Ученые разгадали тайну происхождения картофеля

Исследователи предполагают, что это древнее эволюционное событие положило начало формированию клубня — укороченного видоизмененного побега, предназначенного для запасания питательных веществ и воды, а также для бесполого размножения.

Картофель — одна из важнейших сельскохозяйственных культур в мире. Долгое время его происхождение оставалось для ученых неизвестным. Внешне современные растения картофеля практически идентичны трем неклубнеобразующим видам картофеля из Чили. Однако, согласно проведенному филогенетическому анализу, растения картофеля более близки к томатам.

Чтобы разрешить это противоречие, исследовательская группа проанализировала 450 геномов культурного и 56 видов дикого картофеля.

В ходе исследования было установлено, что каждый вид картофеля содержит генетический материал как от неклубнеобразующих видов картофеля, так и от томатов, что позволяет предположить, что картофель произошел от древней гибридизации между ними.

Хотя неклубнеобразующий картофель и томаты являются разными видами, у них был общий предок, произраставший около 14 млн лет назад. Несмотря на расхождение видов, они скрещивались на протяжении 5 млн лет, что около 9 млн лет назад дало начало самым ранним растениям картофеля с клубнями.

Ученые также проследили происхождение ключевых генов клубнеобразования картофеля, которые представляют собой комбинацию генетического материала от каждого родителя. Было установлено, что ген SP6A, отвечающий за начало клубнеобразования, как это ни удивительно, достался от томата. Другой важный ген IT1, контролирующий рост подземных стеблей, формирующих клубни, достался от неклубнеобразующих видов картофеля. Без любого из этих генов гибридное потомство не смогло бы формировать клубни.

Благодаря клубням, способным накапливать питательные вещества под землей, ранний картофель смог быстро адаптироваться к меняющимся условиям, выдержав суровые погодные условия в горах.

Клубни также позволяют растениям картофеля размножаться без опыления и формирования семян. Новые растения прорастают из почек на клубне. Эта особенность позволила растению картофеля занять разнообразные экологические ниши — от мягких лугов до высоких и холодных альпийских лугов Центральной и Южной Америки.

Таким образом, появление клубней у картофеля дало ему огромное преимущество в суровых условиях, привело к появлению множества новых видов и способствовало богатому разнообразию.

Картофель является растением-хозяином для многих карантинных и особо опасных вредителей и возбудителей болезней. В аккредитованных испытательных лабораториях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят проверку посадочного материала картофеля по оригинальным методическим рекомендациям, разработанным в научных подразделениях центра.

Источник: Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.06.034.