馬鈴薯母本竟然是番茄


馬鈴薯作為全球重要的主糧作物,是人類餐桌上的常客,但它的身世一直是個謎。這種植物是如何誕生的?7月31日,中國農業科學院深圳農業基因組研究所(嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室深圳分中心)黃三文團隊聯合中外科研人員,在國際期刊《細胞》上發表論文,首次揭開馬鈴薯的雜交起源——一場900萬年前番茄組和類馬鈴薯組植物的基因“聯姻”,為馬鈴薯的遺傳育種提供了全新的理論視角。
中國科學院院士黃三文介紹,從植物分類學角度看,栽培馬鈴薯所在的馬鈴薯組植物,與番茄組、類馬鈴薯組植物都屬於姊妹類群,但在外觀形態上,馬鈴薯和類馬鈴薯更加相似,區別在於類馬鈴薯的地下莖沒有膨大的薯塊。所以,學界一度認為,類馬鈴薯是馬鈴薯的直接祖先,是“不結薯的馬鈴薯”。然而,利用分子進化學分析,科學家卻發現番茄和馬鈴薯的親緣關系更近一些——只是番茄的外觀與馬鈴薯差異更大,既沒有地下莖,也沒有薯塊。
那麼,馬鈴薯、番茄、類馬鈴薯三者究竟是什麼關系?誰才是馬鈴薯的祖先?
為揭開這一謎底,研究團隊對來自栽培馬鈴薯及其56個野生種的基因數據進行分析,給所有馬鈴薯個體做“DNA親子鑒定”。研究發現,所有馬鈴薯個體都包含來自類馬鈴薯和番茄的基因遺傳,且番茄與類馬鈴薯的遺傳貢獻比例約為4:6。研究人員由此推測,馬鈴薯可能是二者雜交誕生的“混血兒”。
為驗証這一猜想,研究人員進一步評估三者的分化時間,進而發現類馬鈴薯和番茄約在1400萬年前開始分化,在分化約500萬年后,二者發生雜交並於約900萬年前形成最早帶有薯塊的馬鈴薯植株。自此,馬鈴薯的身世之謎水落石出——它確為類馬鈴薯和番茄雜交產生的物種。按照親緣關系,番茄為母本,類馬鈴薯為父本。
隨后,研究人員進一步找到馬鈴薯長出薯塊的原因。研究表明,番茄和類馬鈴薯兩個家族的祖先雜交后,基因重新組合,意外地創造出“薯塊”這個獨特的植物器官——而且,這種基因的“聯姻”還豐富了馬鈴薯組植物內物種的遺傳豐富性,大大增加了它對環境的適應性,更賦予其無須種子或授粉的繁殖能力,即通過薯塊上的芽就能直接生長成新植株。這一優勢加速了馬鈴薯物種在全球的廣泛傳播和快速分化。(記者 楊舒)

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