馬鈴薯“綠色革命”揭開序幕（圖）
蔬菜網 時間：2019/1/24 來源：光明日報 閱讀數：413 網友評論：1
馬鈴薯
日前，云南師范大學馬鈴薯科學研究院博士后張春芝、博士研究生王培作為*作者，以《馬鈴薯自交衰退的遺傳基礎》為題在國際*植物期刊《自然——遺傳學（Nature Genetics）》發表了創新性研究論文。其研究成果意味著我國“優薯計劃”取得重大理論突破，為馬鈴薯產業“綠色革命”揭開序幕。
馬鈴薯是世界上重要的塊莖類糧食作物。與其他谷物類糧食作物不同，馬鈴薯是依靠薯塊繁殖的同源四倍體物種。隱性有害等位基因隱藏在高度雜合的四倍體基因組中，使得優良等位基因很難聚合在一起，這是導致馬鈴薯育種周期長的主要原因。一些上百年歷史的馬鈴薯品種仍然在廣泛種植。中國栽培面積*的品種“克新1號”是1958年育成的，至今仍廣泛種植。馬鈴薯產業面臨的另外一個挑戰是薯塊繁殖，存在繁殖系數低、儲運成本高、易攜帶病蟲害等問題。為了徹底打破產業發展中的障礙，在農業農村部和深圳市的支持下，云南師范大學特聘教授、馬鈴薯科學研究院院長、中國農業科學院農業基因組研究所所長黃三文研究員在聯合國內外優勢單位發起了“優薯計劃”，即用基因組學和合成生物學指導馬鈴薯產業的“綠色革命”。
自然界中70%的馬鈴薯種質資源為二倍體，其豐富的遺傳變異為“優薯計劃”的實施提供了基礎。但是，自交不親和與自交衰退限制了自交系的培育。在之前的研究中，該團隊成員通過基因組編輯的方法克服了自交不親和的障礙。在本研究中，研究人員重點解析了馬鈴薯自交衰退的遺傳機制。有害突變是導致自交衰退的主要原因，說明馬鈴薯中的有害突變具有品系特異性，可以通過精心設計的雜交組合使這些有害突變保持在雜合狀態，獲得具有雜種優勢的F1雜交種。為了鑒定這些有害突變的遺傳效應，研究人員構建了3個自交群體，并開發了一套不依賴于親本的基因分型方法。通過等位基因頻率分析發現，致死突變ar1在馬鈴薯群體中是一個稀有突變。有意思的是，這些大效應的有害突變主要位于重組率比較高的區域，說明是可以通過遺傳重組將它們有效清除的。
云南師范大學馬鈴薯科學研究院副院長李燦輝表示：“用二倍體替代四倍體，并用雜交種子替代薯塊，是對馬鈴薯的育種和繁殖方式進行顛覆性創新，現又找到馬鈴薯自交衰退的原因和解決辦法，為二倍體馬鈴薯育種提供了理論基礎，也為解析其他無性繁殖作物的自交衰退提供了借鑒。此項成果推廣應用后，將為我國節約1000多萬畝耕地。”
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