土豆育种的重大突破：杂交马铃薯问世
马铃薯（Solanum tuberosum L.）又叫“土豆”，作为重要的块茎作物之一，是全球第四大重要的粮食作物，仅次于小麦、稻谷和玉米，是全球约13亿人的主食。然而千百年来，人们都是通过块茎繁育的方式，即无性繁殖来种植它，所以产量一直无法提升。
日常生活中很多粮食作物都是通过二倍体来育种，但土豆是四倍体，倍数越高越难育种，所以土豆育种一直是个难题。
马铃薯利用块茎上的芽繁殖，没有经过两性生殖细胞的结合，而是由母体直接产生的新个体，属于无性生殖，这样带来的问题是不仅繁殖系数低，而且储运成本高、易携带病虫害。因此也制约了马铃薯产业发展。
中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文研究团队运用“基因组设计”的理论和方法体系培育杂交马铃薯，用杂交种子繁殖替代薯块繁殖，实现了“优薯计划”实施以来的里程碑式突破。
2021年6月24日，该团队在国际知名学术期刊《细胞（Cell）》在线发表了题为“Genome design of hybrid potato”的文章，介绍了如何选择育种亲本材料、淘汰有害突变、打破有害突变和优良等位基因的连锁以及选择杂交亲本，培育出了第一代高纯合度（>99%）二倍体马铃薯自交系和杂交优势显著的杂交马铃薯品系“优薯1号”。
二倍体马铃薯是异交作物，存在自交不亲和现象（由高多态性的S-RNase等位基因控制），因此在自花授粉后不能形成种子。马铃薯的隐性有害基因含量多，自交后隐性基因纯合，进而产生不良性状，自交衰退现象明显。因此获得高质量的马铃薯种子首先需要通过基因编辑、筛选突变体或者导入亲和基因Sli 等方法打破自交不亲和，然后淘汰有害突变并打破有害突变和优良基因的连锁，最终获得优良的杂交种子。
与传统繁育方式相比，种子便于运输且种植用量少（2g/亩），不易传播病虫害。因此马铃薯杂交种子繁殖技术对提高马铃薯育种速度和繁殖效率，以及增强农民和消费者的广泛利益具有重要意义。
研究员们在“优署计划”中用二倍体育种替代四倍体育种，用杂交种子的方式替代块茎繁殖方式，用杂交种子培育出了“优署1号”。它具有明显的杂种优势，产量约3吨每亩，同时还具有干物质含量高和类胡萝卜素含量高的特点，蒸煮都适合。
“优署1号”的品质和产量俱佳，而且通过种子种植更方便，这将是土豆产业的一次重要革新。
（本文参考生物探索有关文章编写）
