Die Kartoffel, ein globales Grundnahrungsmittel, kultivierte vor Tausenden von Jahren in der Region Anden Südamerikas, bevor es sich um weltweit aus dem 16. Jahrhundert ausbreitete, hat seit langem ein rätselhaftes Evolutionsmysterium präsentiert.
Jetzt hat eine neue Analyse endlich ihre Ursprünge aufgelöst.
Wissenschaftler haben gezeigt, dass die Kartoffellinie vor ungefähr neun Millionen Jahren in Südamerika durch ein natürliches Durchbredungereignis zwischen einer wilden Tomatenpflanze und einer kartoffelähnlichen Art entstanden ist. Diese signifikante Entdeckung, basierend auf der genomischen Analyse von 450 kultivierten Kartoffeln und 56 wilden Arten, erklärt, wie diese lebenswichtige Ernte entstanden ist.
Dieses alte Hybridisierungsereignis hat zum Erscheinen der charakteristischen Knolle der aufstrebenden Kartoffelpflanzen – der vergrößerten Struktur, die unter der Erde unter der Erde unter der Erde unter der Erde liegt, nach Angaben der Forscher geführt. Während der essbare Teil einer Tomatenpflanze seine Früchte ist, liegt der Wert der Kartoffel in diesem unterirdischen Wachstum. Die Studie identifizierte auch zwei wichtige Gene, die an der Knollenbildung beteiligt waren, und vertiefte unser Verständnis dieser wesentlichen Ernte.
«Kartoffeln gehören wirklich zu den bemerkenswertesten Food -Grundnahrungsmitteln der Menschheit und kombinieren außergewöhnliche Vielseitigkeit, Ernährungswert und kulturelle Allgegenwart in einer Weise, in der nur wenige Ernten übereinstimmen können», sagte Sanwen Huang, ein Genombiologe und Pflanzenzüchter an der chinesischen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften und der am Freitag veröffentlichten Studie, die am Freitag in der Journalzelle veröffentlicht wurde.
«Menschen essen Kartoffeln mit praktisch jeder Kochmethode-Backen, Braten, Kochen, Dämpfen und Braten. Obwohl Kartoffeln stereotypisiert sind, bieten Kartoffeln Vitamin C, Kalium, Ballaststoffe und resistente Stärke und sind natürlich glutenfrei, fettarmen und satiatieren-eine nährstoffreiche Kalorie, hinzugefügt», fügte Huang hinzu «, fügte Huang hinzu.
Resistente Stärke ist eine Art Kohlenhydrat, der die Verdauung im Dünndarm und die Gärung im Dickdarm widersteht und nützliche Bakterien im Darm füttert.
Der wissenschaftliche Name der modernen Kartoffelpflanze ist Solanum tuberosum. Die in der Studie identifizierten beiden Eltern waren Pflanzen, die die Vorfahren einer kartoffelähnlichen Art waren, die jetzt in Peru namens Etuberosum gefunden wurde und der Kartoffelpflanze sehr ähnlich ist, aber eine Knolle und die Tomatenpflanze fehlt.
Diese beiden Pflanzen selbst teilten sich einen gemeinsamen Vorfahren, der vor etwa 14 Millionen Jahren lebte und in der Lage waren, sich natürlich zu messen, als das zufällige Hybridisierungsereignis fünf Millionen Jahre nach ihrer Abnehme voneinander stattfand.
«Dieses Ereignis führte zu einer Umgestaltung von Genen, so dass die neue Abstammung Knollen hervorbrachte, die es diesen Pflanzen ermöglichte, sich in die neu geschaffenen kalten, trockenen Lebensräume in der steigenden Andenkette auszudehnen», sagte der Botaniker Sandra Knapp des Natural History Museum in London, Co-Autor der Studie.
Dieses Hybridisierungsereignis fiel mit der schnellen Anhebung der Anden zusammen. Mit einer Knolle konnte sich die Kartoffelpflanze an die sich ändernde regionale Umgebung anpassen und unter den harten Bedingungen der Berge gedeihen.
«Knollen können Nährstoffe zur kalten Anpassung speichern und ermöglichen, die asexuelle Reproduktion der Herausforderung der verringerten Fruchtbarkeit bei kalten Bedingungen zu begegnen. Dies ermöglichte die Pflanze, überleben und schnell ausdehnen», sagte Huang.
Die Ergebnisse der Studie können nach Angaben der Forscher dazu beitragen, eine verbesserte Kartoffelzucht zu leiten, um die Umweltherausforderungen zu bewältigen, die aufgrund von Faktoren wie Klimawandel derzeit ausgesetzt sind.
Derzeit gibt es ungefähr 5.000 Kartoffelsorten. Die Kartoffel ist nach Angaben der in Peru ansässigen Forschungsorganisation der Kartoffel nach Reis und Weizen der weltweit wichtigste Nahrungsmittelernte für den menschlichen Konsum. China ist der weltweit führende Kartoffelproduzent.
«Es ist immer schwierig, alle schädlichen Mutationen in Kartoffelgenomen bei der Zucht zu entfernen, und diese Studie öffnet eine neue Tür, um eine Kartoffel frei von schädlichen Mutationen zu machen, die die Tomate als Chassis der synthetischen Biologie verwenden», sagte Huang.
Die Studie kann auch die Tür öffnen, um eine neue Ernteart zu erzeugen, die laut Zhiyang Zhang, einem Postdoktorandenforscher an der chinesischen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften, Tomatenfrüchte über der Boden- und Kartoffel -Knollen unter dem Boden produzieren könnte.
Die Kartoffel und Tomaten sind Mitglieder der Nachtschattenfamilie von Blütenpflanzen, zu denen auch Tabak und Paprika gehören. Die Studie untersuchte nicht die evolutionären Ursprünge anderer Knollenwurzelkulturen, die aus Südamerika stammen, wie die Süßkartoffel und Yuca, die Mitglieder verschiedener Familien von Blütenpflanzen sind.
Während die Teile der Tomaten- und Kartoffelpflanzen, die Menschen essen, ganz anders sind, sind die Pflanzen selbst sehr ähnlich.
«Wir verwenden verschiedene Teile dieser beiden Arten, Früchte in Tomaten und Knollen in Kartoffeln», sagte Knapp. «Wenn Sie sich die Blumen oder Blätter ansehen, sind diese sehr ähnlich. Und wenn Sie das Glück haben, Ihre Kartoffelpflanze Obst zu produzieren, sehen sie wie kleine grüne Tomaten aus. Aber essen Sie sie nicht. Sie sind nicht sehr schön.»
