“混血儿”马铃薯寻亲记

马铃薯是全球第三大主粮作物。长期以来，其“身世”一直是植物学界的未解之谜。中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队联合中外科研团队，通过基因技术揭开了马铃薯的“身世之谜”，相关研究成果于北京时间2025年7月31日晚11点发表在国际核心期刊《细胞》上。以下是具体的“寻亲”过程：提出猜想：研究团队系统分析了来自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，发现所有马铃薯个体都包含来自类马铃薯和番茄植株的稳定平衡的遗传贡献，来自番茄与类马铃薯的遗传贡献比例约为4:6。由此推测，马铃薯可能是两者杂交诞生的“混血儿”。验证猜想：为验证这一猜想，研究人员进一步评估了三者的分化时间。研究发现，类马铃薯和番茄约在1400万年前开始分化，在分化约500万年后，类马铃薯和番茄发生杂交，并于约900万年前形成了最早带有薯块的马铃薯植株。根据质体基因组的亲缘关系，确定番茄为母本，类马铃薯为父本。至此，马铃薯的“身世之谜”得以解开。探究薯块形成原因：番茄既无地下茎也无薯块，类马铃薯只有地下茎、无膨大薯块，而马铃薯却能长出薯块。研究团队猜想这可能是基因组重组的结果。通过追溯马铃薯关键薯块形成基因的起源，发现新器官薯块的形成是亲本来源的等位基因重新组合和交互调控的结果。例如，控制薯块形成的“主开关”基因SP6A来自番茄组，调控地下茎生长的关键基因IT1继承自类马铃薯，另外两个薯块功能相关基因DRN和CLF，分别来源于番茄组和类马铃薯组，缺少任一基因，都会影响薯块的正常发育。该研究首次揭示了马铃薯组的杂交起源、薯块形成和辐射分化，为理解杂交在物种形成过程中的关键作用提供了新范式，并为后续马铃薯遗传育种提供了全新的理论视角。