长久以来，植物学界一直有个悬案：土豆到底是谁家的娃。直至近日，专注于细胞生物学领取的顶尖期刊《细胞》发表了中国科学家的重磅研究才揭示这个谜底：900万年前番茄和类马铃薯杂交，它们的后代最终演化成了今天的马铃薯（土豆）。

原来，用番茄酱蘸薯条时，是在吃亲子餐！

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老爸基础，老妈就不基础

从形态学上看，有一种不结块茎的植物叫“类马铃薯”，它长得和土豆几乎一模一样，所以类马铃薯一度被认为是马铃薯的直接祖先，是“不结薯的马铃薯”。

而分子系统发育学研究却发现，番茄组与马铃薯组的遗传距离更近。这就很离谱了，土豆长在地下，番茄在枝上结果，颜色、味道、构造简直是天壤之别。

为了解开这个谜，中国农科院黄三文院士团队联合中外科学家开启了“优薯计划”。他们收集了栽培马铃薯和其107个野生亲戚的基因组，构建了有史以来最全面的野生马铃薯基因组数据库，样本总数超过450个。

这就好比为土豆家族的所有成员都做了超高精度的亲子鉴定。结果，一个隐藏了900万年的惊天秘密浮出水面。

类马铃薯和番茄约在1400万年前开始分化。大约900万年前，在南美大陆上，番茄的古老祖先和类马铃薯的祖先，这两个已经分家了500万年的远房亲戚，不知何故，打破了生殖隔离的次元壁，来了一场轰轰烈烈的跨界热恋，并成功诞下了爱情的结晶——最早带有薯块的马铃薯。

论文共同第一作者、基因组所博士后张平贤表示，由于被子植物的特殊性，细胞器质体的基因组都来自母本。他们经过对比研究发现，马铃薯的杂交母本是番茄，而父本是类马铃薯。

是的，你最爱吃的土豆，是一个彻头彻尾的混血儿。

复杂的基因组数据。源：《细胞》期刊

薯块改写植物生存史

既然马铃薯是番茄和类马铃薯的杂交品种，那在“爸妈”都无膨大薯块的情况下，为什么马铃薯能长出块茎这一全新的器官呢？

黄三文团队提出了一个大胆猜想：这可能是基因组重组的结果。番茄和类马铃薯这两个家族的祖先杂交后，它们的基因重新组合，意外地创造出了“薯块”这个独特的器官。基于此，研究团队进一步追溯了马铃薯薯块形成关键基因的起源。

研究发现，马铃薯块茎的形成完美继承了父母双方的最强技能点：

结薯开关基因（SP6A）：SP6A来自番茄一脉，这个基因像个发令枪，告诉土豆“开始长肉”。

塑形基因（IT1）：IT1来自类马铃薯一脉，这个基因负责把地下茎塑造成圆滚滚的块茎。

新发现的功能基因（DRN和CLF）：这两个基因相当于给这个“外挂”加了双重保险。

这还没完！土豆的基因组至今仍保留着一种“马赛克”镶嵌模式——约24%的基因随机地继承自番茄或类马铃薯的祖先。这让它在残酷的自然选择中脱颖而出，爆发式地分化出100多个物种，从热带森林到高山草甸，几乎无处不在。

最终，这个900万年前的混血儿，凭借着爹妈给的优良基因和自己努力，一步步逆袭，走上人类餐桌，成为第四大粮食作物。

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对于“土豆是番茄的后代”的论断，黄三文说：“我们只是读懂了进化留给我们的密码，而真正的创造，才刚刚开始。”

接下来，他们将开展让马铃薯实现杂交种子繁殖的科研工作，同时尝试把IT1等马铃薯关键基因导入番茄以令后者形成块茎。

参考资料：

[1]李晨.“混血儿”马铃薯寻亲记[N].中国科学报,2025-08-01(001).

[2]李丽颖.马铃薯“身世之谜”如何被解开？[N].农民日报,2025-08-05(007).

[3]Zhang, Z., Zhang, P., Ding, Y., et al. (2025). Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage.

Cell, 188, 1-17. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00736-6