科学家揭示马铃薯的进化起源及番茄所起的作用 | 路透社

华盛顿，8月1日（路透社）——马铃薯是世界主要粮食作物之一。数千年前首次在南美洲安第斯地区种植，自16世纪起传播至全球。但尽管它对人类至关重要，其进化起源至今仍是个谜。

一项对450个栽培马铃薯基因组和56个野生马铃薯物种基因组的新分析显示，约900万年前，马铃薯的谱系起源于南美洲一种野生番茄植物与类似马铃薯物种的自然杂交。

广告 · 继续滚动研究人员称，这种杂交导致了初生马铃薯块茎的出现——这种膨大的地下结构储存着养分，并鉴定出两个参与块茎形成的关键基因。番茄的可食用部分是果实，而马铃薯的可食用部分则是块茎。

“马铃薯是人类最非凡的主食之一，它集多功能性、营养价值和非凡的文化普及性于一身，少有作物能与之媲美，“中国农业科学院基因组生物学家、作物育种专家、该研究主要作者黄三文表示。该研究周五发表于《细胞》期刊。

广告 · 继续滚动"人们几乎用所有烹饪方式食用马铃薯：烤、炸、煮、蒸和煎。尽管被刻板印象为碳水化合物，马铃薯还提供维生素C、钾、纤维和抗性淀粉，天然无麸质、低脂且饱腹感强——是营养丰富的高热量来源，“黄补充道。

抗性淀粉是一种在小肠中难以消化，在大肠中发酵的碳水化合物，能够滋养肠道中的有益细菌。

现代马铃薯的学名为Solanum tuberosum。研究中确定的两个祖先植物分别是现今在秘鲁发现的一种类似马铃薯的植物Etuberosum（外形酷似马铃薯但无块茎）和番茄植株。

这两种植物拥有约1400万年前的共同祖先，在分化500万年后偶然发生了自然杂交。

“这一事件引发了基因重组，使新谱系产生了块茎，让这些植物得以在新形成的安第斯山脉寒冷干燥环境中扩张栖息地。”该研究的合著者、伦敦自然历史博物馆植物学家桑德拉·纳普解释道。

杂交事件与安第斯山脉的剧烈抬升同期发生。块茎使马铃薯植株能适应区域环境变化，在严酷的山地条件下繁衍生息。

“块茎能储存养分抵御寒冷，并通过无性繁殖应对低温环境下受精率下降的挑战。这使植株得以存活并快速扩张。”黄教授指出。

研究人员表示，这些发现可指导马铃薯栽培改良，以应对当前气候变化等因素给作物带来的环境挑战。

目前全球大约有5000种马铃薯品种。根据总部位于秘鲁的国际马铃薯研究中心的资料，马铃薯是世界第三大粮食作物，仅次于水稻和小麦，供人类食用。中国是全球最大的马铃薯生产国。

“在种植过程中，要完全消除马铃薯基因组中的所有有害突变总是很困难的。这项研究为利用番茄作为合成生物学底盘，培育无有害突变的马铃薯打开了一扇新的大门，“黄教授说道。

据中国农业科学院博士后研究员张志阳介绍，这项研究还可能为创造一种新型作物打开大门，这种作物在地表结出番茄果实，在地下结出马铃薯块茎。

马铃薯和番茄都属于茄科植物，该科还包括烟草和辣椒等。该研究没有调查其他原产于南美洲的块茎植物的进化起源，如甘薯和木薯，它们属于不同的开花植物科。

虽然番茄和马铃薯的可食用部分差异很大，但植物本身非常相似。

“我们利用了这两种植物的不同部分：番茄的果实和马铃薯的块茎，“克纳普解释道。“如果你观察它们的花或叶子，它们非常相似。如果你幸运的话，你的马铃薯植株结出果实，它们看起来就像小绿番茄。但不要吃它们。它们味道不太好。”

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