Czytając drzewo ewolucyjne roślin z rodzaju Solanum

Rodzaj Solanum obejmuje około 1400 gatunków, w tym ziemniaka, podstawową roślinę uprawną wykorzystywaną na całym świecie. Pomimo ich znaczenia z handlowego i ewolucyjnego punktu widzenia, niewiele wiadomo o biologii rodzimych gatunków europejskich.

Dzięki finansowaniu ze środków UE, projekt "Solanum in Europe: phylogeny and genetic diversity" (SOLANUM) zaowocował przeglądem XVIII-wiecznych, europejskich gatunków z rodzaju Solanum umożliwiającym identyfikację występującej naturalnie różnorodności genetycznej. Badanie to jest szczególnie ważne, ponieważ dwa gatunki należące do tego rodzaju, Solanum dulcamara i S. nigrum, cechują się wysoką odpornością na zarazę ziemniaka, plagę dotykającą wszystkich rolników uprawiających ziemniaki, powodującą poważne straty w uprawach i dochodach.

Znaleziono dowody na duplikację w DNA chloroplastu, która jest specyficzna dla tej odmiany lub ewolucyjnej gałęzi obejmującej ziemniaka, pomidora, bakłażana i pieprz. Co interesujące, ta ewolucyjna odmiana różni się od innych rodzin roślin, takich jak Brassicaceae. Naukowcy sugerują, że dynamiczne wzory ewolucyjne rodzaju Solanum w porównaniu z jego siostrzaną rodziną Jaltomata można przypisać rekombinacji występującej między lub w ramach chromosomów występujących w chloroplaście.

Korzystając z markerów genetycznych typu INDEL, bazujących na wstawianiu lub usuwaniu podstaw opracowanych w ramach projektu, zbadano psiankę czarną. Niektórzy członkowie tej grupy stanowią źródło pożywienia dla wielu kultur na całej Ziemi. Analiza wykazała wysokie zróżnicowanie międzygatunkowe oraz, że mało prawdopodobnym jest, aby hodowla stanowiła główną siłę napędową leżącą u podstaw genetycznej struktury badanych gatunków. Przyjęta linia badania sugeruje, że markery typu INDEL mogłyby być wykorzystane do wstawiania nowej plazmy zarodkowej rodziny Solanum do gatunków w celu wyhodowania lub identyfikacji okazów roślin.

Inne wykorzystane markery obejmowały sekwencje powielające w kierunku intronów (IT) pochodzące z sekwencjonowania kultywaru ziemniaka o nazwie White Lady. Zastosowanie markerów IT mogłoby zostać również wykorzystane do opracowania wydajnych narzędzi do badań genetycznych dla potrzeb profilowania DNA, selekcji z wykorzystaniem markerów, mapowania genetycznego i analizy różnorodności.

Badanie SOLANUM jest pierwszym badaniem tego typu i jego wyniki utworzyły obszerną podstawę dla badania ewolucyjnych powiązań w ramach dużej grupy gatunków z rodziny Solanum oraz ich bliskich krewnych. Jego zastosowanie w rolnictwie i hodowli roślin będzie bardzo cenne ze społeczno-ekonomicznego punktu widzenia, szczególnie w zakresie odporności na choroby.