Tarina omituisesta alkuperästä, mutta totta nöyrästä perunasta: NPR

Peruna: Murskaa, keitä, paista … Ei ole väliä kuinka leikkaat sen, peruna on kaiken tavallisen osoitus.

Ja silti, kotimainen peruna ja kaikki sen villit vanhemmat ovat pitkään isännöineet geneettistä mysteeriä. “Emme tienneet, mistä koko perunaline tuli”, sanoi Hiekkainen KnappKasvitieteilijä Lontoon luonnontieteellisessä museossa.

Tutkijat ovat tienneet, että perunat ovat läheisimmin yhteydessä kahteen kasviryhmään – tomaateihin ja kolmen lajin ryhmään, jota kutsutaan ettuberosumiksi. “Ne ovat erittäin söpöjä”, Knapp sanoo. “Heillä on violetteja kukkia. Ne ovat todella ihastuttavia.”

Mutta tässä on arvoitus: jotkut geenit viittaavat siihen, että perunat olivat läheisemmin yhteydessä tomaattiin, kun taas toisilla geeneillä oli vaikutelma, että perunoilla ja ettuberosumilla oli kapeampi suhde. Mikä se oli? Epävarmuus on poistanut kykymme piirtää sukupuu näille tärkkelyspitoisille vihanneksille ja kaikille heidän rakkailleen.

“Se tarkoittaa, että tapahtuu jotain hauskaa”, Knapp sanoi. “Kun jokin ei putoa täysin kunnolla, tässä on kiehtova biologia.”

Sanomalehden artikkelissa SoluKnapp ja hänen kollegansa viittaavat siihen, että syynä sekaannukseen johtui tomaattien esi -isien ja perunalinjan synnyttävän eTuberosumin välisestä vanhasta ylitystapahtumasta. Ja tämä tapahtui oikeaan aikaan niin, että perunat huolehtivat Andissa muodostuvien uusien korkean korkeuden elinympäristöjen suurista laajennuksista.

Tutkijat toivovat, että tulokset osoittavat suuremman veron luomisen – perunan, joka voitaisiin nostaa siemenillä suotuisiksi piirteiksi, jotka voivat auttaa heitä vastustamaan tiettyjä haasteita ilmastonmuutoksesta.

Onnekas liitto

Knapp -haut hänen keittiössään pitäen lopulta täysin kunnioitettavan pienen perunan. “Nämä ovat todella hyviä keitettyjä”, hän sanoo.

“Joten kaikki syömämme perunat”, hän jatkaa, “ne, jotka ovat punaisia, ne, jotka ovat vähän sellaisia, suuria, niitä, joita teemme siruissa, kaikki ovat lajia, joita olemme kotimaita, jotka ovat menneet ympäri maailmaa.”

Tämä laji on kotoisin Amerikasta, missä nykyään on 107 villilajia. Ja erityiset rakenteet, joita kaikki nämä perunakasvit tuottavat – ostamme, keitetyt ja voitetut kasvin osat – ovat maanalaisia mukuloita.

Nämä henkilöt keräävät perunoita Andille – paikka, jossa varhainen peruna ja sen jälkeläiset menestyivät.

Luonnontieteellisen museo, Lontoo

piilottaa

kallistuslegenda

Luonnontieteellisen museo, Lontoo

“Se on tapa kasvin varastoida tärkkelystä”, Knapp sanoo, “ja jatkuu tavallaan vuodenaikojen ajan, jotka eivät ole hyviä kasvulle.”

Hälyttävää on, että tomaateilla tai eTuberosumilla – lähinnä perunaa – mukuloita.

Siksi Knapp ja hänen kollegansa menivät kaivaamaan vastauksia. Ensinnäkin he puristivat muun muassa kourallisen eTuberosum -kasvien, tiettyjen tomaattien ja monien villien ja kotieläinten perunoiden genomit. Tutkijat sanovat, että se on kaikkein tyhjentävin analyysi perunagenomeista, joita ei koskaan suoritettu.

Yllättäen he havaitsivat, että perunoilla on tasapainoinen sekoitus tomaateista ja ettuberosumista peräisin olevia tomaatteja. Tämä viittaa siihen, että näiden kahden ryhmän esi -isät on hybridisoitu pitkään. Toisin sanoen he suostuivat luomaan uuden tyyppisen kasvin, joka voisi tehdä jotain, jota kukaan vanhempi ei pystynyt viljelemään.

“Se on erittäin tärkeää”, sanoi Yiyuan dingBioinformatiikan tohtori. Huazhongin maatalouden yliopistossa ja sanomalehden pääkirjailijan opiskelija, koska näin upouudesta kasvilinjasta on tullut ja miten nykyaikaisten perunoiden esi -isä syntyi.

“Se on onnekas tapahtuma”, Knapp sanoo. “Tämä on evoluution asia … joskus asiat toimivat, ja joskus he eivät tee sitä. Ja olemme tässä tapauksessa onnekkaita, että se toimi … koska muuten meillä ei olisi perunoita.”

