2011年7月10日，由中國華大基因研究所為首的26家中外科研機構聯合在國際著名雜志《自然》（Nature）上在線發表了題為“塊莖作物馬鈴薯的基因組測序及分析”（Genome sequence and analysis of the tuber crop potato）的研究論文，新研究為馬鈴薯的遺傳學研究及分子育種提供了非常有價值的資源。

 

馬鈴薯是世界上四大作物之一，也是最重要的蔬菜作物。破譯馬鈴薯基因組序列對幫助科學家們從分子水平上了解馬鈴薯的生長、發育及繁殖過程，以及改良和提高馬鈴薯的品種產量、品質和抗病性具有重要的意義。

 

早在2006年，中國農科院副院長屈冬玉博士作為項目發起人之一，組建了由農科院蔬菜花卉所和深圳華大基因研究院的專家組成的中方團隊，參與啟動了國際馬鈴薯基因組測序計劃。針對馬鈴薯基因組高度雜合、物理圖譜質量不高、測序成本高等難以克服的困難。中方首席科學家黃三文博士提出了以單倍體馬鈴薯為材料來降低基因組分析的復雜性，并采用快捷的全基因組鳥槍法策略和低成本的新一代DNA測序技術的新策略。這一策略的改變，大大提高了國際馬鈴薯基因組測序協會（Potato Genome Sequencing Consortium）的研究進程，促使中國團隊實現了從參與到主導地位的改變。

 

在這篇新文章中，研究人員沿用了上述策略，他們首先將一種普通四倍體馬鈴薯栽培種誘導生成了一種純和的雙單倍體植株。隨后，研究人員針對這一單倍體植株進行了基因組測序，并拼接了馬鈴薯844 Mb基因組中的86%的序列，從中研究人員推測馬鈴薯基因組約包含有39031個蛋白質編碼基因。研究結果顯示馬鈴薯至少存在兩次基因組復制事件，表明了其古多倍體起源。測序結果還證實馬鈴薯基因組中包含了被子植物進化枝中2642個特異基因。此外，研究人員還對一個雜合二倍體馬鈴薯植株進行了測序，發現了一些基因組變異以及一些可能與馬鈴薯近交衰退有關的高頻率的有害突變。研究結果表明基因家族擴增，組織特異性表達，以及新通路中基因的招募導致了馬鈴薯的進化。

 

此次的馬鈴薯全基因測序研究為科學家們對馬鈴薯這一重要農作物進行遺傳改良提供了重要的數據資源和平臺。