Foto: Varieteti ‘Tanzanian’ i patates së ëmbël. Kredia: Benard Yada në Institutin Kombëtar të Kërkimit të Burimeve të Kulturave (NaCRRI), Ugandë
Patatja e ëmbël ushqen miliona njerëz në të gjithë botën, veçanërisht në Afrikën Sub-Sahariane, ku rezistenca e saj natyrore ndaj ekstremeve klimatike e bën atë thelbësore për sigurinë ushqimore. Por kjo perime rrënjësore e thjeshtë ka ruajtur sekretet e saj gjenetike për dekada. Tani, shkencëtarët më në fund kanë dekoduar gjenomin e saj kompleks, duke zbuluar një histori të ndërlikuar origjine dhe duke ofruar mjete të fuqishme për të ndihmuar në përmirësimin e kësaj kulture jetësore.
ADN-ja e patates së ëmbël është jashtëzakonisht komplekse. Ndërsa njerëzit kanë dy grupe kromozomesh, një nga secili prind, patatet e ëmbla kanë gjashtë. Kjo gjendje, e quajtur heksaploidi, e bëri deshifrimin e kodit të tyre gjenetik si përpjekjen për të rindërtuar gjashtë grupe të ndryshme, por të ngjashme, enciklopedish që janë përzier së bashku.
Një ekip i udhëhequr nga Profesor Zhangjun Fei në Institutin Boyce Thompson arriti një përparim të rëndësishëm, siç raportohet në Nature Plants. Duke përdorur sekuencimin e ADN-së të përparuar, së bashku me teknika të tjera të përparuara, ata krijuan përbërjen e parë të plotë gjenetike të “Tanzanisë” – një varietet patateje të ëmbël i vlerësuar në Afrikë për rezistencën e tij ndaj sëmundjeve dhe përmbajtjen e lartë të lëndës së thatë.
Sfida qendrore ishte të zgjidheshin 90 kromozomet e bimës dhe t’i organizoheshin ato në gjashtë grupet e tyre origjinale, të quajtura haplotipe. Ekipi arriti ta ndante plotësisht (“fazimin”) këtë enigmë komplekse gjenetike, diçka që nuk ishte arritur kurrë më parë.
“Të kesh këtë gjenom të plotë dhe të fazazuar na jep një nivel të paparë qartësie,” shpjegon Fei. “Na lejon të lexojmë historinë gjenetike të patates së ëmbël me detaje të pabesueshme.”
Hulumtimi zbuloi një kompleksitet të habitshëm. Gjenoma e patates së ëmbël është një mozaik i mbledhur nga shumë paraardhës të egër, disa prej të cilëve ende nuk janë identifikuar. Rreth një e treta vjen nga Ipomoea aequatoriensis, një specie e egër e gjetur në Ekuador që duket se është një pasardhës i drejtpërdrejtë i një paraardhësi të patates së ëmbël. Një pjesë tjetër e rëndësishme i ngjan një specieje të egër të Amerikës Qendrore të quajtur Ipomoea batatas 4x, megjithëse donatori aktual mund të mbetet ende i pazbuluar në natyrë.
“Ndryshe nga ajo që shohim te gruri, ku kontributet stërgjyshore mund të gjenden në seksione të dallueshme të gjenomit”, thotë Shan Wu, autori i parë i studimit, “te patatet e ëmbla, sekuencat stërgjyshore janë të ndërthurura në të njëjtat kromozome, duke krijuar një arkitekturë unike gjenomike”.
Kjo trashëgimi gjenetike e ndërthurur do të thotë që patatja e ëmbël mund të klasifikohet paraprakisht si një “alopoliploid segmental” – në thelb një hibrid që lindi nga specie të ndryshme, por sillet gjenetikisht sikur të vinte nga një e vetme. Ky bashkim dhe rekombinim gjenomik i jep patates së ëmbël përshtatshmërinë e saj të jashtëzakonshme dhe rezistencën ndaj sëmundjeve, tipare thelbësore për fermerët e mbijetesës në të gjithë botën.
“Gjashtë grupet e kromozomeve të patates së ëmbël gjithashtu kontribuojnë në rritjen e rezistencës së saj”, shton Fei. “Me versione të shumëfishta të gjeneve të rëndësishme, bima mund të mbajë kopje rezervë që e ndihmojnë atë të mbijetojë thatësirën, t’i rezistojë dëmtuesve dhe të përshtatet me mjedise të ndryshme – një veçori e njohur si tamponim poliploid”.
Megjithatë, arritja e një kuptimi të plotë të potencialit gjenetik të patates së ëmbël do të kërkojë deshifrimin e varieteteve të shumta nga rajone të ndryshme, pasi secila mund të mbartë tipare unike gjenetike që janë humbur në të tjerat.
Puna e Fei dhe ekipit të tij përfaqëson më shumë sesa thjesht një moment historik akademik. Të pajisur me një kuptim më të qartë të gjenetikës komplekse të patates së ëmbël, mbarështuesit tani mund të identifikojnë më me efikasitet gjenet përgjegjëse për tiparet kryesore si rendimenti, përmbajtja ushqyese dhe rezistenca ndaj thatësirës dhe sëmundjeve. Kjo saktësi mund të përshpejtojë zhvillimin e varieteteve të përmirësuara.
Përtej patates së ëmbël, ky hulumtim tregon se si mjetet moderne gjenomike mund të ndihmojnë në deshifrimin e gjenomeve të tjera komplekse. Shumë kultura të rëndësishme, duke përfshirë grurin, pambukun dhe bananen, kanë grupe të shumta kromozomesh.
Ndërsa klima ndryshon dhe presionet e dëmtuesve dhe sëmundjeve rriten, të kuptuarit e këtyre enigmave gjenetike është kritike për kultivimin e kulturave rezistente dhe adresimin e sfidave në sigurinë ushqimore.
