專家團(tuán)隊(duì)參觀位于嵩明縣的“優(yōu)薯計(jì)劃”育種基地。 供圖

近年來(lái)，中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)基因組研究所聯(lián)合云南師范大學(xué)馬鈴薯科學(xué)研究院發(fā)起“優(yōu)薯計(jì)劃”，率先培育出二倍體雜交馬鈴薯“優(yōu)薯1號(hào)”，真正把馬鈴薯變成了種子作物。袁隆平院士曾如此評(píng)價(jià)“優(yōu)薯1號(hào)”的成功選育：“馬鈴薯雜交種子繁殖技術(shù)是顛覆性創(chuàng)新，將帶來(lái)馬鈴薯的綠色革命?！痹摷夹g(shù)證明了雜交馬鈴薯育種的可行性，使馬鈴薯的遺傳改良進(jìn)入了快速迭代的軌道，標(biāo)志著我國(guó)馬鈴薯基礎(chǔ)與育種應(yīng)用研究占據(jù)了國(guó)際領(lǐng)先地位。

從“溫飽薯”到“致富薯”

我國(guó)是世界第一大馬鈴薯種植國(guó)，馬鈴薯不僅是我國(guó)重要的糧食作物，也是全國(guó)大宗蔬菜和重要加工原料。云南是我國(guó)的馬鈴薯生產(chǎn)大省，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)是我省最具代表性的高原特色產(chǎn)業(yè)之一。

云南師范大學(xué)馬鈴薯研究工作開始于20世紀(jì)70年代，1991年云南省教育廳批準(zhǔn)在云南師大成立我國(guó)西南地區(qū)最早的薯類作物研究所。從1986年開始，云南師大與國(guó)際馬鈴薯中心合作引進(jìn)新品種，通過(guò)篩選獲得CIP-24、I-1085等4個(gè)新品種，截至1995年累計(jì)推廣面積達(dá)2400萬(wàn)畝，占云南省馬鈴薯種植面積的50%，平均增產(chǎn)幅度在原主栽品種“米拉”的60%以上，是云南省第一代主栽馬鈴薯新品種。

從1996年開始，云南師范大學(xué)獨(dú)立開展馬鈴薯新品種選育，構(gòu)建了一年三季穿梭式育種，將傳統(tǒng)新品種選育時(shí)間由10年至15年縮短為5年至8年，選育出以“合作88”“合作3810”“昆薯2號(hào)”為代表的第二代云南省主栽新品種，自1996年以來(lái)累計(jì)推廣應(yīng)用面積超過(guò)1億畝。其中，“合作88”累計(jì)應(yīng)用面積超過(guò)8000萬(wàn)畝，占云南省馬鈴薯面積的30%以上，是云南省馬鈴薯加工業(yè)的最主要原料和大宗出口品種，入選了我國(guó)與國(guó)際農(nóng)業(yè)研究磋商組織戰(zhàn)略合作30周年代表性品種。此外，云南師大的馬鈴薯研究團(tuán)隊(duì)還牽頭制定了國(guó)家馬鈴薯種薯標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了種薯脫毒、晚疫病防控技術(shù)體系，為云南省的種薯產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

挑戰(zhàn)世界性難題

據(jù)專家介紹，馬鈴薯原本也可以用種子來(lái)種植。在自然界中，野生馬鈴薯主要是二倍體（有兩套染色體組），是可以用種子繁殖的。在自然馴化過(guò)程中，二倍體馬鈴薯突變?yōu)樗谋扼w馬鈴薯，個(gè)頭變得飽滿碩大，產(chǎn)量也提高了，因而被人類廣泛栽培至今。但是同源四倍體馬鈴薯的種子高度分離，播種后長(zhǎng)出來(lái)可能奇形怪狀，很難保持優(yōu)良性狀，于是人們普遍采用薯塊來(lái)種植馬鈴薯。

相比于用種子種植二倍體馬鈴薯，用薯塊種植四倍體馬鈴薯有著天然的劣勢(shì)。云南省馬鈴薯種質(zhì)資源和育種領(lǐng)域中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人李燦輝介紹，一是同源四倍體馬鈴薯基因組更加復(fù)雜，因而培育新品種的過(guò)程十分漫長(zhǎng)。比如，用于制作薯?xiàng)l的主要馬鈴薯品種麻皮布爾斑克還是在100多年之前選育的品種。二是薯塊種植的繁殖系數(shù)低，用種子種植一畝馬鈴薯只需要2克種子，用薯塊則需要200公斤種薯，二者的薯種成本、儲(chǔ)運(yùn)成本相差極大。三是薯塊的含水量較高，在種植、儲(chǔ)藏和運(yùn)輸過(guò)程中容易感染多種病蟲害。而馬鈴薯種子基本上不會(huì)攜帶病蟲害，在合適的條件下可以保存10年甚至更久。

