种植一亩地马铃薯从需千克薯块到仅需2克种子，不仅亩产量相当，且口感软糯、色泽深黄，富含类胡萝卜素和干物质含量，这个具有里程碑式意义的杂交马铃薯，被命名为“优薯1号”，是“优薯计划”取得的重大突破。
6月24日23时（北京时间），国际知名学术期刊《细胞（Cell）》杂志在线发表了题为“Genomedesignofhybridpotato（杂交马铃薯的基因组设计）”的论文，报道了中国农业科学院深圳农业基因组研究所（下称“基因组所”）黄三文团队所取得的该项研究成果。
为什么研究马铃薯？
马铃薯是世界上最重要的块茎类粮食作物，全球有13亿人口以马铃薯为主食。多年前被驯化至今，马铃薯一直依靠薯块进行无性繁殖。这也导致了马铃薯繁殖系数低、种植成本高、容易病虫害等问题。此外，由于马铃薯基因组的复杂性，育种过程很慢，全世界还有上百年的老品种仍在大面积种植。
用种子繁殖取代薯块繁殖，已成为全球科学界的一致奋斗目标。
▲马铃薯果实和种子
什么是“优薯计划”
年，在农业农村部、中国农科院和深圳市的支持下，基因组所联合云南师范大学等国内外优势单位发起了“优薯计划”，即运用“基因组设计”的理论和方法体系培育杂交马铃薯，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。这是马铃薯育种和繁殖的新底层技术，是对马铃薯产业的颠覆性创新。
中国科学家突破了哪些难题？
在这场马铃薯的“绿色革命”中，有2个“卡脖子”问题：自交不亲和与自交衰退。
自交不亲和是指植物自花授粉后不会产生种子的现象。黄三文团队通过基因组编辑技术敲除了控制马铃薯自交不亲和的基因，筛选到了这一基因的天然突变体，并克隆了来自野生种的自交亲和基因，彻底解决了自交不亲和的问题。第一步，首先解决了自花授粉后不会产生种子的问题。
自交衰退是指生物在自交之后出现生理机能的衰退，表现为生活力下降、抗性减弱、产量降低等。科学家表示，由于长期无性繁殖，马铃薯累积了大量隐性有害突变。一旦自交后，这些突变就会显现出来，导致“自交衰退”。
▲富含胡萝卜素的“优薯1号”
目前取得了哪些成果？
借助基因组设计，“优薯计划”已获得了纯度达99%以上的高纯合度自交系“优薯1号”，它的后代与上一代基本完全一样。通过小规模种植试验，“优薯1号”的亩产量已接近千克/亩。具有显著的产量杂种优势，同时还具有干物质含量高和类胡萝卜素含量高的特点，蒸煮品质佳。
论文第一作者，基因组所研究员张春芝透露，今年，“优薯1号”将在广东多地进行试种。黄三文表示，“优薯1号”还需要改良抗病性和光周期的适应性，让杂交马铃薯不仅能在南方栽培，还能在北方栽培。
“如果用四倍体育种，周期是10到15年，但是用种子育种，周期缩短到3至5年，只有之前的1/3。”黄三文表示，育种周期越短，马铃薯的遗传改良就能进入快速迭代的轨道。
据规划，“优薯计划”已完成了第一个“五年计划”，培育出首个概念性品种“优薯1号”，接下来的第二个“五年计划”和第三个“五年计划”将分别解决产业化涉及的关键问题，开始小规模推广，以及培育出一系列满足市场需求的新品种，开始大面积推广。
中外专家怎么看？
中国科学院院士、北京大学原校长许智宏：孕育着马铃薯育种史的一次革命。
国际著名马铃薯专家、荷兰瓦赫宁根大学教授EvertJacobsen：杂交马铃薯将实现快速的品种改良。
英国皇家学会会员、塞恩斯伯里实验室（Sainsbury）教授SophienKamoun：在本质上彻底改造了马铃薯。
国际马铃薯中心亚太中心主任卢肖平：给马铃薯产业带来革命性变化。
来源：中国蔬菜
