今天（8月21日），小编从上海辰山植物园（中科院上海辰山植物科学研究中心）获悉，中德科学家联手揭示了甘薯的“前世今生”，并就此在国际著名学术期刊Nature Plants上共同发表重要论文。这是科学界在多倍体基因组学领域取得的一项重大突破，也是上海辰山植物园开园7年以来在科研领域获得的带有里程碑意义的突破，开创了多倍体复杂基因组分析的先河。
我们是谁？甘薯！甘薯的英文名叫Sweet Potato，中文名字多了去了：红薯、山芋、地瓜等等。人类食用甘薯的历史可以追溯到8000年前，起初主要集中在它的起源地南美洲。相传于明朝万历年间由福建商人引种回国，并迅速在中国广泛种植。目前，甘薯是世界第七大经济作物，我国生产了全球80％以上的甘薯，产量近亿吨。但是其复杂的遗传背景一直以来制约着甘薯研究的瓶颈，导致其起源问题悬而未决。
甘薯的基因组为什么难测？“与人类的二倍体基因组不同，甘薯的基因组近期经过两次加倍分化，拥有6组染色体，4.4亿个碱基对，解析难度很大”，论文的第一作者杨俊博士告诉小编，“我们通过全新的生物信息学方法，将绝大部分基因组序列定位到对应染色体上，把‘纠结’在一起的六组染色体分开了”。
上海海辰山植物园（中科院上海辰山植物科学研究中心）和中科院上海植物生理生态研究所联合德国马克斯普朗克分子遗传研究所和分子植物生理研究所的科学家们通过联合攻关，共同揭开甘薯的基因起源之谜。甘薯最早的祖先可追溯至130万年前，约80万年前诞生了四倍体祖先种——野生四倍体甘薯；约50万年前，二倍体祖先种与四倍体祖先种的一次种间杂交及加倍孕育了今天的重要作物。
甘薯拥有90条染色体，其中30条来自于二倍体祖先种，而另外60条染色体来源其四倍体祖先种。
这一发现解决了甘薯起源的谜题，为合理利用甘薯近缘野生种提供了崭新的思路。与马铃薯、花生、番茄等我们熟悉的经济作物一样，甘薯也起源于南美洲。“南美洲的气候多样性造就了生物物种的复杂性。”，上海植物生理生态研究所张鹏研究员说，“许多植物通过进一步演变诞生新的物种来战胜极端气候的变化。很多近缘种的抗性基因对于提升目前甘薯品种的质量将有很大借鉴价值。”
2015年，PNAS封面文章介绍了科学家的一个重大发现：甘薯可能是一种天然的转基因作物。因为在科学家研究的291个样品中，都发现了农杆菌T-DNA的序列。科学家因此认为在甘薯进化的过程中，曾被农杆菌侵染，而且被转入的农杆菌T-DNA在后续的自然选择中保留了下来。此次的研究结果表明，农杆菌应该是在100万年以前进入甘薯祖先种的基因组并被保留下来。
这一发现将对研究农杆菌对于甘薯起源的具体作用起到重大的推进作用。
此项成果的产出得益于国际甘薯基因组计划。该计划起始于2014年，由上海辰山植物园（中科院上海辰山植物科学研究中心）和中科院上海植物生理生态研究所张鹏课题组共同发起，联合德国马克斯普朗克分子遗传研究所和分子植物生理研究所共同完成。
该研究历时仅18个月，攻克了多倍体基因组组装的世界性难题，并自主开发了一套全新的多倍体单倍型化分析软件，成功地绘制了甘薯基因组的精细图。“甘薯属于旋花科，旋花科基因组计划是我们的下一个目标”，杨俊希望更多的科学家加入其中，大力推动资源植物功能基因组学研究的进程。