El viejo adagio de mirar al pasado para comprender el futuro ciertamente se aplica a mejorar las papas.
El examen de los antepasados de la papa moderna cultivada en América del Norte ha revelado un conjunto de genes comunes y vías genéticas importantes que han ayudado a que los papas se adapten durante miles de años. Robin Buell, profesor de biología vegetal de la Fundación de la Universidad Estatal de Michigan y autor principal deEl documento muestra posibles claves genéticas que podrían garantizar que el cultivo prospere en el futuro.
"En todo el mundo, la papa es el tercer cultivo más importante para el consumo humano directo, sin embargo, los obtentores han luchado para producir nuevas variedades que superen a las que se lanzaron hace más de un siglo", dijo Buell. "Analizando la papa cultivada y sus parientes silvestres usando productos modernosEn cuanto a los enfoques genómicos, pudimos revelar factores clave que podrían abordar la seguridad alimentaria en la agricultura del siglo XXI ".
Las papas cultivadas, domesticadas de especies silvestres de Solanum, una especie diploide genéticamente más simple que contiene dos juegos completos de cromosomas, se pueden rastrear hasta las montañas de los Andes en Perú, América del Sur.
Si bien se desconocen los medios exactos de la migración de la papa, las papas se extendieron esencialmente en todo el mundo desde su domesticación hace unos 8,000 a 10,000 años. A medida que las papas fueron tomadas de las regiones más ecuatoriales de Perú y Bolivia a las partes del sur de América del Sur, se convirtieron enadaptado a días de verano más largos en Chile y Argentina.
Un aspecto que se sabe es cómo los conquistadores españoles introdujeron las papas al regresar de sus hazañas sudamericanas al continente europeo, donde las papas se adaptaron rápidamente como un cultivo básico. A medida que los exploradores se aventuraron desde Europa a América del Norte, también trajeron papas ael nuevo Mundo.
El explorador científico Michael Hardigan, anteriormente en MSU y ahora en la Universidad de California-Davis, dirigió el equipo de científicos de MSU y del Instituto Politécnico de Virginia y de la Universidad Estatal. Juntos, estudiaron variedades silvestres locales papas sudamericanas que cultivan localesagricultores y cultivares modernos desarrollados por fitomejoradores. El resultado, publicado en la edición actual de Actas de la Academia Nacional de Ciencias , fue el estudio de secuenciación de cultivos más grande hasta la fecha.
No solo implicaba una secuenciación sustancial de la papa, sino que también abordaba uno de los genomas de cultivos más diversos. Las papas modernas que se encuentran en las cocinas de hoy en día son papas tetraploides genéticamente complejas, que tienen cuatro veces el número regular de cromosomas. PapasEl genoma complejo alberga un estimado de 39,000 genes en comparación, el genoma humano comprende aproximadamente 20,000 genes.
Del gran grupo de genes, los investigadores identificaron 2.622 genes que impulsaron la mejora temprana del cultivo cuando se domesticaron por primera vez. El estudio aparece en la edición actual de Proceedings of the National Academy of Sciences.
Estudiar el espectro de diversidad genética, desde su pasado salvaje hasta su presente cultivado, puede proporcionar una fuente esencial de potencial adaptativo sin explotar, dijo Buell.
"Podremos identificar y estudiar las introgresiones históricas y los eventos de hibridación, así como encontrar genes dirigidos durante la domesticación que controlen la variación de los rasgos agrícolas", dijo. "Muchos de estos ayudan a centrarse en adaptarse a diferentes climas, evitandodiferentes patógenos o mejorar el rendimiento, claves que esperamos comprender mejor para mejorar los futuros esfuerzos de mejoramiento ".
Por ejemplo, las papas silvestres se reproducen a través de bayas y semillas. Las papas cultivadas son asexuales y son alimento y semilla en una sola. Cualquiera que haya dejado una papa en una despensa oscura durante demasiado tiempo ha sido testigo de este rasgo de primera mano.
Los investigadores presentan evidencia de las firmas de selección en los genes que controlan este cambio. También arrojan luz sobre el papel de las especies silvestres en las rutas genéticas para combatir las plagas y procesar los azúcares para la alimentación. Al sumergirse en un territorio algo oscuro, analizaron el potencial genéticofuentes que controlan el ritmo circadiano; sí, las plantas también tienen relojes de 24 horas que controlan los procesos biológicos.
"Sabíamos sobre sus características fisiológicas, pero no sabíamos qué genes estaban involucrados", dijo Buell. "A medida que las papas se movían, tenían que adaptarse a días más largos, más horas de luz solar. Ahora estamos empezando aentienda lo que está sucediendo a nivel genético y cómo las especies silvestres de Solanum evolucionaron a papas tetraploides adaptadas de día largo ".
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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