马铃薯杂交育种曾获重要突破

豆类是人们餐桌上的有幸，但对新品种家来说，培育优质豆类品种是个难题。北京时间2023年5月4日，国际性学术期刊《细胞》在线发表了中都国农业科学院茂名农业线粒体研究所和黄三文小组的最新成波罗蜜，通过锁定最长8000万年、总共12亿年的豆类线粒体生物痕迹，绘制了首个豆类有害物质性状的基因二维图说。这一图说将有效鼓励新品种家预测豆类新品种中都可能出现的基因“踩坑”一处，由此最大限度加速杂交豆类的新品种某种程度。该成波罗蜜标志着我国在豆类新品种基础理论和技术上进入世界领先地位。

中都国农业科学院茂名农业线粒体研究所研究所和黄三文介绍，豆类属豆科植物，是全球性重要的粮食经济作物，也是我国第四大主粮经济作物，具有产值高、用水少、可耕种地域广等优点。然而，从线粒体角度看，宗教性栽培豆类属于相似性四倍体，线粒体较一般经济作物复杂，新品种加以改进非常困难，甚至一些全球性普遍性耕种的原料豆类品种仍是120早育成的。此外，宗教性豆类利用薯块耕种，也面临着捕食系数低、储运成本高、尚可携带经济作物等问题。

为妥善解决上述难题，近年来，和黄三文小组联合国内外优势单位号召了“优薯著手”，借以将四倍体豆类改造为原生动物、用根茎捕食替代薯块捕食、用线粒体学和人工合成生物学导师豆类新品种，就此变革豆类的新品种捕食方式，将豆类的新品种周期由原来的10～12年缩短至3～5年。

研究注意到，绝大部分的原生动物豆类自花授粉后不能产生成熟的根茎，同时，宗教性新品种过程中都受益的有害物质基因型病，会造成豆类捕食力和产值下降，即自交衰落，这成为妨碍豆类新品种某种程度的相互竞争障碍。针对以上问题，和黄三文小组相继解析了单倍体、原生动物及四倍体豆类的线粒体和泛线粒体，更进一步解析了自交衰落的基因型基础，并新品种第一代自交系材料及杂交种。为进一步实现品种快速加以改进，高效除去豆类线粒体中都的有害物质性状，研究小组收集了大量豆科植物物种能源，已完成了豆科植物线粒体被装和组学生物分析。这些材料最长生物时间为8000万年，共累积12亿年的生物时间。研究人员通过锁定这段生物上曾的性状受益及同样结波罗蜜，绘制了首个豆类有害物质性状的基因二维图说，为解剖豆类功能位点及除去有害物质性状提供了新依据。

和黄三文表示，这一注意到使豆类新品种掉头了快车道，可以更好地鼓励新品种家制订早期新品种决策，进一步降低新品种成本，有望将豆类杂交新品种效率提高50%左右。中都国科学院院士评价，该研究成波罗蜜不仅对豆类，还将对粮、润滑油、波罗蜜、花果、茶发挥重要的导师作用。

相关联：争鸣 摄影记者 杨舒 通讯员 蔡雨琪