很少有东谈主知谈，咱们在快餐店吃的薯条险些王人来自100多年前育成的马铃薯品种——当作大众东谈主口的主粮之一糗百-成人版，马铃薯育种程度之逐渐可见一斑。中国科学家为此漠视了“优薯假想”，目标等于让中国乃至全全国的东谈主们吃上更高产、更优质的马铃薯（别号土豆）。

    如今，这项假想迎来要紧冲突：中国农业科学院深圳农业基因组究诘所究诘员黄三文团队究诘发明了一种“进化透镜”技巧，给农业育种家一对“明察秋毫”，大约赶早发现出辛勤马铃薯育种的基因组“暗礁”，幸免育种“走错路”，让优质高产土豆更快面世。

    前不久，这一最新究诘效果的论文以“哄骗进化基因组学唐突无益突变进而率领杂交马铃薯育种”为题，发表于国外学术期刊《细胞》（Cell）。

    “这项究诘是马铃薯育种的里程碑式效果，从科学上和育种上讲王人黑白常迫切的，对其他作物育种相似具有迫切启示。”中国科学院院士、中国科学院植物究诘所究诘员种康点评说，该究诘预示着述物育种投入一个新阶段，即育种家们不可只是缓和我方的“一亩三分地”，还需要从一个更大的进化维度念念考育种的新政策。

    土豆的绿色更正

    黄三文为该论文的通信作家，据他先容，马铃薯是最迫切的块茎类食粮作物，亦然我国第四大主粮作物，具有产量高、用水少、可拔擢地域广等优点。相干词，由于传统栽培马铃薯是同源四倍体，基因组复杂，导致育种程度极度逐渐。此外，薯块无性繁衍还濒临着繁衍扫数低、储运本钱高、易佩戴病虫害等问题。

    为责罚上述难题，黄三文团队鸠合国表里上风单元发起了“优薯假想”，旨在用二倍体马铃薯替代四倍体、用种子繁衍替代薯块繁衍、用基因组学和合成生物学率领马铃薯育种，透澈变革马铃薯的育种繁衍容颜。

    “咱们有两个目标，一个是将马铃薯的育种周期由本来的10-12年镌汰至3-5年，一个是繁衍扫数升迁1000倍。”黄三文说。

    2020年11月，黄三文团队带着基因组假想育种赢得的第一代二倍体马铃薯杂交种子，专程看望了那时还活着的袁隆平院士，向他刺目先容了“优薯假想”究诘取得的冲突性阐明。袁隆平听取请问后极度振作，特意为“优薯假想”题词：“马铃薯杂交种子繁衍技巧是颠覆性创新，将带来马铃薯的绿色更正”。

    尽管如斯，马铃薯基因组中存在的无益突变，仍然是摆在究诘团队眼前的一座大山。要说清亮这一问题糗百-成人版，还要从达尔文的进化陈述起。

    现时地球上多种种种的物种是经验了亿万年的进化而形成的，进化历程中，物种的基因组并非一成不变，不外一些具有迫切功能的位点是不会改变的，它们会在进化历程中保留在不同物种中，究诘东谈主员称这一表象为“进化按捺”，把这些位点称为“进化保守位点”。

    找到那些高度保守的位点，恰是“优薯假想”的缺欠。

    不选壮苗选弱苗

    论文第一作家、中国农业科学院深圳农业基因组究诘所博士后吴瑶瑶告诉中青报·中青网记者，团队为此蚁集了大量茄科物种资源，完成了38个茄科基因组的拼装，并哄骗大数据技巧，将100个茄科物种的基因组进行相比，最终诞生出新的进化透镜技巧。

    进化透镜，又被称为“历史透镜”，即通过生物体的进化历史快速、有用地唐突并定量进化保守位点，其最长横跨8000万年进化历史，累计达12亿年。团队哄骗该技巧唐突出1700万个高度保守的位点，其中36%位于先前被合计莫得功能的非编码区域。

