«Это не было очевидно»: картофель превратился из предка томатов, исследователи считают | Биология

Когда дело доходит до чувств, не может быть большей разницы между чипсами в пятницу вечером и сочными средиземноморскими помидорами.

Тем не менее, ученые обнаружили, что эти две продукты в конце концов не так далеки друг от друга. Landmark Research показало, что картофель развивается из предка томатов почти 9 миллионов лет назад.

Дикие помидоры, которые росли в Андах, пересекали растение под названием Etuberosum, и благодаря процессу, называемому гибридизацией, они смешивали свой генетический материал, образуя совершенно новую линию.

«Помидор – это мать, а Etuberosum – это отец», – сказал Санвен Хуан, профессор Института сельскохозяйственной геномики в Шэньчжэне, Китай, который возглавлял исследовательскую группу. «Но сначала это не было очевидно».

Над землей растения картофеля выглядят практически идентичны Etuberosum. Но подтягивайте их, и разница ясна: у Etuberosum есть тонкие подземные стебли и ни одна из крахмалистых клубней картофеля, которые делают их глобальным продуктом питания.

Чтобы объяснить клубни, ученые обратились к помидору. Хотя он не производит клубни, он разделяет поразительно похожий генетический профиль. «Они принадлежат к тому же семейству растений, наряду с баклажанами и табаком, но помидоры, картофель и этик -этуберосум находятся в ближайшем генетически», – сказал Хуанг. «Итак, мы решили увеличить».

Как описано в КлеткаКоманда проанализировала 450 геномов из культивируемого картофеля и 56 диких видов. «Это одна из крупнейших геномных коллекций дикого картофеля, когда -либо проанализированного», – сказал первый автор, Чжиян Чжан.

Команда обнаружила, что два гена имели решающее значение для создания клубней: SP6A, найденный в томате, и IT1, найденные в Etuberosum. Ни одного из генов не хватает самостоятельно. Но когда они объединяются, как и в картофельном растении, они взаимодействуют, вызывая мощный процесс, который превращает подземные стебли в крахмалистые, вкусные клубни.

«Исследование является новаторским», – сказал Джеймс Маллет, профессор организма и эволюционной биологии в Гарвардском университете. «Это показывает, как гибридизационное событие может вызвать появление нового органа – и даже привести к новой линии со многими видами».

Картофель унаследовал стабильную смесь генов от обоих родителей, что делает его крепким, устойчивым растением. Его клубни хранят энергию, помогая ей пережить зиму или засуху и позволяя им размножаться без необходимости семян или опылителей. Вместо этого новые растения растут из бутонов, которые прорастают на клубнях.

Органы, богатые питательными веществами, помогли картофелю процветать в новых, высоких местах обитания в растущих Андах. Растения адаптировались и распространились, что привело к взрыву в разнообразии. Люди одомашнили ряд диких видов, выбирая людей с крупными съедобными клубнями.

«У коренных народов в Андах есть сотни разновидностей картофеля», – сказала доктор Сандра Кнапп, ботаник в Музее естественной истории, Лондон. «В Европе у нас, возможно, пять – все из одного вида: Solanum tuberosumПолем”

Картофель покинул Анды на борту испанских кораблей в 16 веке. Первоначально встретился с подозрением – он вырос под землей, не был в Библии и выглядел странно – вскоре его охватило его питанием и способностью терпеть плохие условия. Это стало основным продуктом по всей Европе и в более широком мире.

Неясно, что будет дальше для этого адаптируемого завода, так как его ближайшие родственники слишком сильно разошлись, поскольку естественная гибридизация снова произойдет. Но исследователи изучают искусственные способы создания новых сортов.

«Мы работаем над проектом, который помогает картофелю размножаться семенами», – сказал профессор Хуанг. «И мы помещаем IT1 и другие необходимые гены из картофеля в помидоры, чтобы они могли выращивать клубни».

На данный момент это все экспериментально. Но если это сработает, помидор не только станет частью прошлого картофеля – он может стать частью его будущего.