马铃薯起源研究 - 马铃薯组起源于900万年前番茄组和类马铃薯组的一次古杂交事件，杂交产生了新器官薯块[1] - 分子进化学分析证明番茄和马铃薯的亲缘关系更近，马铃薯基因组中番茄与类马铃薯的遗传贡献比例约为4:6[5] - 类马铃薯和番茄约在1400万年前开始分化，分化约500万年后发生杂交形成最早带有薯块的马铃薯植株[5] 薯块形成机制 - 薯块形成是番茄组基因SP6A（主开关）与类马铃薯组基因IT1（调控地下茎生长）重新组合的结果[7] - 新发现两个薯块功能相关基因DRN（源自番茄）和CLF（源自类马铃薯），缺失任一基因会影响薯块发育[7] - 薯块赋予马铃薯储存水分淀粉、无性繁殖能力，帮助适应干旱寒冷环境[10] 物种演化特征 - 马铃薯组内物种24%的遗传组分呈现亲本镶嵌的"马赛克式"模式，导致表型不均一性[10] - 马赛克式遗传组合使马铃薯能筛选最佳基因适应温带草原到高寒草甸等多种环境[10] - 薯块形成加速了马铃薯在安第斯山脉快速隆升期的辐射分化，建立生殖隔离并表现出超强适应性[12] 研究团队与成果 - 研究由黄三文团队联合中外科研机构完成，成果发表于《Cell》期刊[1] - 研究首次揭示马铃薯同倍体杂交物种形成机制，为遗传育种提供新理论视角[12] - 研究得到国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究重大项目等支持[14]

马铃薯的杂交起源 - 马铃薯是番茄和类马铃薯祖先在800-900万年前杂交的产物，这一发现揭示了其非纯种演化的背景[4][8] - 杂交事件与安第斯山脉剧烈抬升（600-1000万年前）同期，为后续生态适应奠定基础[8] - 研究通过分析128个基因组（含88个单倍型解析基因组）确认杂交起源[8] 块茎形成的遗传机制 - 块茎形成依赖双亲基因互补：番茄贡献光信号基因SP6A（触发匍匐茎膨大），类马铃薯提供调控基因IT1（定位块茎形成位置）[10] - CRISPR基因编辑验证显示，敲除SP6A基因导致块茎无法膨大，敲除IT1基因则抑制地下茎发育[11] - 杂交特有的基因兼容性使马铃薯获得定制化"生存工具包"，其他近缘物种无法复制此组合[13] 杂交带来的进化优势 - 无性繁殖能力使马铃薯适应高寒环境，避免杂交后生育力下降[15] - 约40%基因在不同分支中呈现亲本特异性分化，推动107个野生马铃薯物种的多样性爆发[15] - 生态位扩张：耐寒基因接近类马铃薯，成功入侵干旱草原、高寒草甸等多样环境[15] 研究对行业的启示 - 杂交直接创造新性状（如块茎），颠覆了其作为物种形成"配角"的传统认知[16] - 解析块茎基因起源可为设计抗寒、高产马铃薯品种提供理论支持[17] - 地质剧变中杂交成为生命适应性进化的关键途径[18] 研究团队与发表信息 - 由中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文院士领衔，发表于2025年7月31日《Cell》期刊[3][19] - 论文标题为《Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage》[3]