Patates dünya çapında en önemli temel ürünlerden biridir ve bu da mükemmel nitelikleri hastalık ve zararlılara karşı dirençle birleştiren çeşitler yaratmayı çok önemli hale getirmektedir. Ancak Corentin Clot'nun açıkladığı gibi, bu çeşitleri geliştirme yolculuğu karmaşıktır. "Patates çeşitlerinin çoğu tetraploiddir, yani her biri kendi kalıtsal bilgisini içeren her kromozomun dört kopyasına sahiptir."

Bu genetik karmaşıklık, istenen özelliklerin çaprazlama yapan ebeveynlerden yavrularına aktarılması söz konusu olduğunda bir zorluk teşkil ediyor. Clot şöyle diyor: "Bu özelliklerin bir bütün olarak bir sonraki nesle aktarılabilmesini sağlamak için ebeveynlerin 'homozigot' olması gerekir. Bu, genin aynı versiyonlarının tüm kromozomlarda mevcut olduğu anlamına gelir. Bu, diploid patateste bir tur kendi kendine döllenme yoluyla kolayca elde edilir. Biz buna ilk adım fiksasyonu diyoruz."

Yetiştirilen Çeşitlerde Kendine Uyumluluk

Fiksasyonu sağlamak için Clot, kendi kendine uyumluluk özelliğini araştırdı. Bu, diploid bir patatesin kendi poleniyle kendini dölleyebilmesi gibi nadir bir yetenektir. Clot, doktora araştırmasının ilk yılında şaşırtıcı ve önemli bir bulgu elde etti. Sli geni olarak adlandırılan kendi kendine uyumlulukla ilgili genin tetraploid patates çeşitlerinde zaten mevcut olduğunu keşfetti.

"Önceki araştırmalarda Sli geni sadece diploid yabani tür Solanum chacoense için tanımlanmıştı. Bu genin çağdaş patates çeşitlerinde yaygın olarak bulunduğunu keşfettim. Bu içgörü bize ıslah için daha elverişli bir başlangıç noktası sağlıyor, çünkü yabani malzemeye güvenmek zorunda değiliz. Bu hemen ikinci bir bulguya yol açıyor: Kendiliğinden uyumluluğun nadir olduğunu düşünüyorduk, ancak Sli geni her yerde bulunuyorsa, bu birçok diploidin polen verimliliğinin ıslahçı için ciddi bir darboğaz olduğu anlamına geliyor."

Diploid ve Tetraploid Ebeveynler Arasındaki Çaprazlamalar

Diploid patateslerle karşılaştırıldığında, tetraploid çeşitler birçok kalite özelliği ve yüksek pazarlanabilir verim açısından geliştirilmiştir. Bu nedenle Clot, tetraploid çeşitleri, sabit özelliklerini aktarabilen diploid ebeveynlerle çaprazlamanın bir yolunu aradı.

"Normalde, eşit olmayan ploidi seviyelerine sahip ebeveynler arasında çaprazlama mümkün değildir. Gametler (üreme hücreleri) oluştuğunda, genetik materyal yarıya iner. Diploid bir ebeveynin polenleri her kromozomun bir kopyasını, tetraploid bir çeşidin yumurtaları ise her kromozomun iki kopyasını içerecektir. Böyle bir çaprazlamadan kaynaklanan triploid embriyolar tohum haline gelemez."

Ancak Clot, polen üretimi sırasında kromozom sayısının yarıya indirilmesi başarısız olursa, diploid ebeveynin 'indirgenmemiş polen' üreteceğini ve bunun da bir tetraploidin yumurtalarını başarılı bir şekilde dölleyebileceğini söylüyor. "Bu fenomen ıslahçılar tarafından deneysel olarak kullanılmış olsa da, gamet oluşumu sırasında kromozomların eski haline dönmesinin genetik olarak nasıl düzenlendiği açık değildi. Şimdi bu özelliğe katkıda bulunan ana kalıtsal faktörleri belirledim. Fiksasyondan sonra, bu kromozom yeniden oluşumu inovasyonumuzun ikinci adımıdır."

Islahın 'Üçüncü Yolu'

Clot'un bulguları patates yetiştiricileri için yeni bir yaklaşım sunuyor. "İki aşamalı fiksasyon ve restitüsyon stratejimizle, diploidlerde özellik fiksasyonu için tek bir kendi kendine döllenmenin verimliliğinden yararlanırken, birden fazla kendi kendine döllenme turundan sonra ortaya çıkacak canlılık kaybından kaçınmak istiyoruz. Akraba evliliği depresyonu olarak bilinen bu olgu, hibrit ıslahı üzerinde çalışan araştırmacıların üstesinden gelmesi gereken muazzam bir zorluktur: gerçek tohum hibritleri, tamamen homozigot inbred ebeveynler gerektirir."

Clot, iki aşamalı strateji ile sadece bir dizi önemli genin sabitlenmesini ve akraba evliliğinden uzak durmayı hedeflediklerini söylüyor. "Aklımızdaki kısmi melezler belki de daha gerçekçi bir seçenek sunuyor. Önerdiğimiz yaklaşım, geleneksel ıslah ile patatesin gerçek tohumluk hibrit ıslah şeması arasında bir orta yol çözümü, bir 'üçüncü yol' sunuyor."

Wageningen'in patates genetikçilerinin mirası üzerine inşa edilen Clot, bu araştırma çizgisine katkıda bulunmaktan gurur duyuyor.

"1970'lerden bu yana Wageningen Bitki Islahı'nda yürütülen onlarca yıllık değerli araştırmalar, yenilikçi patates ıslahının temellerini attı. Bu mirasa bir bölüm daha eklemekten mutluluk duyuyorum. Doktora sonrası çalışmamda, araştırmalarımı pratik uygulamalara dönüştürmek için ıslah şirketleriyle işbirliği yapıyorum. Birlikte daha iyi patates çeşitleri üretmek için gerçekçi ve verimli bir yol bulmayı umuyoruz."