La comida reconfortante que conocemos y amamos hoy, ya que la papa fue domesticada entre 8, 000 y 10, Hace 000 años de una especie silvestre nativa de la Cordillera de los Andes en el sur de Perú. Durante el siglo XVI, Se cree que los conquistadores españoles transportaron la robusta hortaliza parecida a una raíz a través del Atlántico.

Ahora, un equipo de investigadores ha trazado este linaje para aprender cómo se domesticó la papa y cómo evolucionó su ADN con el tiempo.

"Secuenciamos los genomas, o el código genético, de un espectro de papas nativas de América del Sur:Perú, Bolivia y Ecuador, "dijo Richard Veilleux, jefe del Departamento de Horticultura de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida de Virginia Tech y el Profesor Julian y Margaret Gary. "Se ve un arcoíris de papas en el continente. Durante muchos años se ha debatido cómo se movieron y se domesticaron".

Veilleux y su estudiante de posgrado, Parker Laimbeer, un candidato a doctorado en horticultura de Rappahannock, Virginia, se asoció con colegas de la Universidad Estatal de Michigan, incluyendo a C. Robin Buell, profesor de biología vegetal, y Michael Hardigan, ex asistente de investigación graduada y ahora investigadora postdoctoral en la Universidad de California Davis, para llevar a cabo un proyecto de genoma vegetal en respuesta a una oportunidad de financiación de la Fundación Nacional de Ciencias. Su trabajo fue publicado recientemente en la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

"Los resultados aumentan nuestra comprensión de cómo se domesticó la papa y qué genes son importantes. También identificamos genes potenciales para mejorar en el futuro y mostramos cómo la secuenciación del genoma de alto rendimiento proporciona nuevas herramientas". "Dijo Veilleux.

Para conocer más sobre este cultivo, el tercero más importante cultivado para consumo humano directo, el equipo examinó especies silvestres y cultivadas, incluidas las papas que se encuentran en los mercados de América del Sur, variedades nacionales de América del Norte, y carreras terrestres, que son patatas cultivadas análogas a las razas tradicionales.

Luego, utilizando enfoques genómicos modernos, los investigadores buscaron proporcionar información sobre la diversidad genómica, para revelar eventos históricos de hibridación, e identificar genes seleccionados durante la domesticación que controlan la variación de los rasgos agrícolas, todos los cuales son vitales para la seguridad alimentaria.

"Lo que complica las papas es que no se reproducen correctamente, "dijo Veilleux." Si plantas semillas, obtienes menos de lo que comenzaste ".

Otro cambio que acompañó a la domesticación de la papa es la reducción de la fertilidad del polen. Considerando que las especies silvestres deben ser fértiles para dispersar las semillas, las especies cultivadas crecen a partir de tubérculos. Esta irrelevancia atrofió la fertilidad de la especie, y el efecto se pudo observar a nivel genómico.

The Russet Burbank, un mutante de la patata de Burbank, fue lanzado en el año 1902. Hasta la fecha, esta variedad sigue siendo la más popular en los EE. UU., subrayando una falta de avance en el mejoramiento de la papa desde hace mucho tiempo.

Todavía, Los esfuerzos para comprender mejor la composición genética de la papa han estado plagados de desafíos, no es el menor de los cuales es el hábito del cultivo de mantener cuatro copias de cada gen.

Veilleux y Laimbeer estudiaron la variación del número de copias:múltiples copias de genes dentro del mismo organismo. A través del proceso de cría, múltiples copias de una secuencia de ADN se duplican o eliminan no solo en las papas, pero en todas las especies vegetales y animales. Cuando nace un organismo, los cambios como resultado de la meiosis producen diferentes copias de diferentes partes del genoma. Este proceso imperfecto permite mutaciones y ADN extra. Copias adicionales de ADN pueden ser beneficiosas en algunos casos, conduciendo a una mayor variación genética, y perjudicial en otros, que conduce a la enfermedad.

"Debido a la complejidad genética de la papa, no podríamos haber realizado esta investigación sin acceso a un genoma de papa secuenciado, ", dijo Laimbeer." El genoma secuenciado nos permite comparar todas las demás patatas con este modelo ".

Como sucede, Veilleux y Buell formaron parte del Consorcio de Secuenciación del Genoma de la Papa de casi 100 científicos que secuenciaron el primer genoma de la papa del mundo. Secuenciación del genoma de la papa, publicado en 2011, se basó en la disponibilidad de una papa "monoploide doble", conocido como DM, desarrollado en el laboratorio de Veilleux. La relativa simplicidad genética del tubérculo en comparación con las papas comerciales facilitó la secuenciación utilizando la tecnología de secuenciación de próxima generación disponible. La secuencia de DM continúa sirviendo como genoma de referencia para la papa.

"Alineamos los genomas de cada papa que estudiamos con la papa DM, "dijo Laimbeer." Ahora, podemos ver la imagen en la caja al armar cada rompecabezas del genoma de la papa. Que tiene sentido."

Las contribuciones del equipo de investigación hacia una mayor comprensión del modelo genético del tubérculo pueden ayudar a los productores a hacer la transición a un esquema de reproducción exitoso que producirá variedades deseables. La industria de las patatas fritas, por ejemplo, es muy selectivo sobre los tipos de patatas que utiliza. Los especímenes de bocadillos definitivos requieren el contenido de almidón perfecto para producir el color y la textura adecuados cuando se fríen. Las patatas también deben tener la forma correcta, con ojos poco profundos para pasar a través de máquinas astilladoras.

Gracias a Veilleux y Laimbeer, Pronto será más fácil producir la patata frita perfecta o acceder a características deseables, como una mayor resistencia a las enfermedades en especies silvestres o primitivas. Poblaciones naturales existentes, ellos creen, representan una fuente esencial de potencial adaptativo sin explotar.

Cuidado con Russet Burbank, Es posible que pronto haya nuevas variedades que compitan por la papa superior.