塊莖誕生！改變馬鈴薯命運的基因組合

2025-11-08 06:35:07 [郑州市] 来源：甘言美语网

馬鈴薯原產於南美洲的安第斯山脈，多樣性令人驚歎──不僅品種繁多，連顏色與形狀也千變萬化。但你是否曾想過：這些五花八門的馬鈴薯的祖先，最早是怎麼出現的？近期發表於《Cell》的研究揭示，數百萬年前的植物「自然雜交事件」（hybridization），讓馬鈴薯祖先獲得地底長出塊莖（tuber）的關鍵能力。在此基礎上，馬鈴薯才有機會逐漸演化出現今如此多樣的面貌。

馬鈴薯的塊莖從何而來？

馬鈴薯最令人熟悉的，莫過於地下挖出來的塊莖，不僅富含澱粉，更能度過寒冬及旱季。團隊基因定序追溯馬鈴薯的演化歷史，發現約 800 萬年前，兩種原本不會形成塊莖的野生物種，意外自然雜交。這次事件不僅沒有讓後代失去繁殖的能力，反而創造全新基因組合，獲得「地下長出塊莖」的能力，並就此開啟馬鈴薯的演化之旅。

SP6A 與 IT1：不同祖先的關鍵基因

團隊深入分析馬鈴薯基因組成，鎖定兩個塊莖形成扮演核心角色的基因。結果發現，馬鈴薯 SP6A 基因源於番茄類祖先，主要與調控光週期與季節變化有關，能決定何時啟動塊莖形成；IT1 基因則來自另一個祖先 Etuberosum 類植物，負責控制地下莖生長與分枝。

因塊莖能無性繁殖，馬鈴薯在氣候寒冷的安第斯山脈快速拓展地盤，展現驚人適應力與擴散速度。生存優勢下，馬鈴薯適應更多環境，並逐漸演化出多種樣貌。從紫紅到淡黃色，有的如指頭細長，有的又如卵石圓潤，樣貌遠遠超過超市陳列種類。

如今，全球有超過 4,000 種栽培馬鈴薯，以及上千種野生品系。多樣性不僅反映基因組彈性，也顯示這種植物在各種氣候與地形展現的驚人適應力。此次研究用基因分析，重建不同品種馬鈴薯的親緣關係，清楚描繪多樣性，並證明一切起點就是數百萬年前的雜交事件。

遺傳創新背後的演化策略

這項研究表明，植物的雜交事件雖是「意外」，卻有可能成為演化創新的重要推手。近年來有越來越多研究發現，某些自然雜交（尤其是同倍體的雜交）能為後代帶來新的遺傳優勢，甚至是新器官、新功能的源頭。例如，小麥的誕生就是源自數次跨物種的自然雜交與染色體加倍事件。現代小麥結合了三個不同祖先物種的基因，使它不僅能在多種環境中生長，還具備優異的麵筋特性，成為全球重要的糧食作物之一。

原來，我們熟悉的薯條、薯片等美食，源自數百萬年前意義深遠的基因交會。這次研究提醒我們：自然界裡，不同種類生命體若有機會相互融合，往往是通往全新可能性的起點。下次品嘗任何馬鈴薯料理時，不妨回想那段遠古的基因邂逅，正是今日美味的源頭。