Исследование предков современного, североамериканского культурного картофеля показало ряд общих генов и важных генетических путей, которые помогли мотыгам приспособить более чем тысячи лет. Робин Буелл, профессор Фонда Университета штата Мичиган Биологии Завода и ведущий автор бумаги, показывает потенциальные генетические ключи, которые могли гарантировать, что урожай будет процветать в будущем.
«Во всем мире картофель – третий по важности урожай, выращенный для прямого потребления человеком, все же заводчики изо всех сил пытались произвести новые разновидности, которые выигрывают у выпущенных более чем век назад», сказал Буелл. «Анализируя выращенный картофель и его диких родственников, использующих современные подходы геномики, мы смогли показать ключевые факторы, которые могли обратиться к продовольственной безопасности в сельском хозяйстве 21-го века».Культурный картофель, одомашненный от диких разновидностей Solanum, генетически более простой диплоид (содержащий два полных комплекта хромосом) разновидности, может быть прослежен до Гор Анд в Перу, Южной Америке.В то время как точные средства картофельной миграции неизвестны, мотыги по существу распространились во всем мире начиная с их приручения приблизительно 8 000 – 10 000 лет назад.
Поскольку картофель был взят из более экваториальных областей Перу и Боливии в южные части Южной Америки, они стали адаптированными к более длительным летним дням в Чили и Аргентине.Один аспект, который известен, – то, как испанские конкистадоры ввели картофель по возвращению от их южноамериканских деяний до европейского континента, где картофель был быстро адаптирован как основной урожай.
Поскольку исследователи рисковали от Европы до Северной Америки, они также принесли картофель к новому миру.Научный исследователь Майкл Хардигэн, раньше в MSU и теперь в Калифорнийском-университете-Davis, возглавил команду ученых Политехнического института и университета штата Вирджиния и MSU. Вместе, они учились дикий, landrace (южноамериканский картофель, который выращен местными фермерами), и современные культурные сорта растения, развитые растениеводами.
Результатом, изданным в текущей проблеме Слушаний Национальной академии наук, было самое большое исследование повторно упорядочивающего урожая до настоящего времени.Мало того, что это включало существенное повторно упорядочивание картофеля, но и это также занялось одним из большинства – разнообразные геномы урожая.
Современные мотыги, найденные в сегодняшних кухнях, являются генетически сложным tetraploid картофелем, имея четыре раза регулярное количество хромосом. Сложный геном картофеля питает приблизительно 39 000 генов. (В сравнении геном человека включает примерно 20 000 генов.)
От большого генофонда исследователи определили 2 622 гена, которые стимулировали раннее улучшение урожая когда сначала одомашненным. Исследование появляется в текущей проблеме Слушаний Национальной академии наук.
Изучение генного спектра разнообразия, от его дикого прошлого до его культурного подарка, может обеспечить существенный источник неиспользованного адаптивного потенциала, сказал Буелл.«Мы будем в состоянии определить и изучить исторические интрогрессии и события гибридизации, а также счесть гены предназначенными во время приручения, которые управляют различием для сельскохозяйственных черт», сказала она. «Многие из них помогают вниманию на адаптацию к различным климатам, отражение различные болезнетворные микроорганизмы или улучшение урожая, ключи, которые мы надеемся лучше понять, чтобы улучшить будущие усилия по размножению».Например, дикий картофель воспроизводит через ягоды и семена. Культурный картофель асексуален и является едой и семенем в одном. (Любой, кто оставлял картофелину в темной кладовой слишком долго, свидетельствовал эту черту непосредственно.)
Исследователи представляют доказательства подписей выбора в генах, управляющих этим изменением. Они также проливают свет на роль диких разновидностей в генетических путях для борьбы с вредителями и обработки сахара для еды. Ныряя в несколько неясную территорию, они посмотрели на потенциальные генетические источники, которые управляют циркадным ритмом; да, у заводов также есть 24-часовые часы, управляющие биологическими процессами.
«Мы знали об их физиологических чертах, но мы не знали, какие гены были включены», сказал Буелл. «Когда картофель был перемещен, они должны были приспособиться к более длительным дням, большему количеству часов солнечного света. Мы теперь начинаем понимать то, что происходит на генетическом уровне и как дикие разновидности Solanum, развитые к длинному дню, приспособили tetraploid картофель».