四倍體馬鈴薯育種存在的系統(tǒng)性問(wèn)題，導(dǎo)致目前我國(guó)馬鈴薯單產(chǎn)水平仍然較低、優(yōu)異種質(zhì)資源不足，遺傳效應(yīng)難以累積，資源引進(jìn)、精準(zhǔn)鑒定、評(píng)價(jià)和共享困難，品種專用性不強(qiáng)。開展二倍體馬鈴薯實(shí)生種雜交育種可大幅縮短育種周期，加快品種及相關(guān)加工產(chǎn)品迭代速度。2019年，《科學(xué)》期刊曾在封面發(fā)文認(rèn)為，雜交馬鈴薯有可能帶來(lái)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的“綠色革命”，是馬鈴薯基礎(chǔ)與應(yīng)用研究領(lǐng)域的重大變革。鑒于二倍體雜交馬鈴薯巨大的潛在優(yōu)勢(shì)，德國(guó)、美國(guó)、荷蘭等國(guó)多家科研機(jī)構(gòu)和育種公司紛紛投入巨資，啟動(dòng)二倍體雜交馬鈴薯科技攻關(guān)，意圖搶占馬鈴薯育種高地。

為加速二倍體雜交馬鈴薯育種研究，2016年，云南師大與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所、云南英茂集團(tuán)共同組建了全國(guó)首個(gè)專門從事馬鈴薯研究的科研機(jī)構(gòu)——馬鈴薯科學(xué)研究院。研究院整合了云南師大40年馬鈴薯特色學(xué)科所積累的研究經(jīng)驗(yàn)與成果、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所在馬鈴薯組學(xué)大數(shù)據(jù)研究領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位以及英茂集團(tuán)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化方面的優(yōu)勢(shì)，由中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長(zhǎng)黃三文擔(dān)任首任院長(zhǎng)，并引進(jìn)了清華大學(xué)理學(xué)博士尚軼等。

黃三文院士說(shuō)：“這是一項(xiàng)巨大的工程?；蚪M是所有基因的總和，我們要對(duì)整個(gè)基因組進(jìn)行選育，從底層創(chuàng)新，系統(tǒng)性重建?！苯?jīng)過(guò)第一個(gè)五年攻關(guān)，2021年，中方團(tuán)隊(duì)在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中率先取得重大突破，先后解決了二倍體馬鈴薯自交不親和、自交衰退等難題，應(yīng)用“基因組設(shè)計(jì)”理論和方法體系率先培育出二倍體雜交馬鈴薯“優(yōu)薯1號(hào)”，標(biāo)志著我國(guó)率先把馬鈴薯變成了種子作物，意味著未來(lái)的馬鈴薯可以像小麥、水稻一樣用種子種植。該研究成果分別發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然·遺傳》《自然·植物》《細(xì)胞》《分子植物》，并入選了中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)評(píng)選的“2021中國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村重大新技術(shù)新產(chǎn)品新裝備”。

去年，“優(yōu)薯1號(hào)”育種團(tuán)隊(duì)與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)共同申報(bào)了國(guó)家自然科學(xué)基金委卓越研究群體項(xiàng)目“雜交馬鈴薯基因組設(shè)計(jì)育種”項(xiàng)目，今年2月19日，項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)在云南師范大學(xué)召開。該項(xiàng)目聚焦馬鈴薯雜交育種，通過(guò)開展有組織的基礎(chǔ)研究和集體攻關(guān)，挖掘一批具有重大育種應(yīng)用價(jià)值的新基因，開發(fā)快速淘汰有害突變和聚合優(yōu)異基因的新育種技術(shù)。

尚軼介紹，為更好地實(shí)施馬鈴薯雜交育種，研究院制定了“兩步走”策略。在過(guò)去率先培育出二倍體雜交馬鈴薯“優(yōu)薯1號(hào)”，實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到試驗(yàn)田的基礎(chǔ)上，未來(lái)5年，將進(jìn)一步創(chuàng)制更多的自交系，設(shè)計(jì)開發(fā)雜種優(yōu)勢(shì)，提升產(chǎn)量，增強(qiáng)抗性，培育出可商業(yè)化的新品種“優(yōu)薯2號(hào)”，實(shí)現(xiàn)從試驗(yàn)田到生產(chǎn)田。此外，研究院將繼續(xù)發(fā)揮在傳統(tǒng)馬鈴薯基礎(chǔ)與育種應(yīng)用研究領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，開展“師大6號(hào)”紫色馬鈴薯等系列特色新品種推廣；與北大荒薯業(yè)集團(tuán)、云南理世集團(tuán)等馬鈴薯食品加工企業(yè)合作，開發(fā)馬鈴薯全粉、馬鈴薯蛋白以及復(fù)合薯片等高附加值產(chǎn)品。

云報(bào)全媒體記者 張雪飛

來(lái)源：https://society.yunnan.cn/system/2025/04/02/033437184.shtml