ملخصات الأبحاث

التطور الجينومي وعلاقته بتنوع البطاطس البرية والمزروعة

.D. Tang et al

  • Published online:

من بين جميع المحاصيل الغذائية التي لا تنتمي إلى الحبوب، تبرز البطاطس Solanum tuberosum L بوصفها المحصول الغذائي الأهم على مستوى العالم. وتتسم الغالبية العظمى من أصنافها المزروعة لأغراض تجارية بأنَّها من رباعيات الصيغة الصبغية عالية التغايُر الزيجوتي. وإلى جانب ذلك، يُبشر التقدم المحرز في تهجين الأنواع ثنائية الصيغة الصبغية، والذي يعتمد على بذور غير هجينة، بإحداث ثورة في آليات استزراع البطاطس، وإنتاجها في المستقبل.

ومن الجدير بالذكر أنه حتى الآن ظلت الدراساتُ التي تناولت التطوُّر الجينومي للبطاطس وتنوُّع أصنافها المحلية البرية والمزروعة، قليلةً نسبيًا، وهو ما يحد من الاستفادة من هذا التنوع، في تربية هذا المحصول.

من هنا، عمد الفريق البحثي في هذا البحث المنشور إلى تجميع التسلسل الجيني لـ44 جينومًا خاصة بأصناف ثنائية الصيغة الصبغية من بطاطس عالية الجودة، من 24 عينة برية و20 عينة مزروعة؛ تمثل فصيلة Solanum section Petota، وهي الفرع الحيوي الحامل للدرنات في شجرة عائلة نبات البطاطس، فضلًا عن التسلسل الجيني لجينومَين من الفرع الحيوي القريب له المعروف باسم Solanum Etuberosum.

ويشير الاختلاف الكبير في الشجرة الجينومية التطورية لهذه الأصناف إلى مدى تعقيد رحلة تطور البطاطس. إذ وجد الفريق البحثي أنَّ جينوم البطاطس، مقارنةً بالمحاصيل الباذنجانية وثيقةِ القرابة به، والمتكاثرة عبر البذور، قد وسّع بصورة كبيرة ترسانته من الجينات المقاومة للأمراض، وهو ما يدل على تأثير استراتيجيات التكاثر المعتمِدة على الدرنات في تطوُّر جينوم البطاطس.

وقد اكتشف الباحثون كذلك عامل نسخ يحدد هوية الدرنات، ويتفاعل مع إشارة SP6A المتنقلة المحفِّزة لتكوين الدرنات. كما رصدوا عبر معلومات عالية الدقة 561,433 تغيُّرًا في التركيب الكروموسومي لهذا المحصول. ووضع الباحثون خريطة للانقلابات الكروموسومية الكبيرة، طرحتْ رؤى متعمقة من شأنها تحسين السلالات الناجمة عن تزاوُج الأنواع القريبة تطوريًا بعضها من بعض، ومنع احتمالية إدخال أليلات غير مرغوبة إلى التسلسل الجيني، على النحو الذي تبين من حدوث انقلاب كروموسومي في 5.8 مليون زوج قاعدي يُعزى إليه وجود كاروتينات في الدرنات.

ومن شأن هذه الدراسة أن تُسرّع وتيرة تهجين البطاطس، وأن تعزز فهم العلماء لتطوُّر البطاطس وخصائصها البيولوجية، بوصفها محصولًا غذائيًّا أساسيًّا على مستوى العالم.