研究證實(shí)土豆的“媽媽”是番茄 900萬年前基因“聯(lián)姻”

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2025-08-04 17:54:50 光明日?qǐng)?bào)

馬鈴薯是全球重要的主糧作物，但其起源一直是個(gè)謎。7月31日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所黃三文團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中外科研人員在《細(xì)胞》雜志上發(fā)表論文，揭示了馬鈴薯的雜交起源。研究顯示，900萬年前番茄組和類馬鈴薯組植物的一次基因“聯(lián)姻”誕生了現(xiàn)代馬鈴薯，為馬鈴薯的遺傳育種提供了新理論視角。

從植物分類學(xué)角度看，栽培馬鈴薯所在的馬鈴薯組植物與番茄組、類馬鈴薯組植物屬于姊妹類群。外觀上，馬鈴薯與類馬鈴薯更為相似，但類馬鈴薯的地下莖沒有膨大的薯塊。學(xué)界曾認(rèn)為類馬鈴薯是馬鈴薯的直接祖先，即“不結(jié)薯的馬鈴薯”。然而，分子進(jìn)化學(xué)分析表明，番茄和馬鈴薯的親緣關(guān)系更近，只是番茄沒有地下莖和薯塊。

為解開馬鈴薯、番茄、類馬鈴薯三者的關(guān)系之謎，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)栽培馬鈴薯及其56個(gè)野生種的基因數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)所有馬鈴薯個(gè)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(xiàn)比例約為4:6。研究人員推測，馬鈴薯可能是二者雜交產(chǎn)生的“混血兒”。

進(jìn)一步評(píng)估三者的分化時(shí)間后，研究發(fā)現(xiàn)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(fā)生雜交并于約900萬年前形成最早帶有薯塊的馬鈴薯植株。這意味著馬鈴薯確為類馬鈴薯和番茄雜交產(chǎn)生的物種，其中番茄為母本，類馬鈴薯為父本。

研究還揭示了馬鈴薯長出薯塊的原因。番茄和類馬鈴薯兩個(gè)家族的祖先雜交后，基因重新組合，意外地創(chuàng)造出“薯塊”這一獨(dú)特植物器官。這種基因重組不僅豐富了馬鈴薯組植物內(nèi)物種的遺傳多樣性，還增強(qiáng)了其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，并賦予其無須種子或授粉的繁殖能力，通過薯塊上的芽就能直接生長成新植株。這一優(yōu)勢加速了馬鈴薯在全球范圍內(nèi)的廣泛傳播和快速分化。

(責(zé)任編輯：0764)

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