Η πατάτα είναι η τρίτη πιο σημαντική καλλιέργεια βασικής τροφής που καταναλώνεται από περίπου 1,3 δισεκατομμύρια ανθρώπους. Μια σημαντική πρόκληση εμφανίζεται ως προς την επέκταση της συμβολής της πατάτας στη διατροφή του ταχέως αναπτυσσόμενου παγκόσμιου πληθυσμού, ειδικά υπό την απειλή της κλιματικής αλλαγής.
Επί του παρόντος, οι περισσότερες ποικιλίες πατάτας είναι τετραπλοειδείς που φέρουν τέσσερα αντίγραφα συνόλων χρωμοσωμάτων, περιπλέκοντας έτσι τις προσπάθειες αναπαραγωγής για εισαγωγή νέων χαρακτηριστικών. Η αλλαγή της πατάτας σε διπλοειδές φυτό θα μπορούσε ενδεχομένως να λύσει αυτήν την πολυπλοκότητα. Ωστόσο, η πλειονότητα των διπλοειδών πατατών είναι ασυμβίβαστες με το πρόβλημα της κατάθλιψης ενδογαμίας.
Μια πιθανή οδός για να ξεπεραστεί το εμπόδιο της αναπαραγωγής πατάτας είναι η ανάπτυξη ενός υβριδικού συστήματος αναπαραγωγής πατάτας, το οποίο θα μετατρέψει την πατάτα σε διπλοειδή καλλιέργεια σπόρων διασχίζοντας ελίτ ενδογαμικές γραμμές.
Ερευνητές από το Ινστιτούτο Αγροτικής Γονιδιωματικής στο Shenzhen, Κινεζική Ακαδημία Γεωργικών Επιστημών (AGIS, CAAS) έχουν εργαστεί για την ανάπτυξη ενός υβριδικού συστήματος αναπαραγωγής πατάτας για χρόνια. Ένα υβριδικό σύστημα αναπαραγωγής πατάτας, που στοχεύει στη μετατροπή της πατάτας από τετραπλοειδή καλλιέργεια πολλαπλασιαζόμενη από κονδύλους σε διπλοειδή καλλιέργεια που πολλαπλασιάζεται με σπόρους μέσω της διασταύρωσης των αμιγών γραμμών, είναι ζωτικής σημασίας για την αντιμετώπιση των προκλήσεων που σχετίζονται με την παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια.
Το εργαστήριο του Δρ. Huang Sanwen στο AGIS, με το Yunnan Normal University, ανακάλυψε μια αυτοσυμβατή διπλοειδή πατάτα, RH89-039-16 (RH), η οποία μπορεί να προκαλέσει αποτελεσματικά μια μετάβαση ζευγαρώματος από την αυτο-ασυμβατότητα στην αυτο-συμβατότητα.
Σε αυτή τη μελέτη, οι επιστήμονες εντόπισαν ένα γονίδιο F-box (NSF) που δεν είναι S-locus στο RH. Αυτό το γονίδιο είναι πανομοιότυπο με το γονίδιο Sli (αναστολέας S-locus) και ικανό να αλληλεπιδρά με πολλαπλές αλληλικές παραλλαγές των S-RNases, λειτουργώντας σαν ένας γενικός αναστολέας S-locus για να εισάγει SC τόσο σε RH όσο και σε άλλες αυτο-ασύμβατες γραμμές. Η ανακάλυψη του Sli προσφέρει ένα νέο και αποτελεσματικό μονοπάτι για το υβριδικό διπλοειδές πρόγραμμα αναπαραγωγής πατάτας.
Το Discovery of Sli προσφέρει τώρα μια πορεία προς τα εμπρός για το πρόγραμμα αναπαραγωγής διπλοειδών υβριδίων. Δεδομένου ότι το Sli αλληλεπιδρά όχι μόνο με την αυτο-S-RNase σε RH, αλλά και με πολλούς τύπους S-RNases για να προάγει τη διασταύρωση με άλλα διπλοειδή, η εμφάνιση του Sli μπορεί να αντιπροσωπεύει μια αποτελεσματική οδό για την εισαγωγή ενός σταθερού φαινοτύπου SC στο S -Αυτοσυμβατά φυτά που βασίζονται σε RNase.
Με βάση αυτή τη μελέτη, προτάθηκε ένα μοντέλο δύο σταδίων στο Solanaceae για να εξηγήσει την εξέλιξη των νέων SLF για να εκχωρήσει SC σε αυτο-ασύμβατα φυτά, αλληλεπιδρώντας πρώτα με την αυτο-S-RNase. Στη συνέχεια, το αντίστροφο από το SC στο SI προκαλείται από την απώλεια της ικανότητας αυτών των νέων SLF να αλληλεπιδρούν με την αυτο-S-RNase. Η εμφάνιση του Sli στην περιοχή μη S-locus αντιπροσωπεύει μια νέα στρατηγική, εκτός από τις μεταλλάξεις απώλειας λειτουργίας (LOF) των S-RNases, για να εκχωρήσει το SC σε αυτο-ασύμβατες γραμμές.
Οι Ma Ling, Zhang Chunzhi, Zhang Bo συνέβαλαν σε αυτό το έργο εξίσου με τους πρώτους συγγραφείς της εργασίας. Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε από επιχορηγήσεις από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας (32002032 και 31972433), το Ταμείο Επιστημών Yunnan (202005AE160015 και 2019FJ004 στο YS), το Πρόγραμμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Shenzhen (KQTD20161130110482), και το ειδικό ταμείο Innovation για την Επιστήμη και την Τεχνολογία. Βιομηχανική Ανάπτυξη της Νέας Περιφέρειας Shenzhen Dapeng (RC201901-05 έως SH). Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε επίσης από τις επαρχιακές κυβερνήσεις του Yunnan και τις δημοτικές κυβερνήσεις του Shenzhen.
Πηγή: nature.com
Ακολουθήστε το Cibum 
