近日,一项关于马铃薯起源的重大科学发现震惊了植物学界。据中国农业科学院深圳农业基因组研究所透露,科学家们通过深入研究,揭开了马铃薯这一全球第三大主粮作物的神秘面纱,发现其竟源自约900万年前的一场古老杂交事件。
这项研究成果由黄三文团队携手国内外多家科研机构共同完成,并在国际顶级学术期刊《细胞(Cell)》上发表。论文详细阐述了马铃薯的杂交起源、薯块形成机制及其物种的快速分化过程,为马铃薯的遗传育种提供了全新的理论框架。
马铃薯,这一重要的薯类作物,原产于南美洲,因其高营养价值和强大的适应能力而被广泛种植于世界各地,为全球超过13亿人口提供主食。然而,关于马铃薯的起源和进化历程,长期以来一直是植物学领域的一大谜团。
在分类学上,马铃薯与番茄、类马铃薯存在着复杂的关系。一度认为类马铃薯是马铃薯的直接祖先,但分子进化学的研究却表明,番茄与马铃薯的亲缘关系更为接近。为了解开这一谜团,研究团队对来自多个物种的高质量基因组数据进行了系统分析。
分析结果显示,所有马铃薯个体都包含来自类马铃薯和番茄的稳定遗传贡献,且这一贡献比例大致为4:6。这一发现表明,马铃薯很可能是类马铃薯和番茄杂交的后代。进一步的研究还证实,这场杂交事件发生在约900万年前,形成了最早带有薯块的马铃薯植株。
那么,为什么只有马铃薯能长出薯块呢?研究团队提出了一个创新的假设:薯块的形成可能是基因组重组的结果。他们发现,控制薯块形成的关键基因来自于不同的亲本。例如,“主开关”基因SP6A源自番茄组,而调控地下茎生长的关键基因IT1则继承自类马铃薯。
这场古老的杂交事件不仅创造了新器官薯块,还极大地丰富了马铃薯组内物种的遗传多样性。研究团队发现,现今马铃薯组内部物种的基因组上仍保留有约24%的遗传组分,这些组分以“马赛克式”的模式随机固定了不同亲本的等位基因。
这种遗传组合使得马铃薯能够适应多种生态环境,从温带草原到高寒高山草甸都能见到其身影。同时,薯块的形成也为马铃薯提供了地下生存的优势,使其能够在干旱、寒冷季节中存活,并通过薯块上的芽直接萌发新植株。
这一重大发现不仅揭示了马铃薯的起源和进化历程,还为理解杂交在物种形成过程中的关键作用提供了新的视角。审稿人对这一工作给予了高度评价,认为其为后续马铃薯遗传育种提供了宝贵的理论支持。
该研究的成功得益于国内外科研团队的紧密合作以及多项科研项目的支持。这一里程碑式的发现无疑将为马铃薯产业的发展注入新的活力。