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读创/深圳商报记者张妍李博通讯员马磊

种植一亩地马铃薯从需千克薯块到仅需2克种子，不仅亩产量相当，且口感软糯、色泽深黄，富含类胡萝卜素和干物质含量，这个具有里程碑式意义的杂交马铃薯，被命名为“优薯1号”，是“优薯计划”取得的重大突破。

6月24日23时（北京时间），国际知名学术期刊《细胞（Cell）》杂志在线发表了题为“Genomedesignofhybridpotato（杂交马铃薯的基因组设计）”的论文，报道了中国农业科学院深圳农业基因组研究所（下称“基因组所”）黄三文团队所取得的该项研究成果。

多年前的薯条口味跟现在没什么区别

作为全球第三大粮食作物，有13亿人口以马铃薯为主食。马铃薯特别适合干旱地区种植，它所消耗的淡水资源仅为水稻的20%、小麦的62.5%，而且烹饪方式多样，煎炒焖炖炸，不论是做主食还是做配菜，马铃薯都能“胜任”。

马铃薯成分表

马铃薯食用方法的“多变”与栽培方式的“不变”并行不悖。多年前被驯化至今，马铃薯一直是依靠薯块种植，也就是无性繁殖的同源四倍体。“由于四倍体遗传的复杂性，马铃薯遗传改良进程缓慢。”论文第一作者、基因组所研究员张春芝打趣地表示，美式快餐店薯条加工所使用的品种RussetBurbank是年育成的，直到今天仍是美国的第一大品种，“也就是说，我们跟多年前的人吃的薯条口味并没有什么区别。”

薯块繁殖不仅储运成本高，易携带病虫害，另一个缺陷是繁殖系数低，种下去的薯块与最终收成的马铃薯比例仅为1:10。

用种子繁殖取代薯块繁殖，已成为全球科学界的一致奋斗目标。荷兰科学家（年）、以黄三文为代表的中国科学家（年）、美国科学家（年）都相继展开相关研究。

运用新底层技术解决“卡脖子”问题

年，在农业农村部、中国农科院和深圳市的支持下，基因组所联合云南师范大学等国内外优势单位发起了“优薯计划”，即运用“基因组设计”的理论和方法体系培育杂交马铃薯。

袁隆平题词

年11月，“杂交水稻之父”、中国工程院院士袁隆平曾专门为“优薯计划”题词：“马铃薯杂交种子繁殖技术是颠覆性创新，将带来马铃薯的绿色革命”。

在这场马铃薯的“绿色革命”中，中国科学家所掌握的有力武器是“基因组设计”这一新底层技术，并以之解决二倍体杂交育种中的2个“卡脖子”问题：自交不亲和与自交衰退。

黄三文

黄三文团队通过基因组编辑技术敲除了控制马铃薯自交不亲和的基因，筛选到了这一基因的天然突变体，并克隆了来自野生种的自交亲和基因，彻底解决了自交不亲和的问题。第一步，首先解决了自花授粉后不会产生种子的问题。

科学家表示，第二步更为艰难，由于长期无性繁殖，马铃薯累积了大量隐性有害突变。一旦自交后，这些突变就会显现出来，导致“自交衰退”。黄三文表示，年荷兰科学家已公布杂交马铃薯的进展，但近十年一直面临自交系纯合度较低的问题，限制了大规模商业化推广。

富含胡萝卜素的“优薯1号”

而借助基因组设计，“优薯计划”已获得了纯度达99%以上的高纯合度自交系“优薯1号”，它的后代与上一代基本完全一样。通过小规模种植试验，“优薯1号”的亩产量已接近千克/亩。

“优薯1号”今年率先在广东试种植

“有了基因组设计技术，科学家从选择起始材料开始，能找出纯合度更高、有害突变更少的亲本，并能确定大效应有害突变和优良等位基因在基因组中的分布。”基因组所所长、论文通讯作者黄三文表示，在这一技术的辅助下，科学家打破了大效应有害突变和优良等位基因之间的连锁，选择淘汰大效应的有害突变，并聚合优良等位基因。

张春芝

据规划，“优薯计划”已完成了第一个“五年计划”，培育出首个概念性品种“优薯1号”，接下来的第二个“五年计划”和第三个“五年计划”将分别解决产业化涉及的关键问题，开始小规模推广，以及培育出一系列满足市场需求的新品种，开始大面积推广。

张春芝透露，今年，“优薯1号”将在广东多地进行试种。黄三文表示，“优薯1号”还需要改良抗病性和光周期的适应性，让杂交马铃薯不仅能在南方栽培，还能在北方栽培。

马铃薯果实

“如果用四倍体育种，周期是10到15年，但是用种子育种，周期缩短到3至5年，只有之前的1/3。”黄三文表示，育种周期越短，马铃薯的遗传改良就能进入快速迭代的轨道。

审读：喻方华孙正东