非洲“主食之王”圆薯基因获揭示

非洲妇女在市场上卖山药。

由英国耳垂研究所和日本岩手生物技术研究中心的科学家领导的国际合作小组首次揭示了圆形马铃薯的基因组序列。这种作物是非洲大陆的主要粮食作物，具有巨大的经济价值和文化影响，成千上万的人以此为生。

薯莨科植物是尼日利亚人的主食，尼日利亚的山药产量约占世界总产量的70%。目前，这种重要作物的消费需求开始超过供给，生产能力问题日益突出。

与此同时，与小麦、玉米和水稻等其他主要作物不同，山药作物相对不受控制。与野生近缘植物相比，驯化作物在种植上有许多优势，包括更容易利用和更高的产量。因此，破译它的基因对于驯化和繁殖也是至关重要的。

了解这种作物的基因组学可以帮助人们提高山药的产量和可持续发展能力。发表在《BMC生物学》上的一篇新的研究论文展示了如何使这成为可能。目前，其高质量的基因组序列草图可在日本的DNA序列数据库和美国国家生物技术信息中心获得。

跨越英国、德国、日本和尼日利亚的国际合作小组的一项重大突破是确定决定薯蓣(雌雄异株植物)性别的基因位置，这对提高分子标记辅助育种的效率非常重要。雌雄同体现象相对较少，仅在5%~6%的开花植物中出现，包括山药和芦笋。因此，了解薯莨科植物的这一过程也有利于其他重要经济作物的改良。

在中非和西非，这一科学研究结果有助于将薯莨科植物从被忽视的“孤儿”作物中拯救出来。因为在世界上人口增长最快的地区，分子辅助育种计划可以更好地驯服农作物，确保粮食安全和增加经济福利。

英格兰埃尔汉姆学院院长本杰明·怀特说:“掌握圆形马铃薯的遗传参考序列给了我们一个更好地理解雌雄异株植物的难得机会。这是开花植物中非常罕见的特征。与其他已知序列的植物相比，它们进化出了明显的差异。”

他补充说，了解这一特征，再加上拥有圆薯的基因组资源，对培育更好的山药产品非常有价值。这将改善中非和西非的粮食安全，提高当地小农的生活质量。

西非尼日利亚国际热带农业研究所所长罗伯特·阿西杜说:“这是一个重大突破。这意味着圆土豆是已经绘制了完整的DNA序列的作物之一，这些序列是许多年前从水稻发展而来的。完整的DNA序列具有深远的意义，这将极大地促进我们对开花和疾病等关键性状(包括品质性状)的遗传控制的理解，进而使新品种的培育变得快速和准确。”

“这将有助于非洲和世界其他地区的薯莨科农民克服一些迫在眉睫的挑战，包括采取措施控制病虫害，减少收获后损失，以及开发更可持续的农作物种植系统。”京都大学和日本岩手生物技术研究中心的教授和论文的主要作者Ryohei Terauchi说。(王芳编译)

《中国科学日报》(第6版，2017年10月11日)