    “这些位点在亿万年的进化历程中王人很难发生改变，阐明它们对马铃薯的糊口是极为迫切的。”吴瑶瑶说，若是这些位点发生了突变，有可能对马铃薯酿成繁衍力下落、生活力指责、产量减少等不良影响。

反差

    团队哄骗这些保守位点信息，攀附马铃薯群体的信息，构建了马铃薯无益突变二维图谱，将东谈主们对马铃薯基因组的通晓从一维的线的意志升级到二维的面的意志。有了图谱，马铃薯育种家就不错精准剔除马铃薯中无益突变，筛选好的育种材料，量度马铃薯产量等表型。

    把柄进化透镜领悟马铃薯的无益突变二维图谱，科学家们发现传统育种历程中，遴荐滋长愈加健壮的马铃薯当作自交系肇端材料的作念法可能会以火去蛾，可能会导致在选育历程中子代从父母本中赢得更多无益突变反而不利于马铃薯的自交系构建。相背，滋长较弱的马铃薯遗传给子代的无益突变更少，后期的自交育种见遵守更大。

    “这一‘不选壮苗选弱苗’的反直观礼貌，不仅颠覆了以往的通晓，况且还大约提早2-3年量度马铃薯的自交系育种扫尾，从而快速创建更多优宝马铃薯自交系。”黄三文说。

    种业创新“王冠上的明珠”

    黄三告示诉记者，借助该图谱，团队还诞生了一个新的量度模子，科学家不错哄骗它解读马铃薯的基因，只需要苗期的DNA，就不错提前量度马铃薯育种材料的产量、株高、薯块等性状，更好地匡助育种家制定早期育种有计算，镌汰马铃薯育种周期，让东谈主们更快地享受到更好的马铃薯品种。

    评审大家合计，该效果不错更好地率领马铃薯育种有计算，加速马铃薯育种程度，记号着我国马铃薯育种还是跳跃大众，最初投入了基因组假想育种新期间。

    “若何将块茎繁衍的四倍体马铃薯，变革为种子繁衍的二倍体杂交马铃薯，是马铃薯产业的全国性难题，亦然种业创新‘王冠上的明珠’。”中国农业科学院党组布告杨振海说，“优薯假想”团队接踵破解了马铃薯基因组领悟、自交不亲和、自交零落等要紧难题，培育出第一代自交系材料及杂交种，相干效果均已在国外顶尖学术期刊发表，如今又为马铃薯育种亲本遴荐及品种矫正提供新的科学依据。这些原创性基础性科研效果既得到了国表里同业的高度招供，也为加速收场二倍体杂交马铃薯育种奠定了坚实基础。

    中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学究诘所究诘员李家洋合计，这一究诘效果不仅对马铃薯，还将会对粮、油、果、蔬、茶王人有迫切的率领作用。

    中国科学院院士、中国农业科学院作物科学究诘所究诘员钱前说，这项究诘基于茄科植物进化基因组学，诞生进化透镜技巧，唐突了马铃薯基因组上的无益突变，并将其应用到责罚马铃薯育种难题中，大幅地升迁马铃薯全基因组量度遵守，这将收场杂交马铃薯育种的早期有计算，加速育种程度，通过剔除无益变异和团聚成心变异的政策，有望在短期内通过基因组假想创建更多高产优质杂交马铃薯。

    “咱们农业育种离不开大数据，离不开遗传学、基因组学的布局。这一最新效果即便在国外上亦然独树一帜的。”中国科学院院士、中国科学院分子植物科学不凡创新中心主任韩斌说，究诘团队是非地捕捉并完成了这一前沿并具挑战性的职责，创新性地应用了相比基因组学与进化生物学来率领马铃薯育种，对我国种业技巧创新具有迫切兴味。

中青报·中青网记者 邱晨辉 开端：中国后生报

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2023年05月22日 07 版糗百-成人版