我国“优薯计划”取得里程碑式突破 马铃薯有望告别多年无法优化品种窘境

央广网北京6月25日消息（记者朱敏 周羽）据中央广播电视总台中国之声《新闻纵横》报道，马铃薯也就是土豆，是我们日常生活中餐桌上的常客，在印象里中国人习惯把土豆当菜来吃。可实际上，马铃薯是世界第三大主粮，中国的第四大主粮，而且很少有人知道，身价不贵的土豆种起来却相当麻烦。

与很多农作物用种子播种不同，土豆的播种是将种薯切成块埋在地里，等它成长。这样的种法既费土豆，运输成本又高。不过，这个栽培的世界难题如今被中国农业科学家彻底解决了。

北京时间24日晚11时，世界著名学术杂志《细胞》在线发表了中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队的杂交马铃薯育种领域的研究成果。该团队培育的“优薯1号”证明了杂交马铃薯育种的可行性，使马铃薯遗传改良进入了快速迭代的轨道。

这份研究成果是我国实施“优薯计划”以来取得的里程碑式突破。我国科学家团队培育的“优薯1号”到底优在哪里？这项研究都有哪些颠覆性创新？

土豆是广受人们喜爱的食物，它丰富多样的做法吸引着男女老少的味蕾。但很多人并不知道，土豆的更新换代速度很慢。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员张春芝说，我们现在所吃的那些知名快餐店里的薯条品种，跟几十年前的人吃的一样。“这个品种是1902年选的，到现在已经119年了，也就是说我们吃的薯条其实跟上个世纪人吃的是一样的。这在别的物种是很难想象的，但是在马铃薯这个是事实。即便到今天它仍然是美国第一大品种，但是并不是说这个品种它种了100多年非常好，实际上它会感染很多的马铃薯病害，但是因为马铃薯育种很难，育种家这么多年了也没能选育出来一个品种能够替代这个。”

与谷物类粮食作物不同，栽培马铃薯是依靠薯块进行无性繁殖的同源四倍体物种。这种遗传的复杂性导致马铃薯的改良进程缓慢。马铃薯产业面临的另外一个挑战是薯块的繁殖系数低、储运成本高、易携带病虫害。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所所长黄三文进一步解释说：“马铃薯栽培不靠种子繁殖，而是靠薯块进行无性繁殖，存在育种周期长、种植成本高、繁殖系数低、易携带病虫害等问题。而且由于马铃薯基因组的复杂性，它的遗传改良育种进程非常缓慢，全世界很多马铃薯品种已经有上百年历史了，仍然还在广泛种植。我国栽培面积最大的品种'克新1号’也持续种了60多年。”

为了彻底解决马铃薯产业面临的问题，2015年，在农业农村部、中国农科院和深圳市的支持下，黄三文团队联合云南师范大学等国内外优势单位发起了“优薯计划”。黄三文介绍，这个计划是运用“基因组设计”的理论和方法，用二倍体育种替代四倍体育种，并用杂交种子繁殖替代薯块繁殖，从而提高马铃薯育种速度和繁殖效率，对马铃薯产业进行颠覆性创新。

黄三文说：“我们首先要解决马铃薯自交不亲和的问题，也就是马铃薯自花授粉后不会产生种子的问题。我们通过材料筛选和基因编辑，彻底解决了马铃薯靠种子自身繁育的问题。同时我们又发现了导致植株长势弱、产量降低等表现的有害突变位点。我们通过'基因组设计’，淘汰有害突变、聚合优良基因，最终选育出具有显著杂种优势的'优薯1号’品系。”

新一代杂交品种效果怎么样？2020年11月，在云南省德宏州盈江县，“优薯1号”进行了小区试验。今年2月，马铃薯成熟采收后测产，第一代新品种马铃薯的种植效果远超预期。张春芝表示：“当地最好的马铃薯品种每亩产量也就3吨左右，十多年来产量没有明显提升。而第一代杂交的马铃薯亩产就接近了3吨，以前种植一亩马铃薯需要200公斤种薯，而我们现在用种子只需要2克，种植成本大大降低。”

除了种植成本降低，张春芝说，“优薯1号”的品质也很好。“这个土豆干物质含量很高，就是比较面，蒸煮品质非常好，另外它的颜色非常深，黄色表明含有非常高的类胡萝卜素，对于保护视力、抗癌抗氧化都有很好的功效，所以这个营养价值很高。'优薯1号’选育的成功，证明了杂交马铃薯育种的体系是可行的，使马铃薯育种进入一个快速迭代的过程。”

2020年11月，袁隆平先生曾对杂交马铃薯育种亲笔题字称“马铃薯杂交种子繁殖技术是颠覆性创新，将带来马铃薯的绿色革命”。

中国是世界马铃薯生产大国，种植面积和产量均居全球首位。中国马铃薯的主产区是西南山区、西北地区、内蒙古高原和东北地区。长江以南地区种植较少。

中国作物学会马铃薯专业委员会副会长熊兴耀认为，杂交马铃薯新品种的问世，可以把南方冬闲田利用起来，增强国家粮食安全的稳固性。“马铃薯是喜凉作物。南方春夏秋三季温度过高，不太适宜马铃薯的生长，但是南方山区和大部分地区的冬季都适合马铃薯的生长。'优薯计划’解决了从东北和内蒙调运种薯的问题，如果可以扩大南方冬闲田种植马铃薯的面积，可以有效解决我国粮食安全的问题。”

据了解，目前，“优薯1号”的抗病性还较差，但利用杂交育种技术，可以实现品种的快速更新迭代，在较短时间内提高“优薯1号”的抗病性。下一步，科研团队还将加强大规模杂交制种、种子育苗移栽等技术研发，为马铃薯种子的产业化推广做准备。