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揭开马铃薯身世之谜（科技瞭望）

泉源：股城网

2025-08-21 02:54:35

色色77,
餐桌上，， ，，马铃薯似乎只是再寻常不过的一道食材。。。。。然而，， ，，在科学家眼中，， ，，马铃薯的泉源是一段跨越万万年的故事。。。。。日前，， ，，中国农业科学院深圳农业基因组研究所首次展现了马铃薯组的杂交起源、薯块形成和辐射分解。。。。。

研究发明，， ，，马铃薯组起源于900万年前番茄组和类马铃薯组的一次古杂交事务，， ，，杂交爆发了新器官(薯块)。。。。。该研究是“优薯妄想”的又一重大突破，， ，，为马铃薯遗传育种提供了全新的理论视角。。。。。

突破马铃薯育种难题

团队早在前期研究中，， ，，就培育出了第一代高纯合度马铃薯自交系和杂交品系“优薯1号”，， ，，一定水平上缓解了育种的难题。。。。。然而，， ，，他们发明，， ，，真正阻挡在眼前的，， ，，尚有另一个未解之谜——马铃薯的物种起源。。。。。

恒久以来，， ，，科学界普遍以为现代莳植马铃薯源自南美安第斯山脉或智利的野生马铃薯，， ，，这些野生种经由恒久驯化和杂交形成了今天的品种。。。。。但“野生马铃薯的祖先是谁”一直没有谜底。。。。。形态学的线索一度让科学家以为，， ，，与马铃薯长相极为相似的“类马铃薯”是它的直接祖先。。。。。然而，， ，，分子进化学的证据却抛出一个反直觉的结论：马铃薯和番茄之间的亲缘关系更近。。。。。

研究团队决议，， ，，重新审阅马铃薯组(莳植与野生马铃薯)、番茄组和类马铃薯组三者之间的进化关系。。。。。他们系统剖析了来自101份马铃薯组、15份番茄组、9份类马铃薯组，， ，，以及19份其他茄科物种的高质量基因组数据。。。。。其中大部分基因组数据已经保存，， ，，这项研究对数据举行了再使用。。。。。

谜底在进化基因组学和分子生物学的交织中浮现：900万年前，， ，，一次爆发在番茄组与 类马铃薯组之间的远古杂交，， ，，降生了马铃薯组。。。。。凭证质体基因组的亲缘关系，， ，，番茄为母本，， ，，类马铃薯为父本。。。。。这是一场跨属的“基因攀亲”，， ，，并且结下了一个演化史上有数的果实——新器官“薯块”。。。。。

“薯块”带来生涯优势

基于此，， ，，研究团队进一步追溯了马铃薯要害薯块形成基因的起源。。。。。

“薯块的身份基因IT1来自类马铃薯组，， ，，而结薯所需的移动信号因子SP6A则来自番茄组。。。。。”研究团队成员、论文第一作者张智洋诠释道，， ，，“我们还在基因组中发明了两个此前未被注重的与薯块功效相关的主要基因——DRN和CLF。。。。。这些来自双亲的等位基因重新组合，， ，，构建起一个全新的调控网络，， ，，推动了薯块的泛起。。。。。”

研究团队进一步发明，， ，，现今马铃薯组内部物种仍约有24%的遗传组分随机牢靠了差别亲本的等位基因，， ，，泛起出亲本镶嵌的“马赛克式”模式。。。。。即，， ，，差别个体携带差别亲本的遗传信息，， ，，就像一幅由差别颜色小瓷砖拼成的马赛克画一样，， ，，导致表型泛起不均一性。。。。。

这种马赛克式的遗传组合带来的效果是惊人的：它极大提升了子女的遗传多样性，， ，，让它们拥有顺应多种情形的能力。。。。。在生态学上，， ，，这意味着新生的马铃薯群体能够迅速占有新的生态位，， ，，并在与亲本逐渐形成生殖隔离的同时，， ，，展现出超强的杂种优势与顺应性。。。。。

薯块的形成也给马铃薯带来了地下生涯优势。。。。。薯块不但能够贮存水分和淀粉，， ，，资助马铃薯度过干旱、严寒季节，， ，，更付与了马铃薯无需种子或授粉即可滋生的能力，， ，，通过薯块上的芽直接萌发新植株。。。。。

从考古化石到未来种子

破解900万年前的故事，， ，，科学家们用的是一种被称为“分子钟”的手艺。。。。。它的原理类似于通过基因“进化沙漏”计时：DNA会以相对稳固的速率积累突变，， ，，通过较量差别物种的DNA差别，， ，，并连系化石年月数据举行校准，， ，，就能推算出它们分解的时间。。。。。团队选取了距今约5200万年的茄科化石作为校准点，， ，，最终确认马铃薯的杂交起源时间节点。。。。。

然而，， ，，团队并不知足于停留在“展现已往”。。。。。他们已经将这一发明转化为面向未来的育种新思绪。。。。。

现在，， ，，马铃薯的莳植运输、贮存本钱高且易带病虫害。。。。。团队的目的，， ，，是将马铃薯从无性滋生的块茎作物厘革为种子滋生作物——每亩只需2克种子。。。。。这不但能降低莳植本钱，， ，，还能显著镌汰病害撒播危害。。。。。

“由于番茄是自交的有性滋生作物，， ，，险些没有有害突变。。。。。”黄三文体现，， ，，这次起源研究提供了一个大胆的设想：以番茄作为合成生物学的“底盘”，， ，，导入薯块形成所需的要害基因，， ，，让番茄在地下长出马铃薯。。。。。这意味着，， ，，未来或许会泛起一种全新的“种子型马铃薯”，， ，，既继续番茄的滋生优势，， ，，又保有马铃薯的食用价值。。。。。

对科研职员来说，， ，，挑战仍在继续。。。。。他们需要在基因组选择的历程中镌汰更多的有害突变，， ，，以确保新型马铃薯的稳固性和产量。。。。。

“在演化史上，， ，，杂交常被视为基因流动的‘边沿事务’。。。。。”黄三文总结，， ，，“但这次研究告诉我们，， ，，它也可以是物种立异的焦点驱动力。。。。。”

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