近日，中国农业科学院农业基因组研究所经济作物的全基因组设计育种创新团队联合国内高校揭示了马铃薯在驯化过程中其块茎品质提升的关键机制，为培育风味更佳、营养更丰富的马铃薯新品种提供了关键理论支撑和基因资源。相关研究成果发表在《分子植物(Molecular Plant)》上。
野生马铃薯块茎中含有大量苦涩且有毒的甾体糖苷生物碱，严重限制了其食用价值。经过长期驯化后，栽培马铃薯的口感和营养发生了根本性改变。而这一根本转变背后的具体遗传机制尚不清楚。
该研究采用多组学技术，对数百个野生和栽培马铃薯地方品种进行了系统性分析，发现驯化过程中马铃薯块茎的代谢组发生了显著重塑，甾体糖苷生物碱在栽培种中降至野生种的约4.3%，而具有抗氧化功能的类黄酮化合物含量则提升了13倍以上。这种“品质提升”的代谢转变，是马铃薯从野生植物转变为人类主食的关键。研究系统绘制了马铃薯块茎代谢物含量调控的遗传图谱，鉴定出超过2000个与代谢物相关的遗传位点，发现了控制甾体糖苷生物碱种类的关键合成基因，及其含量调控的核心转录因子“开关”。有趣的是，研究还发现，早期农民对彩色块茎的选择，意外推动了类黄酮含量的提升，体现了人工选择的 “附带效应”。该研究不仅深化了对作物驯化的理解，更为马铃薯品质改良提供了实用策略。
该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究重大项目等支持。
