Sladký brambor DNA dekódoval a odhalil hybridní předky. Objev napomáhá budoucímu chovu a odolnosti.
Sladké brambory jsou základním jídlem pro miliony lidí po celém světě, zejména v subsaharské Africe, kde jeho schopnost odolat extrémům klimatu je nezbytná pro bezpečnost potravin. Navzdory svému důležitosti zůstává genetický make -up plodiny po celá desetiletí nepolapitelný. Vědci se nyní podařilo dekódovat svůj velmi složitý genom, odhalit podrobnou evoluční historii a vytvořit cenné zdroje, které by mohly vést budoucí zlepšení plodin.
Na rozdíl od lidí, kteří zdědí dvě sady chromozomů, Sweetpotatoes nesou šest. Tato podmínka, známá jako hexaploidie, ztěžovala interpretaci svého genomu obzvláště obtížné – podobně se pokouší uspořádat šest překrývajících se sad encyklopedií, které byly důkladně smíchány dohromady.
Výzkumný tým vedený profesorem Zhangjunem Fei v Institutu Boyce Thompson nyní tuto výzvu překonal. Jak bylo uvedeno v Přírodní rostlinyPoužili nejmodernější sekvenování DNA a další pokročilé metody k sestavení prvního plně vyřešeného genomu „Tanzanie“, sladkou bramborovou odrůdu, která je v Africe, která byla v Africe velmi oceněna, pro její odolnost vůči nemoci a vysoký obsah sušiny.
Řešení chromozomové puzzle
Největší překážkou bylo třídit 90 chromozomů rostliny a rekonstruovat je do jejich šesti původních skupin, známých jako haplotypy. Vědci dosáhli úplného oddělení nebo „fázování“ této složité genetické hádanky – úspěch nikdy předtím nedosáhl.
„Mít tento kompletní, fázový genom nám dává bezprecedentní úroveň jasnosti,“ řekl Fei. „To nám umožňuje číst genetický příběh sladkých brambor s neuvěřitelnými detaily.“
To, co odhalili, bylo nečekaně složité. Sweetpotato genom se ukázal jako patchwork vytvořený od několika divokých předků, z nichž některé zůstávají neznámé. Zhruba jedna třetina svého genetického make-upu pochází z Ipomoea equatoriensisdivoká druh Původní z Ekvádoru, který se jeví jako přímý potomek raného předka Sweetpotato. Další hlavní část se velmi podobá středoamerickému divokému druhu známým jako Ipomoea Batatas 4x, i když skutečný přispěvatel může být stále neuznaný ve volné přírodě.
„Na rozdíl od toho, co vidíme v pšenici, kde jsou předkové příspěvky nalezeny v odlišných sekcích genomu,“ říká Shan Wu, první autor studie, „V Sweetpotato jsou sekvence předků propojeny na stejné chromozomy a vytvářejí jedinečnou genomickou architekturu.“
Evoluční výhody polyploidie
Toto propojené genetické dědictví znamená, že Sweetpotato lze předběžně klasifikovat jako „segmentový alopolyploid“ – v podstatě hybrid, který vznikl z různých druhů, ale chová se geneticky, jako by to pocházelo z jednoho. Tato genomická sloučení a rekombinace dává sladkým bramborem jeho pozoruhodnou přizpůsobivost a odolnost proti chorobám, rysy zásadní pro zemědělce na po celém světě.
„Šest sad chromozomů Sweetpotato také přispívá k jeho zvýšené odolnosti,“ dodává FEI. „U více verzí důležitých genů může rostlina udržovat záložní kopie, které mu pomáhají přežít sucho, odolávat škůdcům a přizpůsobovat se různým prostředím – prvek známý jako polyploidní pufrování.“
Širší aplikace pro zemědělství
Avšak dosažení úplného porozumění genetickému potenciálu Sweetpotato bude vyžadovat dekódování více odrůd z různých regionů, protože každý může nést jedinečné genetické rysy, které byly ztraceny v jiných.
Práce FEI a jeho týmu představuje více než jen akademický milník. Chovatelé, vybaveni jasnějším porozuměním komplexní genetice sladkých brambor, mohou nyní chovatelé efektivněji identifikovat geny odpovědné za klíčové rysy, jako je výnos, nutriční obsah a odolnost vůči suchu a nemoci. Tato přesnost by mohla urychlit vývoj vylepšených odrůd.
Kromě Sweetpotato tento výzkum ukazuje, jak moderní genomické nástroje mohou pomoci dekódovat další složité genomy. Mnoho důležitých plodin, včetně pšenice, bavlny a banánů, má několik sad chromozomů.
S rostoucím tlakem na podnebí a tlak na škůdci a nemoci se zvyšují porozumění těmto genetickým hádankám pro chov odolných plodin a řešení problémů v oblasti bezpečnosti potravin.
Reference: „Sestava na úrovni chromosomů poskytuje vhled na vhled do genomektury hexaploidu sweetpotato“ od Shan Wu, Honghe Sun, Xuebo Zhao, John P. Hamilton, Mercy Yqueira, Meng Angeiaria, Mmgakiaria, Mengiari, Meng Wang, G. C. bulling a bubrigl a bubringaniaria, Mmgakiaria, Mengakiaria, Mengakiaria, Mengakiaria, Mengakiaria, Mengakiaria, Mengakiaria, Mengakiaria, Mengakiaria, Mengakiaria, Mengakiaria, Mengakiaria, Mengakiaria. Zhangjun Fei, 8. srpna 2025, Přírodní rostliny.
Dva: 10.1038/S41477-025-02079-6
Financování: Nadace Bill a Melinda Gates, Národní institut potravin a zemědělství
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
