Europäische Kartoffelsorten haben sich an die kältesten und kürzesten Tage auf dem Kontinent angepasst.
Wissenschaftler von CSIC nehmen an einer internationalen Studie über den Ursprung und die Entwicklung dieser Sorten mit Hilfe der historischen Sammlungen der Herbarien teil.
Bisher wurde die Herkunft der Kartoffel nur mit historischen Annäherungen dokumentiert.
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Die ersten Kartoffeln (Solanum tuberosum L.), die in Europa eingeführt und heute weltweit angebaut werden, waren eng mit den äquatorialen Andensorten verwandt, die später gezielt mit den chilenischen Tieflandsarten gekreuzt wurden. Als ein globales Lebensmittel mit großer Bedeutung in der Ernährung, nicht nur in Europa, sondern auch weltweit, seine Expansion wurde weitgehend auf seine Fähigkeit zur Anpassung an den Anbau in Regionen mit unterschiedlichen Bedingungen der Breite und Temperatur.
Die Bildung von Knollen ist ein sehr regulierter Prozess, und während peruanische Sorten in der Lage sind, sie das ganze Jahr über zu bilden, haben sich europäische Sorten angepasst, um sie nur zu einer bestimmten Jahreszeit zu produzieren, wenn die Licht- und Temperaturbedingungen optimal sind, bevor die Temperaturen fallen (und die Knolle im Boden gefriert).
Wie und wann diese Anpassung erfolgte, beantwortet eine internationale Studie, die in der Zeitschrift Nature Ecology & Evolution unter der Leitung von Hernán Burbano, vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Deutschland, an der auch Forscher des Spanischen Nationalen Forschungsrates (CSIC) José Luis Fernández Alonso, vom Royal Botanical Garden und Salomé Prat, vom National Biotechnology Centre, teilnehmen.
Die Arbeit hat die Entwicklung und Anpassung der europäischen Kartoffelsorten analysiert, indem sie die Gene vergleicht, die an der Bildung von Knollen aus aktuellen europäischen und südamerikanischen Proben beteiligt sind. "Die Studie der letzten 350 Jahre der Kartoffelentwicklung in Europa hat es ermöglicht, die genetische Vielfalt historischer Kartoffeln mit Hilfe von vollständigen Genommarkern zu charakterisieren. Die Forschung unterstreicht auch die Fähigkeit, zeitgenössische und historische Genome (der Herbarien) zu kombinieren, um die komplexe Evolutionsgeschichte der Anpassung von Kartoffelpflanzen an die neuen Klimazonen zu verstehen, in denen sie in den Anbau eingeführt wurden", sagt Fernández Alonso, der bei dieser Forschung mit Burbano zusammengearbeitet hat.
Genetische Forschung
Bisher wurde die Herkunft der Kartoffel nur mit historischen Annäherungen dokumentiert. Diese Studie beinhaltet jedoch genetische Forschung, die hilft, die evolutionäre Komplexität der Sorten im Anbau zu kennen, eine sehr relevante Information für die kommerzielle Entwicklung neuer Sorten mit genetischer Verbesserung, basierend auf dem Wissen über die positiven Anpassungen im Wachstum der Pflanze.
Die Studie hat analysiert, ob eine natürliche Mutation im CDF1-Gen, die die Bildung von Knollen in Regionen ermöglicht, in denen die Sommertage länger sind als in Regionen in der Nähe von Ecuador, in Europa aufgetreten ist oder von Sorten stammt, die in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts aus Chile importiert wurden", erklärt der CNB-Forscher Salomé Prat. "Die Arbeit zeigt, dass diese Mutation ihren Ursprung unabhängig in Europa hat, obwohl sie im Laufe der Zeit mit der Wiedereinführung chilenischer Sorten und der Kreuzung mit Wildpflanzen zusammenfällt, für die Auswahl von Genen der Resistenz gegen Phythophtora, die um 1840 die Pest der Kartoffel in Europa und das Virus verursacht haben. Es ist wahrscheinlich, dass die Annahme der Kartoffel als Grundnahrungsmittel in Europa zur Identifizierung dieser Mutation führen würde, die aufgrund ihres dominanten Charakters (Kartoffel ist eine tetraploide Art) in den meisten der derzeit angebauten Arten enthalten ist.
Seit mehreren Jahren sequenziert das Forschungsteam die Genome historischer südamerikanischer und europäischer Kartoffeln von 1660-1896 mit Hilfe von Sammlungen in Herbarien. Einige der analysierten Proben wurden bei den spanischen Expeditionen des achtzehnten und neunzehnten Jahrhunderts in Amerika und auch von Darwin auf der Reise des Beagle gesammelt. Insgesamt 88 Proben wurden sequenziert, darunter 29 Proben historischer Herbarien (3 chilenische Proben und 26 europäische Proben, einige davon in botanischen Gärten kultiviert). Wir haben auch 43 Kartoffeln sequenziert, die eine Probe der Vielfalt der heutigen Andenrassen darstellen, sowie 16 moderne europäische Sorten.
Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die Kreuzung mehrerer südamerikanischer Kartoffelsorten in Europa zusammen mit der anschließenden Kreuzung mit Wildarten zur heutigen Vielfalt der europäischen Kartoffeln beigetragen hat.
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