3月7日马铃薯基因组为未来粮食安全打开了大门

在人类基因组首次发布 20 多年后，慕尼黑路德维希-马克西米利安大学和科隆马克斯普朗克植物育种研究所的科学家们首次破译了马铃薯高度复杂的基因组。这项技术要求很高的研究为加速培育更健壮的品种奠定了生物技术基础——这是植物育种多年的目标，也是全球粮食安全的重要一步。

今天在市场上购买土豆时，买家很可能会带着 100 多年前已经有的品种回家。传统的马铃薯品种很受欢迎。然而，这个例子也凸显了主要马铃薯品种缺乏多样性。然而，这种情况很快就会改变：遗传学家 Korbinian Schneeberger 小组的研究人员能够生成第一个完整的马铃薯基因组组装体。这为培育新的健壮品种铺平了道路：

“马铃薯正越来越成为全世界饮食中不可或缺的一部分，甚至包括中国等以大米为传统主食的亚洲国家。在这项工作的基础上，我们现在可以对新的马铃薯品种进行基因组辅助育种，这些品种将更具生产力并能抵抗气候变化——这可能对未来几十年的粮食安全产生巨大影响。”

尤其是低多样性使马铃薯植物容易感染疾病。这可能会产生严重的后果，尤其是在 1840 年代的爱尔兰饥荒期间，几年来几乎整个马铃薯作物都在地下腐烂，欧洲数百万人遭受饥饿，仅仅是因为种植的单一品种没有抗药性对新出现的块茎枯萎病。在 1950 年代和 1960 年代的绿色革命期间，科学家和植物育种者成功地大幅提高了我们许多主要农作物(如水稻或小麦)的产量。然而，马铃薯并没有看到类似的增长，并且培育具有更高产量的新品种的努力直到今天仍然基本上没有成功。

原因很简单，但事实证明很难解决——马铃薯不是从父亲和母亲(如人类)那里继承每条染色体的一个拷贝，而是从每个父母那里继承每条染色体的两个拷贝，使它们成为一个物种每个染色体有四个拷贝(四倍体)。每条染色体的四个拷贝也意味着每个基因的四个拷贝，这使得产生具有所需个体特性组合的新品种变得极具挑战性和耗时;更重要的是，每条染色体的多个拷贝也使马铃薯基因组的重建成为比人类基因组更大的技术挑战。

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