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提到馬鈴薯，大部分人腦海中浮現的都是菜市場裡帶泥的、疙疙瘩瘩的樸實模樣，不過這些其實是馬鈴薯的塊莖，馬鈴薯也是有果實和種子的！
一株完整的馬鈴薯
圖片來源：veer相簿
土豆花還是蠻好看的
圖片來源：veer相簿
問題來了，一個麥穗有30～40個籽粒，一個番茄有種子100多粒，那一個馬鈴薯果實裡有多少種子呢？
其實，馬鈴薯的果實是漿果，裡面可有100～250粒種子。種子非常小，比芝麻粒還小，千粒重只有0.3～0.6克，也僅僅相當於一個小花生米的重量。
馬鈴薯的種子
圖片來源：中國農科院基因組所
不過，馬鈴薯可不是用它的種子種出來的。
馬鈴薯，以及其他薯類如甘薯、木薯、山藥、芋頭等等，都是無性繁殖的農作物，通常農戶們可以利用它們的營養器官如塊莖、秧苗、莖杆來作為常規種植的“種子”進行農業生產，也可以用組織培養方法獲得種薯——脫毒微型薯。但是，這樣的種植方法其實存在育種速度慢、種植成本高等問題。
為什麼不直接用它們的種子來種植呢？
由於馬鈴薯種子有6個月的休眠期，加上發芽緩慢，頂土能力弱，早期生長非常緩慢並易受傷害，因此利用實生種子種植實在是困難和麻煩。
難道這就是不用種子種植的直接原因？不不不還沒完，這事兒另有蹊蹺。
馬鈴薯不像小麥等農作物，可以自花授粉結實。由於馬鈴薯具有自交不親和、生殖障礙和自交衰退等特性，所以馬鈴薯果實裡的種子都是其它品種的花粉經過授粉後結實的，裡面的種子可能有多個父本，它們在遺傳上五花八門。這樣的種子一旦種到地裡，長起來的馬鈴薯也是雜七雜八的，收穫時，地下結薯情況更是千變萬化，這就給種植戶帶來了很多煩惱。
而今，中國的農業育種家利用基因組設計育種解決了這個問題。
育種家們首先選擇了品系比較純、性狀比較好的品種，進行基因組測序，確定有害和有益基因，進一步培育獲得高度純合的品種。最後選擇遺傳背景互補的組合進行雜交，最終獲得了第一代二倍體雜交種“優薯1號”，這種馬鈴薯可以不透過塊莖種植，而是用種子直接種出來。它肉質金黃，口感軟糯，且產量很高，實現馬鈴薯的種子化種植後，種植1畝地只需要2克種子。
這就意味著在不久的未來，要想種植馬鈴薯的農戶可以直接買種子播種，這大大降低了馬鈴薯的種植成本。而未來你在超市買到的土豆，可能就是用這種“優薯1號”的種子種植收穫的！
雜交馬鈴薯
圖片來源：中國農科院基因組所
這邊馬鈴薯種植戶開始翹首以待，那邊的木薯、甘薯種植戶表示慕了慕了。以 “薯類三兄弟”的老大哥木薯為例，這位在拉丁美洲和非洲可是主糧，在亞洲也是妥妥的大宗工業原材料，用來生產變性澱粉、燃料酒精等化工產品。而木薯也有類似馬鈴薯的煩惱，面臨自交不親和、自交衰退等問題。（“薯類三兄弟”系列推文放在文末了，快去補課）
田間開花結果的木薯（圖片來源：張鵬 攝）
而且木薯雌雄異花，結實率低，種子數量少，一棵樹結的種子還不如馬鈴薯一個漿果結的數量多，利用種子進行農業種植，簡直是農戶們的夢想。
木薯種子（圖片來源：張鵬 攝）
彆著急，其實木薯、甘薯也在改造路上了。
早在十幾年前，國際熱帶農業研究中心就聯合我國科研人員開展木薯小孢子離體培養，希望能夠獲得加倍單倍體木薯。近年來，我國木薯育種家也一直致力於利用生物技術手段，開展自交不親和性的研究。
總之，馬鈴薯種業變革的第一步已經邁出，木薯、甘薯兄弟要加快腳步不要掉隊喔！
專案資助：國家重點研發計劃（2018YFD1000500和2019YFD1001100）及現代農業產業技術體系。
作者：馬秋香、馮豔彩、張延娣、張鵬
作者單位：中國科學院分子植物科學卓越創新中心
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來源: 科學大院
