土豆 – 野生物种，以及我们在杂货店购买的驯化物种 – 从大约900万年前的两种植物之间的杂交发展而来。
伦敦自然历史博物馆
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马铃薯：捣碎，烘烤它，炸……无论您如何切成薄片，土豆都是普通的一切的体现。
然而，驯养的马铃薯及其所有野亲戚长期以来一直怀有一个遗传之谜。 “我们不知道整个马铃薯谱系的来源。” Sandy Knapp，伦敦自然历史博物馆的植物学家。
科学家知道，马铃薯与两组植物最密切相关：西红柿和三种称为etuberosum的簇。 “它们非常可爱，”纳普说。 “他们有紫色的花。它们真的很可爱。”
但这是难题：某些基因表明马铃薯与西红柿更紧密相关，而其他基因给人的印象是马铃薯和etuberosum具有更紧密的关系。那是哪一个？不确定性使我们有能力为这些淀粉蔬菜及其所有亲戚画家谱。
纳普说：“这意味着有些有趣的事情。” “当某件事不太糟糕时，这就是令人兴奋的生物学的所在。”
在日记中的论文中 细胞，纳普（Knapp）和她的同事提出了造成混乱的原因是由于西红柿祖先和伊他贝罗斯姆（Etuberosum）之间的古老杂交事件引起了马铃薯血统。它发生在正确的时机，土豆接管安第斯山脉形成的大量新的高海拔栖息地。
研究人员希望结果将表明创造更大的潮水 – 可以育种种子的马铃薯具有有利的特征，可以帮助他们承受从疾病到气候变化的某些挑战。
幸运的联盟
纳普在她的厨房里乱扔垃圾，最终举起了一个完全受人尊敬的小马铃薯。她说：“这些真的很好煮了。”
她继续说：“所以我们吃的所有土豆是红色的，那些是红色的土豆，那些像这样的土豆，那些是大的土豆，大的土豆，我们制作成薯条的土豆，所有这些都是我们所驯化的一种物种，它已经在全球范围内消失了。”
该物种起源于美洲，今天有107种野生物种。所有这些土豆植物生产的特殊结构（我们购买的植物，烘烤和黄油的一部分）是地下块茎。
这些人正在安第斯山脉收获土豆 – 早期马铃薯及其后代蓬勃发展的地方。
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纳普说：“它们是一种植物存储淀粉的一种方式，从某种意义上说，在某种程度上，在季节中持续不利于生长。”
令人困惑的是，西红柿和伊杜啤酒（马铃薯最亲密的亲戚）都没有块茎。
因此，纳普和她的同事们去挖掘答案。首先，他们对少数几个Etuberosum植物，一些西红柿以及许多野生和驯养的土豆进行了测序。研究人员说，这是对马铃薯基因组进行的最详尽的分析。
令人惊讶的是，他们发现土豆与西红柿和etuberosum的基因混合在一起。这表明很久以前，这两组的祖先杂交。也就是说，他们交织在一起创造了一种新的植物，这种植物可以做任何父母都没有能力的事情 – 种植块茎。
“这非常重要。” Yiyuan ding，生物信息学博士学位华盛农业大学的学生和该论文的主要作者，因为这是一个全新的植物谱系以及现代土豆的祖先的出生方式。
“这是一次偶然的事件，”纳普说。 “这就是进化的事情……有时事情有效，有时它们不行。在这种情况下，我们很幸运……'，因为否则我们将没有土豆。”
块茎征服美洲
在另一个实验中，当研究人员拿出马铃薯植物并淘汰了一个来自番茄的关键基因，或者来自etuberosum的另一个关键基因时，土豆努力使其具有特征性的块茎。
这意味着“西红柿和etuberosum都没有块茎，但是使块茎的两个基因来自这两个父母，”纳普说。事实证明，结节是一个复杂的特征，由马铃薯遗传的多个基因控制。
科学家说，杂交事件发生在大约900万年前，这恰好是马铃薯的绝佳时机。这是安第斯山脉形成的时候，出现了许多寒冷和干燥的高海拔栖息地。
西红柿会在山上生存很艰难，因为他们喜欢炎热干燥的条件。 Etuberosum也是如此，在寒冷和潮湿的地区繁荣起来。
但是，如果新的马铃薯谱系就像今天的土豆一样，它很乐意在寒冷和干燥的条件下生长，那么这些植物将非常适合山区生活。
纳普说：“马铃薯结合了两全其美的最好的，在安第斯山脉中爆发了爆炸性。” “如果有一种植物可以入侵并利用优势，那就去了。”
马铃薯成功地剥削了高山栖息地，其块茎可能会使能量存储并持续在新建造的山脉中，以筹集时间，直到条件变得更加有利。
植物遗传学博士Zhiyang Zhang说，“块茎是一种很好的武器”针对恶劣的高海拔条件。中国农业科学院的学生和该研究的首席研究员。 “当环境改善时，您可以（繁殖）迅速。”
然后，仅六，七千年前，当今南美泰尼卡卡湖附近的人们驯化了一种物种。张说，这引起了我们今天食用的各种土豆，将意外的块茎变成了其他东西 – “给人类的礼物”。
使马铃薯非凡
结果也可能具有实际应用。土豆目前尚未种植种子。取而代之的是，农民在土壤中使用小块土豆来创造新的马铃薯植物。纳普说：“但这意味着它与所有其他土豆在遗传上相同，这使其非常容易受到疾病的影响”和其他威胁。
但是这项研究可以为另一种方法铺平道路。
纳普说：“我们可以使用番茄或etuberosum进行一些基因工程来改善马铃薯。”一种这样的改进将使植物能够生产可靠的种子，农民可以用来繁殖对害虫，气候变化和其他环境挑战的耐药物。
简而言之，张说：“番茄可以是（）马铃薯的未来”。
“马铃薯的起源令人难以置信，”阿根廷国立大学的农艺师艾里斯·佩拉尔塔（Iris Peralta）说。 “您有两件事，并且出现了完全不同的东西。”
Peralta很高兴看到现代基因组工具用于解决围绕马铃薯起源故事的这个谜团。她认为，这种杂交事件也可能创造了其他植物谱系。她说：“我们可以假设这是一种产生可变性的重要机制。”
本文的作者同意。张说：“通过杂交，您可以在短时间内生成许多（新的）组合。” “您可以生成更多的物种来适应可变环境。”
Knapp补充说：“杂交是进化中的真正力量，它允许释放变异，从而允许多样化和进化发生。”
当然，并非所有的杂交事件都产生了与马铃薯一样成功的结果。这样的事件通常会导致愚蠢。
但是有时候，有时候它们会导致峰。
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