El viejo adagio de mirar al pasado para comprender el futuro ciertamente se aplica a la mejora de las patatas.

Examinando los antepasados ​​de lo moderno, La papa cultivada en América del Norte ha revelado un conjunto de genes comunes y vías genéticas importantes que han ayudado a adaptarse a las papas durante miles de años. Robin Buell, Profesor de Biología Vegetal de la Michigan State University Foundation y autor principal del artículo, muestra claves genéticas potenciales que podrían asegurar que el cultivo prospere en el futuro.

"En todo el mundo, la papa es el tercer cultivo más importante para el consumo humano directo, Sin embargo, los obtentores han luchado por producir nuevas variedades que superen a las lanzadas hace más de un siglo, Buell dijo. "Al analizar la papa cultivada y sus parientes silvestres utilizando enfoques genómicos modernos, pudimos revelar factores clave que podrían abordar la seguridad alimentaria en la agricultura del siglo XXI ".

Patatas cultivadas, domesticado de especies silvestres de Solanum, una especie diploide genéticamente más simple (que contiene dos juegos completos de cromosomas), se remonta a la Cordillera de los Andes en Perú, Sudamerica.

Si bien se desconocen los medios exactos de la migración de la papa, papas esencialmente se extendieron por todo el mundo desde su domesticación alrededor de 8, 000 a 10, Hace 000 años. Como las papas se llevaron de las regiones más ecuatoriales de Perú y Bolivia a las partes del sur de América del Sur, se adaptaron a los días de verano más largos en Chile y Argentina.

Un aspecto que se conoce es cómo los conquistadores españoles introdujeron la papa al regresar de sus hazañas sudamericanas al continente europeo. donde las patatas se adaptaron rápidamente como cultivo básico. Mientras los exploradores se aventuraban desde Europa a América del Norte, también trajeron papas al nuevo mundo.

El explorador científico Michael Hardigan, anteriormente en MSU y ahora en la Universidad de California-Davis, dirigió el equipo de científicos de MSU y del Instituto Politécnico de Virginia y de la Universidad Estatal. Juntos, estudiaron salvaje, variedades locales (papas de América del Sur que son cultivadas por agricultores locales) y cultivares modernos desarrollados por fitomejoradores. El resultado, publicado en el número actual de procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , fue el mayor estudio de secuenciación de cultivos hasta la fecha.

No solo implicó una nueva secuenciación sustancial de la papa, pero también abordó uno de los genomas de cultivos más diversos. Las papas modernas que se encuentran en las cocinas de hoy son papas tetraploides genéticamente complejas, tener cuatro veces el número normal de cromosomas. El genoma complejo de las papas alberga aproximadamente 39, 000 genes. (En comparación, el genoma humano comprende aproximadamente 20, 000 genes.)

Del gran acervo genético, los investigadores identificaron 2, 622 genes que impulsaron la mejora temprana del cultivo cuando se domesticó por primera vez. El estudio aparece en la edición actual de procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

Estudiar el espectro de la diversidad genética, de su pasado salvaje a su presente cultivado, puede proporcionar una fuente esencial de potencial adaptativo sin explotar, Buell dijo.

"Podremos identificar y estudiar introgresiones históricas y eventos de hibridación, así como encontrar genes específicos durante la domesticación que controlen la variación de los rasgos agrícolas". ", dijo." Muchos de estos ayudan a enfocarse en adaptarse a diferentes climas, defenderse de diferentes patógenos o mejorar el rendimiento, claves que esperamos comprender mejor para mejorar los futuros esfuerzos de mejoramiento ".

Por ejemplo, las papas silvestres se reproducen a través de bayas y semillas. Las papas cultivadas son asexuales y son alimento y semilla en uno. (Cualquiera que haya dejado una papa en una despensa oscura demasiado tiempo ha sido testigo de este rasgo de primera mano).

Los investigadores presentan evidencia de las firmas de selección en genes que controlan este cambio. También arrojan luz sobre el papel de las especies silvestres en las vías genéticas para combatir plagas y procesar azúcares para la alimentación. Buceando en un territorio algo oscuro, analizaron posibles fuentes genéticas que controlan el ritmo circadiano; sí, Las plantas también tienen relojes de 24 horas que controlan los procesos biológicos.

"Sabíamos de sus rasgos fisiológicos, pero no sabíamos qué genes estaban involucrados, ", Dijo Buell." Cuando se movieron las papas, tuvieron que adaptarse a días más largos, más horas de luz solar. Ahora estamos empezando a comprender lo que está sucediendo a nivel genético y cómo las especies silvestres de Solanum evolucionaron a papas tetraploides adaptadas de día largo ".

Los científicos adicionales de MSU que contribuyen a este estudio incluyen:Linsey Newton, John Hamilton, Brieanne Vaillancourt, Krystle Wiegert-Rininger, Joshua Wood, David Douches y Eva Farre. Científicos del Instituto Politécnico de Virginia y la Universidad Estatal también formaron parte del equipo de investigación.