Bộ gen vô cùng phức tạp của khoai tây lần đầu tiên đã được giải mã bởi các nhà khoa học tại Đại học Ludwig Maximilian München và Viện Max Planck về Nghiên cứu Giống cây trồng ở Cologne. Nghiên cứu này đặt nền tảng công nghệ sinh học lên một bước tiến mới trong việc đẩy nhanh việc lai tạo các giống cây tốt, khỏe và cho năng suất cao hơn. Đây là một trong những mục tiêu trong việc lai tạo giống cây trồng trong nhiều năm và cũng là một bước quan trọng đối với an ninh lương thực toàn cầu.
Ngày nay, các loại khoai tây được bán ở chợ đa phần đều là từ giống khoai tây được phát triển hơn 100 năm trước. Các giống truyền thống này được nhiều người ưa chuộng, tuy nhiên nó cho thấy chưa có sự đa dạng các giống khoai cho ưu thế về mặt năng suất. Chính nghiên cứu về bộ gen của khoai tây đã tạo điều kiện cho việc lai tạo các giống khoai mới chất lượng hơn.
Vì tính đa dạng thấp nên khoai tây dễ nhiễm bệnh, dẫn đến thối rửa và mất mùa. Điều này đã gây ra hậu quả nghiêm trọng trong quá khứ, nhất là trong nạn đói ở Ailen, những năm 1840, hàng ngàn người phải chịu cảnh đói vì một giống duy nhất được trồng, không có khả năng chống chịu với dịch bệnh.
Trong cuộc Cách mạng xanh những năm 1950 - 1960, các nhà khoa học và các nhà lai tạo giống cây trồng đã thành công trong việc đạt được sự gia tăng lớn về sản lượng của những loại cây chủ lực như gạo và lúa mì.
Khoai tây đang dần trở nên không thể thiếu trong khẩu phần ăn của mọi người, kể cả tại các nước châu Á như Trung Quốc, nơi mà gạo là lương thực chính. Cho nên, khoai tây cũng là một trong những thực phẩm quan trọng chống lại những tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu và đảm bảo an ninh lượng thực toàn cầu.
Tuy nhiên, khoai tây lại không có những thành công đáng kể trong nghiên cứu giống mới do tính di truyền của khoai tây có đến bốn bản sao nhiễm sắc thể từ cây bố và mẹ (tứ bội), làm cho việc nghiên cứu và kết hợp các đặc tính mong muốn từ nhiễm sắc thể rất khó khăn và tốn nhiều thời gian. Hơn nữa, nhiều bản sao của mỗi nhiễm sắc thể lại làm cho việc tái tạo lại bộ gen khoai tây càng thách thức hơn so với trường hợp của bộ gen người.
Các nhà nghiên cứu đã vượt qua rào cản này bằng một thủ thuật trong sinh học. Thay vì cố gắng phân biệt bốn bản sao nhiễm sắc thể rất giống nhau, các nhà nghiên cứu đã giải trình tự DNA của một số lượng lớn các tế bào phấn hoa riêng lẻ. Trái ngược với tất cả các tế bào khác, mỗi tế bào phấn hoa chỉ chứa hai bản sao ngẫu nhiên của mỗi nhiễm sắc thể. Điều này đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái tạo trình tự của toàn bộ bộ gen khoai tây.
Tổng quan về trình tự DNA hoàn chỉnh của khoai tây có tiềm năng tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhân giống. Điều này đã là kỳ vọng của các nhà khoa học cũng như các nhà lai tạo giống cây trồng trong nhiều năm nay. Với thông tin này, các nhà khoa học giờ đây có thể dễ dàng xác định các biến thể gen mong muốn trong các nghiên cứu của họ.
(Tài liệu từ nghiên cứu do Viện Nghiên cứu Giống cây trồng Max Planck cung cấp)