Επιστήμονες αποκρυπτογράφησαν το γονιδίωμα της πατάτας: Ανοίγει ο δρόμος για στοχευμένη αναπαραγωγή

Πάνω από 1,3 δισεκατομμύρια άνθρωποι σε όλον τον κόσμο έχουν την πατάτα ως βασικό στοιχείο της καθημερινής τους διατροφής. Ωστόσο, παρά τη σημασία της για την παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια, η παραδοσιακή βελτίωση ποικιλιών πατάτας έχει προχωρήσει ελάχιστα, κυρίως λόγω της περίπλοκης γενετικής της δομής.

Σε αντίθεση με τα περισσότερα καλλιεργούμενα είδη, η πατάτα είναι τετραπλοειδές φυτό – κάθε κύτταρό της περιέχει τέσσερα αντίγραφα κάθε χρωμοσώματος, αντί για δύο, όπως συμβαίνει στον άνθρωπο. Αυτό καθιστά τις συμβατικές μεθόδους υβριδισμού ιδιαίτερα δύσκολες και χρονοβόρες. Πρόσφατα, όμως, μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Korbinian Schneeberger από το LMU Μονάχου και το Ινστιτούτο Max Planck ανέπτυξε μια καινοτόμο προσέγγιση που αλλάζει τα δεδομένα.

Σύμφωνα με δημοσίευση στο περιοδικό Nature, οι επιστήμονες πρώτα ανακατασκεύασαν πλήρως το γονιδίωμα δέκα ιστορικών ευρωπαϊκών ποικιλιών πατάτας. Στη συνέχεια, με βάση αυτή τη λεπτομερή γενετική «πίνακα», δημιούργησαν μια μέθοδο που επιτρέπει τον άμεσο και γρήγορο εντοπισμό και στην κατανόηση χιλιάδων ακόμη ποικιλιών. Η ανάλυση αποκάλυψε ότι οι δέκα αυτές γραμμές συγκεντρώνουν περίπου το 85 % της γενετικής ποικιλότητας όλων των σύγχρονων ευρωπαϊκών πατατών.

Η περιορισμένη γενετική βάση της ευρωπαϊκής πατάτας οφείλεται στην έκτοτε μοναδική εισαγωγή λίγων στελεχών από τη Νότια Αμερική, ήδη από τον 16ο αιώνα, τα οποία επιβίωσαν και πολλαπλασιάστηκαν υπό αντίξοες συνθήκες. Η στενή αυτή γενετική «δεξαμενή» κατέρρευσε συχνά κάτω από το βάρος ασθενειών, όπως η φονική πατατοξήρα του 1840, που προκάλεσε μαζική πείνα και θανάτους.

Τα χρωματοσώματα της πατάτας 

Ένα ακόμη σημαντικό εύρημα της μελέτης είναι η έκταση των διαφορών μεταξύ των τεσσάρων αντιγράφων χρωμοσωμάτων σε κάθε ποικιλία: όταν υπάρχουν παραλλαγές, αυτές μπορεί να είναι έως και είκοσι φορές μεγαλύτερες από τις αντίστοιχες στον άνθρωπο, αποτέλεσμα χιλιετιών εξημέρωσης και διασταυρώσεων με άγριες ποικιλίες των Άνδεων. Ως απόδειξη της πρακτικής ισχύος της μεθόδου, οι ερευνητές δοκίμασαν την τεχνική στην εμπορικά διαδεδομένη ποικιλία Russet Burbank, με εξαιρετικά θετικά αποτελέσματα.

Στο εξής, όπως επισημαίνει ο καθηγητής Schneeberger, «η γνώση του πλήρους γονιδιώματος δημιουργεί τη βάση για κάθε σύγχρονη στρατηγική βελτίωσης—είτε μέσω παραδοσιακής επιλογής είτε με στοχευμένες μεθόδους γονιδιακής μηχανικής—απομακρύνοντας εντελώς την ανάγκη για «τυφλές” δοκιμές». Αυτή η πρόοδος ανοίγει τον δρόμο για ταχύτερη και πιο στοχευμένη ανάπτυξη ανθεκτικών, υψηλών αποδόσεων ποικιλιών πατάτας στο μέλλον.