在人類基因組首次發(fā)布 20 多年后，慕尼黑路德維希-馬克西米利安大學(xué)和科隆馬克斯普朗克植物育種研究所的科學(xué)家們首次破譯了馬鈴薯高度復(fù)雜的基因組。這項技術(shù)要求很高的研究為加速培育更健壯的品種奠定了生物技術(shù)基礎(chǔ)——這是植物育種多年的目標(biāo)，也是全球糧食安全的重要一步。
今天在市場上購買土豆時，買家很可能會帶著 100 多年前已經(jīng)有的品種回家。傳統(tǒng)的馬鈴薯品種很受歡迎。然而，這個例子也凸顯了主要馬鈴薯品種缺乏多樣性。然而，這種情況很快就會改變：遺傳學(xué)家 Korbinian Schneeberger 小組的研究人員能夠生成第一個完整的馬鈴薯基因組組裝體。這為培育新的健壯品種鋪平了道路：
“馬鈴薯正越來越成為全世界飲食中不可或缺的一部分，甚至包括中國等以大米為傳統(tǒng)主食的亞洲國家。在這項工作的基礎(chǔ)上，我們現(xiàn)在可以對新的馬鈴薯品種進(jìn)行基因組輔助育種，這些品種將更具生產(chǎn)力并能抵抗氣候變化——這可能對未來幾十年的糧食安全產(chǎn)生巨大影響。”
尤其是低多樣性使馬鈴薯植物容易感染疾病。這可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，尤其是在 1840 年代的愛爾蘭饑荒期間，幾年來幾乎整個馬鈴薯作物都在地下腐爛，歐洲數(shù)百萬人遭受饑餓，僅僅是因為種植的單一品種沒有抗藥性對新出現(xiàn)的塊莖枯萎病。在 1950 年代和 1960 年代的綠色革命期間，科學(xué)家和植物育種者成功地大幅提高了我們許多主要農(nóng)作物(如水稻或小麥)的產(chǎn)量。然而，馬鈴薯并沒有看到類似的增長，并且培育具有更高產(chǎn)量的新品種的努力直到今天仍然基本上沒有成功。
原因很簡單，但事實證明很難解決——馬鈴薯不是從父親和母親(如人類)那里繼承每條染色體的一個拷貝，而是從每個父母那里繼承每條染色體的兩個拷貝，使它們成為一個物種每個染色體有四個拷貝(四倍體)。每條染色體的四個拷貝也意味著每個基因的四個拷貝，這使得產(chǎn)生具有所需個體特性組合的新品種變得極具挑戰(zhàn)性和耗時;更重要的是，每條染色體的多個拷貝也使馬鈴薯基因組的重建成為比人類基因組更大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
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