Un equipo internacional de investigadores de Alemania y China han reconstruido los genomas de diez cultivares históricos de papa y demuestran que ya cubren el 85 % de la variabilidad total de las papas europeas modernas.
Max-Planck Institute / 16 de abril, 2025.- La papa es un alimento básico para más de 1300 millones de personas. Sin embargo, a pesar de su importancia para la seguridad alimentaria mundial, los éxitos en el mejoramiento genético han sido modestos. Algunos de los cultivares de papa más populares se obtuvieron hace muchas décadas. La razón de este éxito limitado es la complejidad del genoma de la papa: existen cuatro copias del genoma en cada célula en lugar de solo dos. Esto desafía el mejoramiento tradicional basado en la hibridación. Un equipo dirigido por el profesor Korbinian Schneeberger, jefe del grupo de investigación en Plasticidad Genómica y Genética Computacional de la Universidad Ludwig-Maximilians de Múnich (LMU) y el Instituto Max Planck para la Investigación en Fitomejoramiento, ha logrado un avance importante. Como informan los investigadores en la prestigiosa revista Nature, lograron reconstruir el genoma de diez cultivares históricos de papa. Posteriormente, utilizaron este conocimiento para desarrollar un método que facilitaría y agilizaría considerablemente la reconstrucción de otros genomas de papa.
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En colaboración con investigadores de la Universidad de Wageningen, el Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivo (IPK) y la Universidad Xi’an Jiaotong de China, el equipo seleccionó variedades históricas, algunas de las cuales ya se cultivaban en el siglo XVIII. «Dado que estas papas provienen de una época en la que se iniciaban los programas de mejoramiento europeos, queríamos determinar cuánta diversidad existe en ellas para comprender su potencial genético», afirma Schneeberger. La respuesta fue: no mucha. El acervo genético de la papa es extremadamente limitado. Las diez variedades de papa cubrían alrededor del 85 % de la variabilidad genética de todas las papas europeas modernas.
Efectos de cuello de botella tras la introducción desde Sudamérica
Los investigadores atribuyen sus hallazgos a los efectos de cuello de botella. Las papas se importaron de Sudamérica a partir del siglo XVI. El número de individuos diferentes era bajo y la mayoría no pudo adaptarse a las condiciones europeas. Este reducido acervo genético se vio aún más afectado por las enfermedades. El ejemplo más famoso es el brote de tizón tardío de la papaen la década de 1840, que provocó el colapso de las cosechas y provocó hambrunas catastróficas, sobre todo en Irlanda, pero también en el resto de Europa.
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Al mismo tiempo, el estudio reveló, para sorpresa de los investigadores, que las diferencias entre las copias cromosómicas individuales pueden ser enormes. «Debido a que el acervo genético es tan limitado, no hay muchos cromosomas diferentes, pero cuando los cromosomas difieren, divergen en una medida nunca antes observada en plantas domesticadas», explica Schneeberger. «Las diferencias son unas veinte veces mayores que en los humanos». Se presume que estas diferencias surgieron antes de la llegada de la papa a Europa. Los pueblos indígenas de Sudamérica comenzaron a domesticar la papa hace unos 10.000 años, y es probable que las diferencias sean resultado del cruce entre especies silvestres.
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Finalmente, los investigadores desarrollaron un novedoso enfoque que permite analizar los genomas de las cerca de 2000 papas registradas en la Unión Europea. En lugar de generar laboriosamente los datos necesarios para reconstruir un genoma, estos datos, generados fácilmente, se comparan con los genomas conocidos para determinar cuáles de los cromosomas conocidos están presentes en un cultivar. Los investigadores demostraron que su enfoque funciona con el cultivar Russet Burbank, que existe desde 1908 y sigue siendo la variedad estándar para las papas fritas. «El conocimiento de las secuencias genómicas constituye la base de muchos enfoques en el fitomejoramiento, desde el fitomejoramiento tradicional hasta los métodos más modernos de ingeniería genómica», afirma Schneeberger. «En el futuro, ya no tendremos que trabajar sin esta información».