На пръв поглед скромният сладък картоф изглежда като прост кулинарен продукт, обвит в носталгия по празниците и любими ястия с мини маршмелоу. Въпреки това, зад тази земна простота се крие геном, толкова сложен, че учените са положили десетилетия усилия, за да го разгадаят. Тази година, новопубликувано проучване в Nature Plants разкри за първи път пълния генетичен код на сладкия картоф, разкривайки удивителната му сложност.

Това не е обикновен кореноплоден зеленчук. Сладкият картоф (Ipomoea batatas) е хексаплоид — носи по шест копия на всяка хромозома, което го прави значително по-сложен от повечето познати култури, които са диплоидни и имат само два комплекта хромозоми. Това “генетично излишество” е резултат от многократни цикли на дублиране и хибридизация в еволюционната история на растението.

Тази генетична структура не е случайна. Тя има сериозни последици за начина, по който сладкият картоф расте, съхранява хранителни вещества и развива характерните си подути корени. С помощта на новаторски методи, като секвениране с дълго четене и високопродуктивно улавяне на хромозомна конформация (Hi-C), учените успяха да създадат първото цялостно геномно сглобяване на сладкия картоф на хромозомно ниво. Това означава, че вече имаме не само пълния генетичен план, но и шестте комплекта хромозоми, разделени на шест отделни копия — като прецизно кодирани рецепти за растеж и развитие.

Това е значителен напредък в разбирането на биологията на сладкия картоф. Предишните опити за дешифриране на неговия геном бяха фрагментирани и не позволяваха да се разграничат различията между хромозомните набори. Сега учените могат да изследват подробно как различните копия на гените се различават по последователност, експресия и функция.

Една от основните цели на изследването беше да се разберат молекулярните основи на образуването на складиращите корени — основната характеристика на сладкия картоф. Чрез сравнителен анализ на генната експресия в различни тъкани и етапи на развитие, учените идентифицираха групи от гени, които играят важна роля в биосинтезата на нишесте, удебеляването на корените и хормоналната регулация.

По-интересно е откритие на субгеномното отклонение: някои хромозомни набори са по-активни от други при регулирането на развитието на корените. Това означава, че еволюционната история на сладкия картоф не само е довела до дублиране на гени, но и до прецизно регулиране на тяхната активност в различни етапи от развитието му.

Това проучване не само предоставя нови отговори на сложни генетични въпроси, но и има конкретни практическо приложения за подобряване на културите. Сега, когато учените имат ясна представа кои гени играят най-важна роля в развитието на корените, селекционерите могат да се фокусират по-точно върху характеристики като добив, хранителна стойност и устойчивост на стрес. Освен това, разкритията от това проучване отварят вратите за прилагането на генно редактиране и нови подходи в размножаването на растения, които преди бяха невъзможни в толкова сложни организми.

Сладкият картоф официално навлезе в елитния кръг на геномни изследвания и сега едва започваме да разкриваме всички тайни, които той може да ни разкрие.

Някои интересни факти за сладкия картоф:

Сладкият картоф е двусеменеделен зеленчук от семейство Convolvulaceae. Той е седмата най-продуктивна култура в света след пшеница, ориз, царевица, картофи, ечемик и маниока, като заема водещо място в развиващите се страни.

В САЩ най-голямото производство на сладки картофи е в Северна Каролина, която заема това място от 1971 г. насам. Калифорния и Мисисипи са на второ и трето място по производство.

Благодарение на високото си съдържание на витамини A и C, както и на изобилието от желязо, калий и фибри, сладките картофи се считат за изключително хранителни. Цветът на месото им също има значение за здравето — по-светлите сортове съдържат повече фенолни съединения, докато по-ярките оранжеви и жълти сортове са богати на β-каротин, основен източник на витамин A.

Сладкият картоф може да се намери свеж, замразен или консервиран. Когато е пресен, може да се съхранява на хладно и сухо място до един месец, запазвайки своята хранителна стойност.