900萬年前基因聯姻揭秘:薯仔番茄同源成全球第三大主糧

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科學家驚人發現:薯仔與番茄竟是900萬年前的「基因聯姻」?



薯仔,作為全球第三大主糧,其起源一直以來都是科學界的一大謎團。最近,一項發表於《Cell》期刊的突破性研究,揭示了令人驚訝的真相:薯仔竟然是約 900 萬年前,番茄與一種稱為「類馬鈴薯」的遠古植物雜交的產物!這項「基因聯姻」不僅解釋了薯仔的誕生,也為未來的薯仔育種開闢了全新的道路。

薯仔身世大揭秘:一場跨越時空的基因戀曲

  • 薯仔的起源之謎
    長久以來,科學家們對薯仔的起源感到困惑。雖然外觀上,薯仔與來自智利的類馬鈴薯物種相似,但關鍵區別在於類馬鈴薯並不能產生富含澱粉的薯塊。這項研究的基因分析顯示,現代薯仔包含了來自類馬鈴薯和番茄植株的穩定遺傳貢獻,比例約為 4:6,這暗示著薯仔是兩者雜交的「混血兒」。
  • 誰是父母?
    研究團隊根據質體基因組親緣關係推斷,番茄是母本,而類馬鈴薯是父本。換句話說,薯仔繼承了番茄的某些基因特徵,也同時擁有類馬鈴薯的遺傳信息。
  • 時間軸:900萬年前的相遇
    研究進一步推算出,類馬鈴薯和番茄大約在 1400 萬年前開始分化,在分化約 500 萬年後發生雜交,最終在約 900 萬年前形成了最早帶有薯塊的薯仔植株。這個時間點恰好與安第斯山脈快速隆起期相吻合,這或許也對薯仔的演化產生了影響。
  • 關鍵基因解碼:薯塊形成的秘密

    這項研究最關鍵的發現之一,是揭示了薯塊形成的具體機制。雖然番茄本身沒有薯塊,但古代番茄卻提供了關鍵基因,與類馬鈴薯的遺傳物質混合後,指示現代薯仔形成薯塊。來自番茄親本的 SP6A 基因,負責告訴薯仔植物製造薯塊,而來自類馬鈴薯的 IT1 基因,則協助控制形成薯塊的地下莖生長。

    基因聯姻的巨大影響:物種多樣性的爆發

    黃三文院士指出,這項研究展示了物種間雜交事件如何激發全新的性狀演化,讓更多物種出現。這種「基因聯姻」不僅創造了新器官薯塊,還豐富了薯仔組內物種的遺傳寶庫。研究顯示,薯仔組包含 107 個野生種,擁有茄科 Grade I 中最快的物種級輻射速度。

    環境適應的勝利:薯仔的全球擴張

    生態學分析表明,薯仔物種佔據比其親本譜系更廣泛的地理分佈和環境條件。薯仔物種的棲息地多樣,從不同類型草地到季節性乾燥熱帶森林,再到高山草甸。薯塊這一創新器官,連同雜交衍生多態性的分選和重組,可能促進了雜交後代的

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