O DNA da batata-doce é extraordinariamente complexo. Enquanto os humanos possuem duas cópias de cromossomos, uma de cada progenitor, as batatas-doces possuem seis. Essa condição, chamada de hexaploidia, torna decifrar seu código genético uma tarefa semelhante a tentar reconstruir seis enciclopédias diferentes, mas semelhantes, que foram embaralhadas.

Uma equipe liderada pelo Professor Zhangjun Fei do Boyce Thompson Institute alcançou um avanço significativo, conforme relatado na revista Nature Plants. Utilizando técnicas avançadas de sequenciamento de DNA, eles criaram o primeiro perfil genético completo da variedade ‘Tanzânia’ – uma batata-doce valorizada na África por sua resistência a doenças e alto teor de matéria seca.

O grande desafio foi desvendar os 90 cromossomos da planta e organizá-los em seus seis conjuntos originais, chamados haplótipos. A equipe conseguiu separar completamente, ou “fases”, esse quebra-cabeça genético complexo, algo que nunca havia sido realizado antes.

“Ter esse genoma completo e em fase nos proporciona um nível de clareza inigualável”, explica Fei. “Isso nos permite compreender a história genética da batata-doce com detalhes impressionantes.”

A pesquisa revelou uma complexidade surpreendente. O genoma da batata-doce é um mosaico formado por múltiplos ancestrais selvagens, alguns dos quais ainda não foram identificados. Cerca de um terço da composição vem de Ipomoea aequatoriensis, uma espécie selvagem encontrada no Equador que parece ser um descendente direto de um progenitor da batata-doce. Outra parte significativa se assemelha a uma espécie selvagem da América Central chamada Ipomoea batatas 4x, embora o real doador ainda possa permanecer desconhecido na natureza.

“Ao contrário do que observamos no trigo, onde as contribuições ancestrais podem ser encontradas em seções distintas do genoma”, diz Shan Wu, primeiro autor do estudo, “na batata-doce, as sequências ancestrais estão entrelaçadas nos mesmos cromossomos, criando uma arquitetura genômica única.”

Essa herança genética entrelaçada significa que a batata-doce pode ser temporariamente classificada como um “alopoliploide segmentar” – essencialmente um híbrido que surgiu de espécies diferentes, mas se comporta geneticamente como se tivesse vindo de uma única espécie. Essa fusão e recombinação genômica conferem à batata-doce sua notável adaptabilidade e resistência a doenças, características essenciais para os agricultores de subsistência em todo o mundo.

“Os seis conjuntos de cromossomos da batata-doce também contribuem para sua resiliência aprimorada”, acrescenta Fei. “Com várias versões de genes importantes, a planta consegue manter cópias reservas que a ajudam a sobreviver à seca, resistir a pragas e se adaptar a diferentes ambientes – uma característica conhecida como amortecimento poliploide.”

No entanto, para compreender plenamente o potencial genético da batata-doce, será necessário decifrar múltiplas variedades de diferentes regiões, pois cada uma pode apresentar características genéticas exclusivas que foram perdidas em outras.

O trabalho de Fei e sua equipe representa mais do que um marco acadêmico. Com uma compreensão mais clara da genética complexa da batata-doce, os melhoristas agora podem identificar de forma mais eficiente os genes responsáveis por características-chave, como rendimento, valor nutricional e resistência à seca e a doenças. Essa precisão pode acelerar o desenvolvimento de variedades aprimoradas.

Além da batata-doce, essa pesquisa demonstra como ferramentas genômicas modernas podem auxiliar na decodificação de outros genomas complexos. Muitas culturas importantes, incluindo trigo, algodão e banana, possuem múltiplos conjuntos de cromossomos.

À medida que os climas mudam e as pressões de pragas e doenças aumentam, entender esses quebra-cabeças genéticos é crucial para o cultivo de plantas resilientes e para enfrentar desafios relacionados à segurança alimentar.