Стародавній гібрид започаткував походження картоплі

Міжнародна команда вчених виявила, що сучасна картопля виникла в результаті природного схрещування між рослинами томату та картоплеподібними дикими видами в Південній Америці близько 9 мільйонів років тому.

Їхнє дослідження, опубліковане в журналі Cell, вказує на це давнє генетичне змішання спричинило появу бульби — підземної структури, яка зберігає поживні речовини та зустрічається в таких культурах, як картопля, ямс та тарос.

«Наші результати показують, як гібридизація між видами може спричинити еволюцію нових ознак, дозволяючи з’явитися ще більшій кількості видів», — каже автор дослідження Санвень Хуан з Китайської академії сільськогосподарських наук. «Ми нарешті розгадали таємницю походження картоплі».

Урожай із загадковим корінням

Хоча картопля є однією з найважливіших продовольчих культур у світі, її еволюційне походження залишалося неясним. Цікаво, що сучасні рослини картоплі дуже схожі на три чилійські види, відомі як Etuberosum, проте ці види не дають бульб. З іншого боку, генетичні дослідження показують, що картопля більш тісно пов’язана з томатами.

Щоб розгадати цю загадку, дослідники вивчили генетичні дані 450 культивованих сортів картоплі та 56 диких видів. «Дику картоплю дуже важко аналізувати, тому цей набір даних являє собою найповнішу колекцію геномних даних, яку коли-небудь аналізували», — каже перший автор статті, Чжиян Чжан з Інституту сільськогосподарської геноміки в Шеньчжені.

Ключові гени від обох батьків

Команда також простежила походження ключових генів бульбоутворення картоплі, які є комбінацією генетичного матеріалу від кожного з батьків. Вони виявили, що ген SP6A, який діє як головний перемикач, що вказує рослині, коли починати утворювати бульби, походить від родини томатів. Інший важливий ген під назвою IT1, який допомагає контролювати ріст підземних стебел, що утворюють бульби, походить від Etuberosum. Без будь-якої з цих частин гібридне потомство не змогло б утворювати бульби.

Це еволюційне нововведення збіглося зі швидким підняттям Анд, періодом, протягом якого виникали нові екологічні середовища. Завдяки бульбі, що зберігає поживні речовини під землею, рання картопля змогла швидко адаптуватися до змін навколишнього середовища, виживаючи в суворих погодних умовах у горах.

Бульби також дозволяють рослинам картоплі розмножуватися без потреби в насінні чи запиленні. Нові рослини ростуть, просто проростаючи з бруньок на бульбі. Ця риса допомогла їм швидко поширитися та заповнити різноманітні екологічні ніші, починаючи від м’яких луків і закінчуючи високогірними та холодними альпійськими луками Центральної та Південної Америки.