一项研究小组已经解码了历史土豆品种的基因组，并利用这一资源开发了一种高效的方法来分析数百个额外的土豆基因组。
土豆是超过13亿人的主食。然而，尽管土豆对全球粮食安全至关重要，育种成功仍然有限。一些最受欢迎的土豆品种是在几十年前培育的。造成这种有限成功的原因是土豆的复杂基因组：每个细胞中有四个基因组的拷贝，而不是只有两个。这对传统的杂交育种提出了挑战。由慕尼黑大学的基因组可塑性和计算遗传学研究小组负责人科尔比尼安·施内贝格教授领导的团队现在取得了重要突破。正如研究人员在《自然》期刊上报告的，他们成功重建了十个历史土豆品种的基因组。然后，他们利用这些知识开发了一种方法，使重建更多土豆基因组变得更加容易和快捷。
与瓦亨宁根大学、格罗斯吕兹维茨的莱布尼茨植物遗传学与农作物研究所（IPK）以及中国西安交通大学的研究人员合作，团队选择了一些历史品种，其中一些早在18世纪就已被种植。施内贝格说：“由于这些土豆来自欧洲育种计划开始的时期，我们希望弄清楚这些土豆中存在多少多样性，以了解我们土豆的遗传潜力。”答案是：并不多。土豆的基因库极其有限。十个土豆品种覆盖了现代欧洲所有土豆基因变异的约85%。
来自南美引入后的瓶颈效应
研究人员将他们的发现归因于瓶颈效应。自16世纪以来，土豆从南美进口。不同个体的数量很少，而且大多数无法适应欧洲的条件。这个减少的基因库随后又因疾病而进一步减少。最著名的例子是1840年代的土豆晚疫病疫情，导致收成崩溃，并引发了灾难性的饥荒，尤其是在爱尔兰，但在整个欧洲也有所发生。
与此同时，研究还揭示了一个令研究人员惊讶的事实：不同染色体拷贝之间的差异可以很大。施内贝格解释说：“由于基因库如此有限，染色体的种类不多，但是当染色体确实不同的时候，差异达到在驯化植物中前所未见的程度。差异约是人类的二十倍。”这些差异可能是在土豆到达欧洲之前就已经出现。南美的土著人民大约在1万年前开始驯化土豆，这些差异很可能是野生物种之间交叉的结果。
最后，研究人员开发了一种新方法，可以用于分析欧盟注册的约2000种土豆的基因组。该方法不是费力地生成重建基因组所需的数据，而是用容易生成的数据与目前已知的基因组进行比较，以确定某一品种中存在哪些已知的染色体。研究人员展示了他们的方法可以应用于自1908年以来存在的拉塞特·伯班克品种，它至今仍然是炸薯条的标准品种。施内贝格表示：“对基因组序列的了解为植物育种的许多方法奠定了基础，从传统育种到最新的基因组工程方法。”他还说：“未来，我们将不必再没有这些信息工作。”
