Az édesburgonya rejtélyes múltja

Az édesburgonya globálisan fontos növény. Rendkívül ellenálló, túléli a szélsőséges éghajlatot, és olyan kevés természetes ragadozója van, hogy a gazdálkodóknak ritkán kell peszticidekkel bajlódniuk. Ezek a leghatékonyabb alapvető élelmiszerek a termesztéshez – hektáronként körülbelül 70 kilokalóriát kínálnak naponta –, ami felbecsülhetetlen értékűvé teszi őket az élelmiszer-bizonytalan helyeken, például a szubszaharai Afrikában.

Valószínűleg ennél jobbat is tudnánk csinálni – elvégre már készítettünk olyan dolgokat, mint a fehérjében gazdag burgonya és tudod, bármilyen banán –, de nem anélkül, hogy kibogoznánk a gumó genomját. A probléma azonban az, hogy az édesburgonya genetikai felépítése hihetetlenül összetett: hat kromoszómakészlete van – összehasonlításképpen, nekünk kettő van –, és genomja alapvetően egy rejtvény, amely sok különböző ős darabjaiból épül fel, amelyek közül csak néhányat azonosítottunk.

Ez sokkal nehezebbé teszi a zöldség dekódolását, mint más alapvető növényeké. "A búzában [...] az ősi hozzájárulások megtalálhatók a különböző genomszakaszokban" - mondta Shan Wu, a Cornell Egyetem Boyce Thompson Intézetének kutatója és az új cikk első szerzője a héten tett nyilatkozatában, számol be az IFLScience. Ezzel szemben "az édesburgonyában az ősi szekvenciák ugyanazokon a kromoszómákon fonódnak össze, egyedi genomiális architektúrát hozva létre."

Mindazonáltal a legmodernebb DNS-szekvenálási technikák alkalmazásával a csapat képes volt létrehozni a gumó első teljes genetikai felépítését - vagy legalábbis annak egy változatát. A "Tanzánia"-ra, a bősége és betegségekkel szembeni ellenálló képessége miatt nagyra értékelt édesburgonyafajtára összpontosítva a csapat sikeresen szétválasztotta vagy "szakaszosította" a zöldség 90 kromoszómáját az eredeti hat készletre vagy haplotípusra.

"Ez a teljes, fázisos genom példátlan szintű tisztaságot ad nekünk" - magyarázta Zhangjun Fei, a Boyce Thompson Intézet professzora és a projekt vezető kutatója. "Lehetővé teszi számunkra, hogy hihetetlen részletességgel olvassuk el az édesburgonya genetikai történetét."

És a válasz arra a rejtélyre, hogy az édesburgonya? Kiderült, hogy a zöldség egy "szegmentális allopoliploid" - egy divatos kifejezés, amely több faj hibridjét jelenti, amely genetikailag mégis úgy viselkedik, mintha csak egyből származna. Ez egy olyan leírás, amely a gumó genetikai anyagának belső keverékét idézi fel - a genomiális összeolvadás és rekombináció története - magyarázzák a kutatók -, amely valószínűleg felelős a zöldség hihetetlen szívósságáért és alkalmazkodóképességéért.

"Az édesburgonya hat kromoszómakészlete is hozzájárul a fokozott ellenálló képességéhez" - jegyezte meg Fei. "A fontos gének több változatával a növény biztonsági másolatokat tarthat fenn, amelyek segítenek túlélni az aszályt, ellenállni a kártevőknek és alkalmazkodni a különböző környezetekhez - ezt a funkciót poliploid pufferelésnek nevezik."

Azzal, hogy ezt a hősnövényt most dekódolták, a kutatók egy lépéssel közelebb kerültek ahhoz, hogy még tovább javítsák, pontosan meghatározva a magas hozamért, a tápanyagtartalomért, a betegségekkel szembeni ellenálló képességért stb. felelős géneket.

Természetesen egynél több fajtát kell elemezni, mielőtt ez valóban lehetséges lenne - de végül az ebben a tanulmányban úttörő technikák nemcsak az édesburgonya, hanem más alapanyagok megértésére is felhasználhatók. Például a búza, a gyapot és a banán lehet a következő – több kromoszómakészlettel mindhárom valószínűleg rengeteg kiaknázatlan lehetőséget rejt.