很多人不知道，程鈴薯在肯德基和麥當勞吃的碑式薯條都來自120年前育成的馬鈴薯品種。作為全球13億人口主糧，成果馬鈴薯育種進程緩慢，國雜亟需新的交馬將提育種方法對馬鈴薯育種進行變革。為此，育種中國農科院的效率科學家們提出了“優薯計劃”，目的升上就是為了讓中國乃至全世界的人吃上更高產、更優質的程鈴薯馬鈴薯。

北京時間2023年5月4日23時，碑式國際權威期刊《細胞（Cell）》在線發表了中國農業科學院深圳農業基因組研究所黃三文團隊的成果最新研究成果：“Phylogenomic discovery of deleterious mutations facilitates hybrid potato breeding（利用進化基因組學鑒定有害突變進而指導雜交馬鈴薯育種）”。

該研究發明了一種新的國雜“進化透鏡”技術，給育種家一雙“火眼金睛”，交馬將提能夠及早發現阻礙馬鈴薯育種的育種基因組“暗礁”（科學家稱之為“有害突變”），避免育種“走錯路”，效率讓大家能夠更快吃上更優質的高產土豆。

“我們繪制了首個馬鈴薯全基因組有害突變的二維圖譜，利用圖譜信息，開發全基因組預測新模型，在幼苗期就可以預測產量，準確度比以前提高了25%-45%。這樣就可以在早期淘汰產量低的材料，從而快速培育出高產品種，雜交馬鈴薯的育種效率將提升50%以上?！秉S三文在接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）采訪時表示。

“優薯計劃”

馬鈴薯是最重要的塊莖類糧食作物，是13億人口的主要糧食來源，也是我國第四大主糧作物。馬鈴薯具有產量高、用水少、可種植地域廣等優點。然而，由于傳統栽培馬鈴薯是同源四倍體，基因組復雜，導致育種進程十分緩慢。此外，薯塊無性繁殖還面臨著繁殖系數低、儲運成本高、易攜帶病蟲害等問題。

如何將塊莖繁殖的四倍體馬鈴薯變革為種子繁殖的二倍體雜交馬鈴薯，是馬鈴薯產業的世界性難題，也是種業創新“皇冠上的明珠”。

為解決上述難題，黃三文團隊聯合國內外優勢單位發起了“優薯計劃”，旨在用二倍體馬鈴薯替代四倍體、用種子繁殖替代薯塊繁殖、用基因組學和合成生物學指導馬鈴薯育種，徹底變革馬鈴薯的育種繁殖方式。

中國農業科學院黨組書記楊振海介紹，近年來，“優薯計劃”團隊相繼破解了馬鈴薯基因組解析、自交不親和、自交衰退等重大難題，培育出第一代自交系材料及雜交種，相關成果均已在國際頂尖學術期刊發表，如今又在《細胞》雜志發表了“利用進化基因組學鑒定有害突變”的最新成果，可以為馬鈴薯育種親本選擇及品種改良提供新的科學依據。這些原創性基礎性科研成果既得到了國內外同行的高度認可，也為加快實現二倍體雜交馬鈴薯育種奠定了堅實基礎。

馬鈴薯育種駛入快車道

此次研究中，黃三文團隊聯合國內外優秀單位，收集大量茄科物種資源，通過對100個茄科基因組的比較分析來追蹤最長8千萬年、累計12億年的進化痕跡，在此基礎上開發出“進化透鏡”來發現馬鈴薯進化約束及有害突變，繪制了首個馬鈴薯有害突變二維圖譜。

研究人員利用圖譜信息，提出反直覺的自交系培育方法，開發全基因組預測新模型，使馬鈴薯產量預測達到了前所未有的準確度。此外，該模型能夠根據基因型及有害突變信息準確估計育種值，更好地幫助育種專家制定早期育種決策，進一步降低育種成本、縮短馬鈴薯育種周期、快速培育高產優質馬鈴薯品種。

該研究使得我國在馬鈴薯育種基礎理論和技術上站在了世界領先地位，并得到了科技部、國家自然科學基金委員會、中國農業科學院等資助。

那么，此次研究成果對其它作物育種有什么啟示？對此，中國科學院院士李家洋（崖州灣實驗室主任、中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員）表示，“黃三文團隊這一研究成果不僅對馬鈴薯，還將會對糧、油、果、蔬、茶都有重要的指導作用?！?/p>

中國科學院院士種康（中科院植物所研究員）評價道：“黃三文團隊的這項研究是馬鈴薯育種的里程碑式成果，預示著作物育種進入一個新的時代，即育種家們不能僅僅關注自己的‘一畝三分地’，更需要從一個更大的進化維度思考育種的新策略?！?/p>

“研究終于找到了反直覺篩選的遺傳學基礎，開發了全基因組預測新模型將其應用到雜交馬鈴薯育種的早期決策，標志著我國馬鈴薯育種絕對達到國際前沿?！敝袊r業大學教授賴錦盛（國家玉米改良中心主任）談道。