عام ٢٠٠٣، تم عزل أول جينات مقاومة للأمراض الفطرية في القمح. ^{[ ١٨٢ ] [ ١٨٣ ]} وفي عام ٢٠٢١، تم تحديد جينات مقاومة جديدة في القمح ضد البياض الدقيقي وصدأ أوراق القمح . ^{[ ١٨٤ ] [ ١٨٥ ]} وقد تم اختبار جينات المقاومة المعدلة في نباتات القمح والشعير المعدلة وراثيًا. ^{[ ١٨٦ ]}

نظرًا لأن القمح يُلقّح نفسه ذاتيًا، فإن إنتاج بذور هجينة لتحقيق قوة الهجين (كما في هجائن الجيل الأول من الذرة) يتطلب جهدًا بشريًا كبيرًا؛ وقد حالت التكلفة العالية لبذور القمح الهجينة دون اعتمادها على نطاق واسع من قبل المزارعين ^{[ 187 ] [ 188 ]} على الرغم من الجهود المبذولة على مدى 90 عامًا تقريبًا. ^{[ 189 ] [ 157 ]} وقد تم إنتاج بذور القمح الهجينة التجارية باستخدام عوامل التهجين الكيميائية، أو منظمات نمو النبات التي تتداخل مع نمو حبوب اللقاح، أو أنظمة العقم الذكري السيتوبلازمية الطبيعية . وقد حقق القمح الهجين نجاحًا تجاريًا محدودًا في فرنسا والولايات المتحدة وجنوب إفريقيا. ^{[ 190 ]}

تُستخدم حاليًا سلالات سداسية الصيغة الصبغية اصطناعية، ناتجة عن تهجين سلف قمح عشب الماعز البري (Aegilops tauschii) [ ^{191 ] وأنواع} أخرى من جنس Aegilops ^{[ 192 ]} مع قمح الديورم ، مما يزيد من التنوع الجيني للقمح المزروع. ^{[ 193 ] [ 194 ] [ 195 ]}

تم تهجين أصناف قمح الخبز الحديثة لزيادة محتواها من الغلوتين. ^{[ 196 ] [ 197 ]} ومع ذلك، لم تجد دراسة أجريت عام 2020 أي تغييرات في محتوى الألبومين/الغلوبولين والغلوتين بين عامي 1891 و2010. ^{[ 198 ]}

تُشارك الثغور (أو مسام الأوراق) في امتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وفقدان بخار الماء من الأوراق نتيجةً لعملية النتح . وقد أسفرت الدراسات الفيزيولوجية الأساسية لعمليات تبادل الغازات هذه عن تطوير طريقة تعتمد على نظائر الكربون ، تُستخدم في استنباط أصناف قمح ذات كفاءة محسّنة في استخدام المياه. ويمكن لهذه الأصناف أن تُحسّن إنتاجية المحاصيل في مزارع القمح البعلية المعتمدة على الأمطار. ^{[ 199 ]}

لقد صعّب التركيب الجيني المعقد للقمح عملية تحسينه. وقد مكّنت مقارنة جينومات القمح السداسي الصبغي باستخدام مجموعة من تجميعات الجزيئات الكاذبة للكروموسومات والهياكل الجزيئية في عام 2020 من تقييم قدرة جيناته على المقاومة. وتشمل النتائج تحديد "مجموعة بروتينية مفصلة متعددة الجينومات غنية بتكرارات الليوسين ورابطة للنيوكليوتيدات" والتي تساهم في مقاومة الأمراض، بينما يوفر الجين Sm1 درجة من مقاومة الحشرات، ^{[ 200 ]} على سبيل المثال ضد ذبابة زهر القمح البرتقالية . ^{[ 201 ]}

في عام 2010، تم فك شفرة 95% من جينوم قمح "تشاينيز سبرينغ" من السلالة 42. ^{[ 202 ]} نُشر هذا الجينوم بصيغة أساسية ليستخدمها العلماء ومربو النباتات، ولكنه لم يكن مُفهرسًا بالكامل. ^{[ 203 ]} في عام 2012، نُشرت مجموعة جينية شبه كاملة لقمح الخبز. ^{[ 204 ]} تم تسلسل مكتبات عشوائية من الحمض النووي الكلي والحمض النووي المكمل (cDNA) من قمح "تشاينيز سبرينغ" (Triticum aestivum cv. Chinese Spring (CS42)) لإنتاج 85 جيجابايت من التسلسل (220  مليون قراءة)، وتم تحديد ما بين 94000 و96000 جين. ^{[ 204 ]} في عام 2018، نشر فريق بحثي آخر جينومًا أكثر اكتمالًا لقمح "تشاينيز سبرينغ". ^{[ 205 ]} في عام 2020، تم الإبلاغ عن 15 تسلسلًا جينوميًا من مواقع وأصناف مختلفة حول العالم، مع أمثلة على استخدام هذه التسلسلات لتحديد عوامل مقاومة معينة للحشرات والأمراض. ^{[ 206 ]}تُتحكم جينات المقاومة (R) في مقاومة مرض لفحة القمح، وهي جينات شديدة التخصص بالسلالة. ^{[ 151 ]}

لعقود طويلة، كانت تقنية التعديل الجيني الأساسية هي الربط غير المتجانس للنهايات . ومع ذلك، منذ ظهورها،كريسبر /تم استخدام أداة Cas9 على نطاق واسع، على سبيل المثال: ^{[ 207 ]}

• لإلحاق الضرر المتعمد بثلاثة متماثلات من TaNP1 ( جين أوكسيدوريدوكتاز الجلوكوز والميثانول والكولين ) لإنتاج سمة عقم ذكري جديدة ، بواسطة Li et al. 2020 ^{[ 207 ]}
• تم إنتاج مقاومة Blumeria graminis f.sp. tritici بواسطة Shan et al. 2013 و Wang et al. 2014 عن طريق تعديل أحد جينات موقع مقاومة العفن الفطري (على وجه التحديد أحدجينات Triticum aestivum MLO (TaMLO) ) ^{[ 207 ].}
• تم تعطيل جين EDR1 (TaEDR1) ( جين EDR1 ، الذي يمنع مقاومة Bmt ) بواسطة Zhang et al. 2017 لتحسين تلك المقاومة ^{[ 207 ].}
• تم تعطيل T. aestivum HRC (TaHRC) بواسطة Su et al. 2019 وبذلك تم إنتاج مقاومة Gibberella zeae . ^{[ 207 ]}
• تم تعطيل جين T. aestivum Ms1 (TaMs1) بواسطة Okada et al. 2019 لإنتاج عقم ذكري جديد آخر ^{[ 207 ].}
• وتم إخضاع إنزيم أسيتولاكتات سينثاز (TaALS) وإنزيم أسيتيل-CoA-كربوكسيلاز (TaACC) في نبات القمح (T. aestivum) لتغييرات في القواعد بواسطة Zhang et al. 2019 (في منشورين) لمنح مقاومة لمبيدات الأعشاب لمثبطات ALS ومثبطات ACCase على التوالي ^{[ 207 ].}