土豆和番茄的基因相似度高达92%——这对餐桌上看似毫无交集的食材,实际上在约900万年前共享着同一位祖先,中国科学家的最新研究甚至证实,番茄是土豆的“生物学母亲”。
一、基因相似度:92%的“血缘关系”
番茄与土豆的基因组相似度约为92%,这一数字远超多数人的直觉——作为参照,人类与黑猩猩的基因相似度约为98.7%,而番茄和土豆的相似度与人类和黑猩猩的差距并不遥远。
- 对比对象
- 基因相似度
- 番茄 vs 土豆约92%
- 人类 vs 黑猩猩约98.7%
之所以存在如此高的相似度,是因为两者同属茄科茄属植物,都拥有共同的祖先物种。科学家通过基因组测序发现,土豆和番茄在约1400万年前开始分化,但真正奠定马铃薯物种身份的,是一次跨越物种的“联姻”。
二、杂交起源:番茄是母本,类马铃薯是父本
中国农业科学院黄三文团队2025年7月31日在《细胞》杂志发表的研究,首次揭开了马铃薯的“身世之谜”。
杂交时间:约900万年前,南美洲安第斯山脉快速隆起期间
杂交对象:番茄的祖先物种(母本)与类马铃薯植物(父本)
遗传贡献:番茄提供约40%的基因,类马铃薯提供约60%
验证方法:团队对101份马铃薯基因组及349份重测序数据进行分析,相当于给所有马铃薯做“DNA亲子鉴定”
这场自然杂交不仅创造了新物种,更催生了马铃薯独有的块茎器官。研究中发现,控制块茎形成的“主开关”基因SP6A来自番茄组,而调控地下茎生长的关键基因IT1继承自类马铃薯——两者缺一不可。
三、块茎进化:杂交带来的“超级外挂”
马铃薯最重要的特征——地下块茎,正是这场远古杂交的产物,它给马铃薯带来了多方面的生存优势。
储存功能:块茎能够储存水分和淀粉,帮助马铃薯度过寒冷的冬季和干旱季节
繁殖方式:块茎上的芽可以直接萌发新植株,无需种子或授粉,大幅提高了繁殖效率
环境适应:杂交后的基因重组提升了马铃薯对多变环境的适应能力,使其在温带草原到高寒山区都能生长
今天,全球超过13亿人以马铃薯为主食,而这段跨越900万年的进化故事,不仅刷新了我们对植物演化的认知,也为未来的马铃薯遗传育种提供了全新的理论视角。