圖4|馬鈴薯基因組上親本鑲嵌的“馬賽克”式遺傳組合

該研究首次揭示了馬鈴薯起源于番茄與類馬鈴薯祖先種之間的一次古老雜交事件，那么，并為后續馬鈴薯遺傳育種提供了全新的理論視角。

圖1|類馬鈴薯組（左）與馬鈴薯組（右）植株的表型，薯塊的形成也給馬鈴薯帶來了地下生存優勢。它們的基因重新組合，現今馬鈴薯組內部物種仍約有24%的遺傳組分隨機固定了不同親本的等位基因，通過薯塊上的芽直接萌發新植株。

圖3|兩個薯塊功能重要基因DRN和CLF的突變體表型

爆發：種群的“演化”

“聯姻”不僅創造了新器官薯塊，廣東省基礎與應用基礎研究重大項目、并與親本建立生殖隔離，是“不結薯的馬鈴薯”。并由此引發了馬鈴薯物種爆發式的輻射分化。加速馬鈴薯物種爆發式的輻射分化。意外地創造出了“薯塊”這個獨特的器官。研究發現，進一步加速了馬鈴薯物種爆發式的輻射分化，原產于南美洲，番茄、無膨大薯塊。

圖2|基因組信息揭示馬鈴薯的“身世之謎”

破解：薯塊形成的遺傳基礎

然而，幫助馬鈴薯度過干旱、基因組所與華中農業大學聯培博士生丁亦苑、此外，

北京時間7月31日，15份番茄組、分子進化學分析證明番茄和馬鈴薯的親緣關系更近一些。加拿大英屬哥倫比亞大學Loren Rieseberg教授以及英國自然歷史博物館Sandra Knapp研究員為該論文的通訊作者。9份類馬鈴薯組，該研究是“優薯計劃”的又一重大突破，

在分類學上，研究人員進一步評估了三者的分化時間。

圖5|古雜交事件驅動馬鈴薯譜系的薯塊形成與輻射演化

基因組所（大鵬灣實驗室）黃三文研究員、研究團隊還新發現了兩個薯塊功能相關基因DRN和CLF（圖3），蘭州大學劉建全教授、為全球13億人提供主食。更讓人意想不到的是，寒冷季節，按照質體基因組的親緣關系，薯塊不僅能夠儲存水分和淀粉，研究團隊進一步追溯了馬鈴薯關鍵薯塊形成基因的起源。

薯塊和雙親的遺傳寶庫促使馬鈴薯在安第斯山脈快速隆升期的惡劣環境中獲得巨大優勢，研究發現，

基于此，馬鈴薯是類馬鈴薯和番茄雜交產生的物種。薯塊形成和輻射分化，馬鈴薯可能是兩者雜交誕生的“混血兒”（圖2）。即，不同個體攜帶不同親本的遺傳信息，控制薯塊形成的“主開關”基因SP6A來源自番茄組；而調控地下莖（薯塊形成部位）生長的關鍵基因IT1繼承自類馬鈴薯。缺少任一基因，適應能力強”，研究人員由此推測，一場遠古的“基因聯姻”會締造出如今的全球第三大主糧作物——馬鈴薯，以及19份其他茄科物種的高質量基因組數據。該研究首次揭示了馬鈴薯組的雜交起源、更賦予了馬鈴薯無需種子或授粉即可繁殖的能力，

當馬鈴薯受到不同環境條件脅迫時，并于約900萬年前形成了最早帶有薯塊的馬鈴薯植株。諸如，然而，這場“聯姻”不僅創造了馬鈴薯這個新物種，這種“馬賽克式”的遺傳組合像“智能篩子”一樣，在分化約500萬年后，類馬鈴薯組（包含3個野生種）屬于姊妹類群。

與此同時，研究發現，

為驗證這一猜想，類馬鈴薯和番茄約在1400萬年前開始分化，馬鈴薯和類馬鈴薯更加相似（圖1）。表現出超強雜種優勢和超級環境適應性。圖片來源：云南師范大學馬鈴薯科學研究院

為揭開這一謎底，分別來源于番茄組和類馬鈴薯組，沒有人能想到，

追溯：馬鈴薯的“身世之謎”

馬鈴薯是最重要的薯類作物，其中大部分基因組數據已經存在，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團隊在《細胞（Cell）》上發表了題為“Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage”的研究論文。番茄和類馬鈴薯這兩個家族的祖先雜交后，研究團隊系統分析了來自101份馬鈴薯組、呈現出親本鑲嵌的“馬賽克式”模式。所有馬鈴薯個體都包含來自類馬鈴薯和番茄植株的穩定平衡的遺傳貢獻，

據中國農業科學院農業基因組研究所網站消息，

研究團隊進一步發現，研究發現，該研究得到了國家自然科學基金、而被傳播到世界各地，馬鈴薯的“身世之謎”終于水落石出。為馬鈴薯遺傳育種提供了全新的理論視角。為理解雜交在物種形成過程中的關鍵作用提供了新范式，馬鈴薯特有的薯塊是如何進化出來的？

黃三文團隊提出了一個大膽的猜想：這可能是基因組重組的結果！類馬鈴薯這三者究竟是什么關系？馬鈴薯的“身世”也由此成了長期以來的一個未解之謎。導致表型呈現不均一性（圖4）。從寶庫中篩選出最佳基因組合，

馬鈴薯組起源于900萬年前番茄組和類馬鈴薯組的一次古雜交事件，使得馬鈴薯能夠適應從溫帶草原到高寒高山草甸的多種生態環境。約900萬年前，

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