Расшифрован геном батата: учёные раскрыли удивительное происхождение культуры

Сорт батата «Танзания». Автор: Бенард Яда из Национального института исследований сельскохозяйственных культур (NaCRRI), Уганда

Батат (сладкий картофель) кормит миллионы людей по всему миру, особенно в странах Африки к югу от Сахары, где его природная устойчивость к экстремальным климатическим условиям делает его ключевой культурой для продовольственной безопасности. Однако генетические секреты этого скромного корнеплода долгое время оставались загадкой. Теперь учёные наконец расшифровали его сложный геном, раскрыв удивительную историю происхождения и предоставив мощные инструменты для улучшения этой жизненно важной сельскохозяйственной культуры.

ДНК батата невероятно сложна. Если у человека два набора хромосом (по одному от каждого родителя), то у батата их шесть. Это состояние, называемое гексаплоидией, сделало расшифровку генетического кода похожей на попытку собрать воедино шесть разных, но похожих наборов энциклопедий, перемешанных между собой.

Команда под руководством профессора Чжанцзюнь Фэя из Института Бойса Томпсона добилась значительного прорыва, как сообщается в журнале Nature Plants. Используя передовые методы секвенирования ДНК и другие современные технологии, они создали первую полную генетическую карту сорта «Танзания» — разновидности батата, ценимой в Африке за устойчивость к болезням и высокое содержание сухого вещества.

«Полный, фазовый геном даёт нам беспрецедентный уровень ясности, — объясняет Фэй. — Это позволяет нам читать генетическую историю батата с невероятной детализацией».

Исследование выявило удивительную сложность. Геном батата представляет собой мозаику, собранную из нескольких диких предков, некоторые из которых ещё не идентифицированы. Около трети происходит от Ipomoea aequatoriensis — дикого вида, найденного в Эквадоре, который, по-видимому, является прямым потомком предка батата. Другая значительная часть напоминает дикий центральноамериканский вид Ipomoea batatas 4x, хотя реальный донор может всё ещё оставаться необнаруженным в дикой природе.

Эта переплетённая генетическая история означает, что батат можно условно классифицировать как «сегментарный аллополиплоид» — по сути, гибрид, возникший от разных видов, но генетически ведущий себя так, как будто произошёл от одного. Это слияние и рекомбинация геномов придают батату его замечательную адаптивность и устойчивость к болезням — качества, крайне важные для фермеров по всему миру.

Работа команды Фэя представляет собой не просто академический прорыв. Обладая более чётким пониманием сложной генетики батата, селекционеры теперь могут эффективнее выявлять гены, ответственные за ключевые характеристики, такие как урожайность, питательная ценность и устойчивость к засухе и болезням. Это может ускорить создание улучшенных сортов.

Помимо батата, это исследование демонстрирует, как современные геномные инструменты могут помочь расшифровать другие сложные геномы. Многие важные сельскохозяйственные культуры, включая пшеницу, хлопок и бананы, имеют множественные наборы хромосом.

По мере изменения климата и роста угроз со стороны вредителей и болезней понимание этих генетических головоломок становится критически важным для выведения устойчивых культур и решения проблем продовольственной безопасности.

Дополнительная информация: Nature Plants (2025). www.nature.com/articles/s41477-025-02079-6

Источник: Boyce Thompson Institute