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.
por la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich
Algunas de las variedades de papa más populares se obtuvieron hace muchas décadas. La razón de este éxito limitado es el complejo genoma de la papa: hay 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 de Plasticidad Genómica y Genética Computacional de la LMU y del Instituto Max Planck para la Investigación en Fitomejoramiento, ha logrado un avance importante. Según informan los investigadores en Nature , lograron reconstruir el genoma de diez cultivares históricos de patata. Posteriormente, utilizaron este conocimiento para desarrollar un método que facilitaría y agilizaría considerablemente la reconstrucción de otros genomas de patata.
En colaboración con investigadores de la Universidad de Wageningen, el Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivo (IPK) en Groß Lüsewitz y la Universidad Xi’an Jiaotong en China, el equipo seleccionó variedades históricas, algunas de las cuales ya se cultivaban en el siglo XVIII.
«Dado que estas patatas proceden de una época en la que se estaban iniciando los programas de mejoramiento europeos, queríamos determinar cuánta diversidad existe en ellas para comprender su potencial genético», afirma Schneeberger.
La respuesta fue: no mucho. El acervo genético de la patata es extremadamente limitado. Las diez variedades de patata cubrían alrededor del 85 % de la variabilidad genética de todas las patatas europeas modernas.
Efectos de cuello de botella tras la introducción desde América del Sur
Los investigadores atribuyen sus hallazgos a los efectos de cuello de botella. La papa se importó de Sudamérica a partir del siglo XVI. El número de individuos era bajo y la mayoría no podía 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 papa en la década de 1840, que provocó un colapso de las cosechas y provocó hambrunas catastróficas, sobre todo en Irlanda, pero también en el resto de Europa.
Al mismo tiempo, el estudio reveló, para sorpresa de los investigadores, que las diferencias entre copias cromosómicas individuales pueden ser enormes. «Debido a que el acervo genético es tan limitado, no hay muchos cromosomas diferentes, pero cuando 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.
Finalmente, los investigadores desarrollaron un novedoso enfoque que permite analizar los genomas de las cerca de 2000 patatas 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 patatas fritas en la actualidad.
«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».
Más información: Hequan Sun et al., El pangenoma en fases de la patata europea tetraploide, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08843-0
