马铃薯和番茄竟然是近亲

来源：《人民日报》

作者：张平贤（中国农业科学院深圳农业基因组研究所博士后）

当你掰开一个热气腾腾的蒸土豆，或者将炸得金黄酥脆的薯条蘸着番茄酱送入口中时，有没有想过，马铃薯到底是从哪儿来的？

马铃薯的身世比想象中复杂得多，曾是困扰科学界许久的“悬案”。不久前，国际学术期刊《细胞》上的一篇论文揭开了谜底：我们今天吃的马铃薯，并非来自某个单一的古老祖先，而是一场发生在千万年前“跨界联姻”的意外结晶。

故事要从八九百万年前的南美洲安第斯山脉讲起。彼时，那里还没有人类的足迹，只有剧烈的地质运动和野蛮生长的植物。主角之一是番茄的某个古老祖先，我们暂且称它为“茄小姐”；另一位主角则是类马铃薯植物，样貌酷似马铃薯，但就是不长块茎，我们叫它“薯先生”。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队分析了128份高质量的基因组数据，结果显示，今天马铃薯的基因组，堪称“混血奇迹”：其中约40%的基因来自番茄祖先“茄小姐”，而另外60%则来自类马铃薯植物“薯先生”。这次杂交不仅创造了一个新物种，还催生出一个全新的器官——块茎。

块茎的起源一直是个谜。研究团队发现控制块茎形成的关键基因来自“双亲”：例如，“主开关”基因SP6A源自番茄，而调控匍匐茎生长的IT1基因则来自类马铃薯植物。这些基因通过杂交重组，形成了全新的调控网络，最终促成了块茎的出现。

也就是说，“茄小姐”提供了引擎，“薯先生”提供了底盘和车身，经过基因的重组磨合，造出了名为“块茎”的超级跑车。这个全新的基因网络，让马铃薯拥有了其他植物梦寐以求的生存法宝。

这一发现，也为我们理解生命演化提供了生动范例。1972年，科学家提出“间断平衡”理论，认为进化更像是在漫长的平稳期中，穿插着短暂而剧烈的快速分化阶段。马铃薯的诞生，就是对“间断平衡”理论的一次印证。

研究推测，杂交发生时正值安第斯山脉快速抬升期，环境剧变，拥有块茎这一“超级外挂”的初代马铃薯，成为当时的赢家。块茎不仅能储存大量养分以备不时之需，还能通过芽眼进行无性繁殖，无需费力开花授粉、等待种子成熟。这赋予它无与伦比的环境适应能力，从温带草原到高寒山区，迅速抢占了广阔的生态位，最终一路逆袭。

解开古老的起源之谜，是为了更好地走向未来。如今，这一基础研究正转化为育种实践中的创新动力。黄三文团队发起的“优薯计划”，目的就是通过基因组设计育种，从依赖块茎的无性繁殖，改造为使用种子的有性繁殖，这将极大降低种植成本和病害风险。此次研究还提出了一条新的育种路径：利用番茄作为遗传底盘，导入块茎形成关键基因，培育出地下结土豆、地上长番茄的新型作物，通过基因工程我们将有望实现真正意义上的“一株双收”。

当然，从理想到现实还有一段路要走。块茎的形成是极其复杂的系统工程，受到光照、温度、激素等多种因素的精细调控。科学家们还需要挖掘更多的调控因子，才能真正实现马铃薯育种的精准设计。

（记者常钦采访整理）