記者從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，該院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所黃三文團(tuán)隊(duì)通過(guò)基因組設(shè)計(jì)技術(shù)，克服馬鈴薯育種難題，育成首代可直接播種種植的雜交馬鈴薯新品系“優(yōu)薯1號(hào)”，這是我國(guó)馬鈴薯研究取得的里程碑式突破。已故中國(guó)工程院院士袁隆平曾評(píng)價(jià)這一成果，“馬鈴薯雜交種子繁殖技術(shù)是顛覆性創(chuàng)新，將帶來(lái)馬鈴薯的綠色革命?！毕嚓P(guān)論文于6月24日在線發(fā)表于國(guó)際期刊《細(xì)胞》。 馬鈴薯是世界上最重要的塊莖類糧食作物，全球多達(dá)13億人口以其為主食。但與基因內(nèi)含有兩套染色體的水稻、玉米等糧食作物不同，普通栽培馬鈴薯含有四套染色體，為遺傳性復(fù)雜的四倍體物種。因其基因組的特殊性，長(zhǎng)期以來(lái)，馬鈴薯的種植無(wú)法使用種子，只能栽培薯塊。這樣的種植方式帶來(lái)了繁殖系數(shù)低、儲(chǔ)運(yùn)成本高、易攜帶病蟲害等問(wèn)題。同時(shí)，馬鈴薯的改良育種進(jìn)程緩慢，平均需10~15年，目前，一些具有上百年歷史的馬鈴薯品種仍然在全球廣泛種植。以上因素均制約著馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，二倍體育種已成為全球馬鈴薯界的研究熱點(diǎn)。 為解決以上問(wèn)題，近年來(lái)，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、中國(guó)農(nóng)科院和深圳市的支持下，基因組所黃三文研究員聯(lián)合云南師范大學(xué)等國(guó)內(nèi)外優(yōu)勢(shì)單位發(fā)起了“優(yōu)薯計(jì)劃”，即運(yùn)用基因組設(shè)計(jì)的理論和方法體系培育雜交馬鈴薯，用二倍體育種替代四倍體育種，并用雜交種子繁殖替代薯塊繁殖。這是馬鈴薯育種和繁殖的基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新，一旦成功，將對(duì)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生顛覆性影響。 黃三文介紹，為解決馬鈴薯自花授粉后不產(chǎn)生種子的問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)基因編輯技術(shù)敲除了馬鈴薯的S-RNase基因，篩選到了S-RNase的天然突變體，并克隆了來(lái)自野生種的相關(guān)基因。同時(shí)，他們利用基因組大數(shù)據(jù)進(jìn)行育種決策，建立了雜交馬鈴薯基因組設(shè)計(jì)育種流程。
由此，該團(tuán)隊(duì)培育出了第一代雜交馬鈴薯品系“優(yōu)薯1號(hào)”，這一品系顛覆以往的種植模式，可直接利用種子種植。試驗(yàn)顯示，“優(yōu)薯1號(hào)”的產(chǎn)量接近3噸/畝，具有顯著的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)。同時(shí)，“優(yōu)薯1號(hào)”具有高干物質(zhì)含量和高類胡蘿卜素含量的特點(diǎn)，蒸煮品質(zhì)俱佳。黃三文表示，“優(yōu)薯1號(hào)”的成功選育證明了雜交馬鈴薯育種的可行性，利用這一技術(shù)，可將馬鈴薯育種時(shí)間縮短至3~5年，使馬鈴薯遺傳改良進(jìn)入快速迭代的軌道。（光明日?qǐng)?bào)全媒體記者楊舒）
