Naukowcy z Chin i Niemiec po raz pierwszy całkowicie rozszyfrowali genom ziemniaka, donosi TASS. Pomogło im to rozwikłać historię ewolucyjną tej rośliny i wskazać kluczowe regiony DNA związane ze wzrostem i odpornością na choroby. Informację na ten temat opublikowała służba prasowa Niemieckiego Instytutu Hodowli Roślin (IPZ).
„Sekwencjonowanie genomu ziemniaka pozwoli nam uruchomić wysokowydajne programy hodowlane, które stworzą nowe odmiany o wysokiej wydajności, ale odporne na globalne ocieplenie, co będzie miało kluczowe znaczenie w nadchodzących dziesięcioleciach” – powiedział profesor Korbinian Schneeberger z IPZ.
Wiele chorób grzybowych i bakteryjnych, a także różne szkodniki, takie jak stonka ziemniaczana i nicienie, zakłócają uprawę ziemniaków. Naukowcy i hodowcy próbują z nimi walczyć, tworząc nowe odmiany ziemniaków konwencjonalnych i genetycznie modyfikowanych.
Profesor Schneeberger i jego koledzy opracowali potencjalne rozwiązanie tego problemu w ramach ogromnego projektu mającego na celu całkowite zsekwencjonowanie genomu ziemniaka. W przeszłości naukowcy próbowali już uzyskać te informacje, ale utrudniała to niezwykle złożona struktura genomu ziemniaka – składa się on z czterech identycznych zestawów chromosomów zawierających dużą liczbę powtórzeń.
Nowe technologie sekwencjonowania DNA i algorytmy do analizy informacji genetycznej pomogły niemieckim i chińskim genetykom rozwiązać ten problem dla odmiany Otava. Aby rozszyfrować genom, naukowcy zebrali dużą liczbę ziaren pyłku, których materiał genetyczny zawiera tylko dwie, a nie cztery kopie chromosomów.
Takie podejście znacznie uprościło zadanie, ale jednocześnie wymagało odkodowania bardzo dużej liczby fragmentów DNA i ich późniejszego połączenia za pomocą algorytmów komputerowych. Ostatecznie naukowcy uzyskali wirtualną kopię kompletnego genomu ziemniaka, który składa się z około 3,1 miliarda „liter” genetycznych – nukleotydów i zawiera ponad 38 XNUMX genów.
Późniejsza analiza ich budowy ujawniła złożoną historię ewolucyjną ziemniaka. Naukowcy odkryli, że kultura ta stosunkowo niedawno przetrwała podwojenie genomu w wyniku chowu wsobnego. Ponadto naukowcy odkryli niezwykłe różnice w poziomie aktywności kopii tych samych genów zlokalizowanych na różnych chromosomach, potencjalnie wpływających na efektywność krzyżowania różnych odmian ziemniaka.
Naukowcy mają nadzieję, że te informacje pomogą wyhodować nowe odmiany lub zmodyfikować genom w taki sposób, aby ziemniaki rosły szybciej, były bardziej odporne na zarazę ziemniaka i inne choroby, a także były mniej podatne na różne czynniki stresowe.