O DNA da batata-doce é extraordinariamente complexo. Enquanto os humanos têm dois conjuntos de cromossomos, um de cada pai, as batatas-doces possuem seis. Essa condição, chamada hexaploidia, tornou a decifração de seu código genético como 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 Nature Plants. Usando sequenciamento de DNA de ponta, junto com outras técnicas avançadas, eles criaram o primeiro genoma completo da variedade ‘Tanzânia’ – uma batata-doce valorizada na África por sua resistência a doenças e alto teor de matéria seca.

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

“Ter este genoma completo e em fases nos dá um nível sem precedentes de clareza”, explica Fei. “Isso nos permite ler a história genética da batata-doce com incrível detalhe.”

A pesquisa revelou uma complexidade surpreendente. O genoma da batata-doce é um mosaico assemblado a partir de múltiplos ancestrais silvestres, alguns dos quais ainda não foram identificados. Cerca de um terço 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 doador real ainda possa permanecer desconhecido na natureza.

“Ao contrário do que vemos no trigo, onde as contribuições ancestrais podem ser encontradas em seções distintas do genoma,” diz Shan Wu, o 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 classificada como um “alopoliploide segmentar” — essencialmente um híbrido que surgiu de diferentes espécies, mas se comporta geneticamente como se viesse de uma única. Essa fusão e recombinação genômica conferem à batata-doce sua notável adaptabilidade e resistência a doenças, características cruciais para agricultores de subsistência em todo o mundo.

“Os seis conjuntos de cromossomos da batata-doce também contribuem para sua resiliência aprimorada,” acrescenta Fei. “Com múltiplas versões de genes importantes, a planta pode manter cópias de backup que ajudam a sobreviver à seca, resistir a pragas e se adaptar a diferentes ambientes — um recurso conhecido como tamponamento poliploide.”

No entanto, alcançar uma compreensão completa do potencial genético da batata-doce exigirá a decodificação de várias variedades de diferentes regiões, uma vez que cada uma pode conter características genéticas únicas que foram perdidas em outras.

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

Além da batata-doce, esta pesquisa demonstra como ferramentas genômicas modernas podem ajudar a decifrar 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 fundamental para a criação de culturas resilientes e para enfrentar os desafios da segurança alimentar.