Genome Sequence and Analysis of the Tuber Crop Potato

Nature. 2011 Jul 10;475(7355):189-95. doi: 10.1038/nature10158.

Abstract

Potato (Solanum tuberosum L.) is the world's most important non-grain food crop and is central to global food security. It is clonally propagated, highly heterozygous, autotetraploid, and suffers acute inbreeding depression. Here we use a homozygous doubled-monoploid potato clone to sequence and assemble 86% of the 844-megabase genome. We predict 39,031 protein-coding genes and present evidence for at least two genome duplication events indicative of a palaeopolyploid origin. As the first genome sequence of an asterid, the potato genome reveals 2,642 genes specific to this large angiosperm clade. We also sequenced a heterozygous diploid clone and show that gene presence/absence variants and other potentially deleterious mutations occur frequently and are a likely cause of inbreeding depression. Gene family expansion, tissue-specific expression and recruitment of genes to new pathways contributed to the evolution of tuber development. The potato genome sequence provides a platform for genetic improvement of this vital crop.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.

MeSH terms

  • Evolution, Molecular
  • Gene Duplication
  • Gene Expression Regulation, Plant
  • Genes, Plant / genetics
  • Genetic Variation
  • Genome, Plant / genetics*
  • Genomics*
  • Haplotypes / genetics
  • Heterozygote
  • Homozygote
  • Immunity, Innate
  • Inbreeding
  • Molecular Sequence Annotation
  • Molecular Sequence Data
  • Plant Diseases / genetics
  • Ploidies
  • Solanum tuberosum / genetics*
  • Solanum tuberosum / physiology

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