m.quanpro.cn
轉載：馬鈴薯和番茄竟然是近親
馬鈴薯和番茄竟然是近親
來源：《人民日報》
作者：張平賢（中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因組研究所博士后）
當你掰開一個熱氣騰騰的蒸土豆，或者將炸得金黃酥脆的薯條蘸著番茄醬送入口中時，有沒有想過，馬鈴薯到底是從哪兒來的？
馬鈴薯的身世比想象中復雜得多，曾是困擾科學界許久的“懸案”。不久前，國際學術期刊《細胞》上的一篇論文揭開了謎底：我們今天吃的馬鈴薯，并非來自某個單一的古老祖先，而是一場發(fā)生在千萬年前“跨界聯(lián)姻”的意外結晶。
故事要從八九百萬年前的南美洲安第斯山脈講起。彼時，那里還沒有人類的足跡，只有劇烈的地質運動和野蠻生長的植物。主角之一是番茄的某個古老祖先，我們暫且稱它為“茄小姐”；另一位主角則是類馬鈴薯植物，樣貌酷似馬鈴薯，但就是不長塊莖，我們叫它“薯先生”。
中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因組研究所黃三文團隊分析了128份高質量的基因組數據，結果顯示，今天馬鈴薯的基因組，堪稱“混血奇跡”：其中約40%的基因來自番茄祖先“茄小姐”，而另外60%則來自類馬鈴薯植物“薯先生”。這次雜交不僅創(chuàng)造了一個新物種，還催生出一個全新的器官——塊莖。
塊莖的起源一直是個謎。研究團隊發(fā)現(xiàn)控制塊莖形成的關鍵基因來自“雙親”：例如，“主開關”基因SP6A源自番茄，而調控匍匐莖生長的IT1基因則來自類馬鈴薯植物。這些基因通過雜交重組，形成了全新的調控網絡，最終促成了塊莖的出現(xiàn)。
也就是說，“茄小姐”提供了引擎，“薯先生”提供了底盤和車身，經過基因的重組磨合，造出了名為“塊莖”的超級跑車。這個全新的基因網絡，讓馬鈴薯擁有了其他植物夢寐以求的生存法寶。
這一發(fā)現(xiàn)，也為我們理解生命演化提供了生動范例。1972年，科學家提出“間斷平衡”理論，認為進化更像是在漫長的平穩(wěn)期中，穿插著短暫而劇烈的快速分化階段。馬鈴薯的誕生，就是對“間斷平衡”理論的一次印證。
研究推測，雜交發(fā)生時正值安第斯山脈快速抬升期，環(huán)境劇變，擁有塊莖這一“超級外掛”的初代馬鈴薯，成為當時的贏家。塊莖不僅能儲存大量養(yǎng)分以備不時之需，還能通過芽眼進行無性繁殖，無需費力開花授粉、等待種子成熟。這賦予它無與倫比的環(huán)境適應能力，從溫帶草原到高寒山區(qū)，迅速搶占了廣闊的生態(tài)位，最終一路逆襲。
解開古老的起源之謎，是為了更好地走向未來。如今，這一基礎研究正轉化為育種實踐中的創(chuàng)新動力。黃三文團隊發(fā)起的“優(yōu)薯計劃”，目的就是通過基因組設計育種，從依賴塊莖的無性繁殖，改造為使用種子的有性繁殖，這將極大降低種植成本和病害風險。此次研究還提出了一條新的育種路徑：利用番茄作為遺傳底盤，導入塊莖形成關鍵基因，培育出地下結土豆、地上長番茄的新型作物，通過基因工程我們將有望實現(xiàn)真正意義上的“一株雙收”。
當然，從理想到現(xiàn)實還有一段路要走。塊莖的形成是極其復雜的系統(tǒng)工程，受到光照、溫度、激素等多種因素的精細調控?？茖W家們還需要挖掘更多的調控因子，才能真正實現(xiàn)馬鈴薯育種的精準設計。
（記者常欽采訪整理）
| 版權聲明： 1.依據《服務條款》，本網頁發(fā)布的原創(chuàng)作品，版權歸發(fā)布者（即注冊用戶）所有；本網頁發(fā)布的轉載作品，由發(fā)布者按照互聯(lián)網精神進行分享，遵守相關法律法規(guī)，無商業(yè)獲利行為，無版權糾紛。 2.本網頁是第三方信息存儲空間，阿酷公司是網絡服務提供者，服務對象為注冊用戶。該項服務免費，阿酷公司不向注冊用戶收取任何費用。 名稱：阿酷（北京）科技發(fā)展有限公司 聯(lián)系人：李女士，QQ468780427 網絡地址：www.arkoo.com 3.本網頁參與各方的所有行為，完全遵守《信息網絡傳播權保護條例》。如有侵權行為，請權利人通知阿酷公司，阿酷公司將根據本條例第二十二條規(guī)定刪除侵權作品。 |