说到土豆和番茄

你会想到什么？

是快餐店里蘸着番茄酱的炸薯条

还是热气腾腾的醋溜土豆丝

番茄炒蛋？

当你品尝这些美食时

可能不会想到

它俩的亲缘关系其实相当亲密

蘸了番茄酱的炸薯条

7月31日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）黄三文团队联合中外科研团队在《细胞（Cell）》上发表了题为“Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage”的研究论文。该研究首次揭示了马铃薯组的杂交起源、薯块形成和辐射分化，研究发现，马铃薯组起源于900万年前番茄组和类马铃薯组的一次古杂交事件，杂交产生了新器官（薯块）。

马铃薯的“身世之谜”
马铃薯是最重要的薯类作物，原产于南美洲，因其“营养价值高、适应能力强”，而被传播到世界各地，为全球13亿人提供主食。
在分类学上，马铃薯组（包含栽培马铃薯和107个野生种）和番茄组（包含栽培番茄和16个野生种）、类马铃薯组（包含3个野生种）属于姊妹类群。在形态上，马铃薯和类马铃薯更加相似。一度认为类马铃薯是马铃薯的直接祖先，是“不结薯的马铃薯”。然而，分子进化学分析证明番茄和马铃薯的亲缘关系更近一些。

**马铃薯、番茄、类马铃薯这三者究竟是什么关系？**马铃薯的“身世”也由此成了长期以来的一个未解之谜。

类马铃薯组（左）与马铃薯组（右）植株的表型 图源：云南师范大学马铃薯科学研究院

为揭开这一谜底，研究团队系统分析了来自101份马铃薯组、15份番茄组、9份类马铃薯组，以及19份其他茄科物种的高质量基因组数据。其中大部分基因组数据已经存在，这项研究对数据进行了再利用。研究发现，所有马铃薯个体都包含来自类马铃薯和番茄植株的稳定平衡的遗传贡献，来自番茄与类马铃薯的遗传贡献比例约为4 : 6。研究人员由此推测，马铃薯可能是两者杂交诞生的“混血儿”。

为验证这一猜想，研究人员进一步评估了三者的分化时间。研究发现，类马铃薯和番茄约在1400万年前开始分化，在分化约500万年后，类马铃薯和番茄发生杂交，并于约900万年前形成了最早带有薯块的马铃薯植株。

自此，马铃薯的“身世之谜”终于水落石出。马铃薯是类马铃薯和番茄杂交产生的物种。按照质体基因组的亲缘关系，番茄为母本，类马铃薯为父本。

基因组信息揭示马铃薯的“身世之谜”

薯块如何无中生有然而，让研究人员好奇的是，土豆的爹——类马铃薯没有薯块，妈——番茄连地下茎都没有。那么，土豆的地下块茎是哪里来的呢？

黄三文团队提出了一个大胆的猜想：这可能是基因组重组的结果！番茄和类马铃薯这两个家族的祖先杂交后，它们的基因重新组合，意外地创造出了“薯块”这个独特的器官。

马铃薯基因组上亲本镶嵌的“马赛克”式遗传组合

基于此，研究团队进一步追溯了马铃薯关键薯块形成基因的起源。研究发现，新器官薯块的形成是亲本来源的等位基因重新组合和交互调控的结果。

研究团队进一步发现，现今马铃薯组内部物种仍约有24%的遗传组分随机固定了不同亲本的等位基因，呈现出亲本镶嵌的“马赛克式”模式。即，不同个体携带不同亲本的遗传信息，就像一幅由不同颜色小瓷砖拼成的马赛克画一样，导致表型呈现不均一性。

当马铃薯受到不同环境条件胁迫时，这种“马赛克式”的遗传组合像“智能筛子”一样，从宝库中筛选出最佳基因组合，使得马铃薯能够适应多种生态环境。

与此同时，**薯块的形成也给马铃薯带来了地下生存优势。薯块不仅能够储存水分和淀粉，**帮助马铃薯度过干旱、寒冷季节，更赋予了马铃薯无需种子或授粉即可繁殖的能力，通过薯块上的芽直接萌发新植株。

古杂交事件驱动马铃薯谱系的薯块形成与辐射演化

植物演化的启示在1200万年的时间里，土豆和番茄面对同样的环境挑战，选择了不同的生存策略，最终都在人类的餐桌上占据了一席之地。

**土豆的策略是“低调储蓄”，把养分储存在地下，不张扬不惹眼，却在关键时刻能扛过危机。**这像极了生活中那些默默积累、厚积薄发的人。**番茄的策略是“高调传播”，用鲜艳的果实吸引注意，借力他人扩大生存范围。**这也像另一种生存智慧——懂得展示自己，借力而为。整个茄科家族的成功，在于它们的“多样性发展”：有的发展出毒素防御，有的发展出特殊味道，有的强化了储存能力。就像一个大家族，兄弟姐妹各有所长，才能在复杂的世界里站稳脚跟。

科学家说，**研究植物演化，其实也是在研究生命的韧性。**从南美洲到世界各地的菜市场，土豆和番茄用千万年的演化证明：所谓成功，不是只有一种活法，找到适合自己的生存方式，就能绽放精彩。

下次再炒番茄土豆丝时，不妨想想这对跨越千万年的植物亲戚。它们从同一颗种子出发，在时光里活出了不同的模样，却最终在我们的餐桌上相遇。这或许就是生命最奇妙的地方——无论走多远，总有关联把我们联系在一起。而科学的乐趣，就在于发现这些隐藏在寻常事物背后的惊人秘密，让每一口家常菜，都吃得出时光的味道。

来源: 福建科普