Mukula

Toisessa kokemuksessa, kun tutkijat ottivat perunakasveja ja eliminoivat avaingeenin, joka tuli tomaattista tai muusta Etuberosumin avaingeenistä, perunalla oli vaikeuksia tehdä ominaisia mukuloita.

Tämä tarkoitti, että “tomaatteilla tai ettuberosumilla ei ole mukuloita, mutta kaksi geenisarjaa, jotka tekevät mukuloita, tulevat molemmilta näistä kahdesta vanhemmasta”, Knapp sanoi. Osoittautuu, että tuberatio on monimutkainen viiva, jota säätelevät useat geenit, joiden perunat ovat perineet.

Tutkijat sanovat, että kirjautumistapahtuma tapahtui noin 9 miljoonaa vuotta sitten, mikä osoittautui perunan erinomaiseksi ajoitukseksi. Juuri tällä hetkellä andit muodostuivat ja että monet elinympäristöt korkealla kylmällä ja kuivalla ilmestyivät.

Tomaateilla olisi ollut vaikeuksia selviytyä vuoristossa, koska ne mieluummin kuumia ja kuivia olosuhteita. Ditto Etuberosumille, joka kukoistaa kylmissä ja kosteissa alueilla.

Mutta jos uusi perunan linja näytti nykypäivän perunalta, jotka ajavat mielellään kylmiä ja kuivia olosuhteita, nämä kasvit olisivat sopeutuneet hyvin vuoristoon.

“Perunat yhdistivät molempien maailmojen parhaat puolet ja määritettiin erityisesti Andilla”, Knapp sanoi. “Jos on kasvi, joka voi tunkeutua ja nauttia siitä, niin se on kunnossa.”

Alppien elinympäristön perunan onnistunut hyväksikäyttö teki todennäköisesti sen mukulat, jotka voisivat säilyttää energiaa ja pysyä äskettäin valmistetuilla vuorilla odottaen heidän aikansa, kunnes olosuhteet muuttuvat suotuisammiksi.

“Mukula on hyvä ase” korkeita kovia olosuhteita vastaan, selittää kasvien genetiikan tohtorin Zhiyang Zhang. Kiinan maatalouden akatemian opiskelija ja tutkimuksen vanhempi tutkija. “Ja kun ympäristö paranee, voit (lisääntyä) nopeasti.”

Sitten, vain kuusi ja seitsemäntuhatta vuotta sitten, ihmiset Titicaca -järven lähellä nykyisessä Etelä -Amerikassa kodasivat yhtä lajia. Tämä synnytti kaikki nykyään kuluttamamme perunamäärät muuttamalla vahingossa tapahtuvat mukulat jotain muuta – “lahja ihmisille”, Zhang selittää.

Tehdä perunasta poikkeuksellinen

Tuloksilla voi olla myös käytännöllinen sovellus. Perunoita ei tällä hetkellä istuteta siemenillä. Sen sijaan viljelijät käyttävät pieniä perunapaloja maahan uusien perunasasvien luomiseen. “Mutta se tarkoittaa, että se on geneettisesti identtinen kaikkien muiden perunoiden kanssa”, selittää Knapp, “mikä tekee hänestä erittäin alttiita sairauksille” ja muille uhkille.

Mutta tämä tutkimus voisi avata tien toiseen lähestymistapaan.

“Voimme käyttää tomaattia tai ettuberosumia ehkä geenitekniikan tekemiseen perunan parantamiseksi”, Knapp sanoo. Tällainen parannus antaisi kasvien tuottaa luotettavia siemeniä, joita viljelijät voivat käyttää korottamaan loisia kestäviä perunoita, muuttuvaa ilmastoa ja muita ympäristöhaasteita.

Toisin sanoen “tomaatti voi olla perunan tulevaisuus”, sanoi Zhang.

“Perunoiden alkuperä (itä) uskomattoman”, selittää Argentiinan Cuyon kansallisen yliopiston Agronisti Iris Peralta, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. “Sinulla oli kaksi asiaa ja jotain täysin erilaista syntyi.”

Peralta näkee mielellään nykyaikaisia genomisia työkaluja tämän mysteerin ratkaisuun, joka ympäröi perunan alkuperäistä tarinaa. Ja hän uskoo, että tämäntyyppinen hybridisaatiotapahtuma on todennäköisesti luonut myös muita kasvilinjoja. “Se on malli, jonka voimme olettaa, että se on tärkeä mekanismi vaihtelevuuden tuottamiseksi”, hän sanoo.

Artikkelin kirjoittajat ovat yhtä mieltä. “Hybridisaation ansiosta voit luoda monia (uusia) yhdistelmiä lyhyessä ajassa”, sanoi Zhang. “Ja voit luoda lisää lajeja mukauttaaksesi (toisiinsa) muokattavissa oleviin ympäristöihin.”

Knapp lisää: “Hybridisaatio on todellinen voima evoluutiossa, joka mahdollistaa variaation vapauttamisen, mikä mahdollistaa monipuolistamisen ja evoluution esiintymisen.”

Kaikki ylitystapahtumat eivät tietenkään ole tuottaneet yhtä menestyviä kuin peruna. Tällaiset tapahtumat johtavat usein epäonnistumiseen.

Mutta joskus ne johtavat spudiin.