謝從華,柳俊

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部馬鈴薯生物學(xué)與生物技術(shù)重點實驗室/國家蔬菜改良中心華中分中心/湖北省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心(華中農(nóng)業(yè)大學(xué))，武漢 430070

馬鈴薯自作為國家的糧食作物始才有相關(guān)的育種、栽培技術(shù)研究，距今僅約百年，而技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展則主要彰顯于近半個世紀(jì)。

1 馬鈴薯科學(xué)技術(shù)研究的歷史回顧

科學(xué)技術(shù)是我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。從引進(jìn)之初的種植技術(shù)摸索、推廣過程中的品種適應(yīng)性選擇，及至當(dāng)今品種選育、種薯繁育、高產(chǎn)高效栽培及貯藏加工技術(shù)研發(fā)，科學(xué)研究始終圍繞社會經(jīng)濟發(fā)展需求不斷深化和提升。

我國1991年以前馬鈴薯總產(chǎn)量的增加主要取決于栽培面積的擴大，其后，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來，單產(chǎn)提高成為主要的貢獻(xiàn)因素。栽培面積的擴大依賴于種植區(qū)域的擴展，生態(tài)環(huán)境條件和農(nóng)業(yè)耕作制度因此更加復(fù)雜，品種對環(huán)境的適應(yīng)性則尤為重要。選擇適宜的品種、配套相應(yīng)的栽培技術(shù)，成為我國馬鈴薯科學(xué)研究歷史上首先需要解決的問題。

我國系統(tǒng)的馬鈴薯科學(xué)技術(shù)研究可追溯到20世紀(jì)早期。南京國民政府中央農(nóng)事試驗場于1914-1916年開展了馬鈴薯栽培試驗，通過切塊減少用種量，以解決種薯供應(yīng)不足的問題[1]。1932年成立了實業(yè)部管轄的中央農(nóng)業(yè)實驗所，1934年實業(yè)部任命金陵大學(xué)管家驥教授主持馬鈴薯改良工作，于1934-1945年在國內(nèi)首次系統(tǒng)開展了馬鈴薯科學(xué)研究。筆者檢閱我國馬鈴薯史料時，偶見網(wǎng)上拍賣的管家驥先生《我國馬鈴薯研究工作歷史》之手稿和《全國馬鈴薯改進(jìn)計劃草案》復(fù)寫稿的部分圖片(見http://book.kongfz.com/15045/146690001/)，實為國內(nèi)最早的馬鈴薯研究著述，堪稱寶貴，憾未見正式刊印。從可辨文字中看出，馬鈴薯改良始于抗戰(zhàn)前夕。管先生在論述馬鈴薯研究的起因時寫道，“失地日廣，軍稽民食日趨嚴(yán)重，政府為糧食之大量增產(chǎn)，遂命本人主持馬鈴薯之改進(jìn)及增產(chǎn)工作”。是時，全國馬鈴薯栽培面積357 867 hm2，年產(chǎn)242.73萬t，單產(chǎn)遠(yuǎn)低于歐美，管先生認(rèn)為“實由于品種之良莠不齊，栽培方法之未臻妥善，肥料之缺乏，以及病蟲之滋蔓有以致之”。因此，馬鈴薯改良計劃的工作內(nèi)容包括調(diào)查、引種、區(qū)域試驗、育種、繁殖推廣等。楊珉的博士學(xué)位論文《中央農(nóng)業(yè)實驗所與中國農(nóng)業(yè)改進(jìn)(1932-1949)》[2]亦根據(jù)當(dāng)時的統(tǒng)計、工作報告及后人的相關(guān)研究論文，對中央農(nóng)業(yè)實驗所的馬鈴薯改良工作進(jìn)行了較為系統(tǒng)的整理，其時的工作重點是為解決糧食增產(chǎn)而進(jìn)行的品種引進(jìn)篩選和育種工作。1934-1937年，管家驥等從全國各地搜集整理馬鈴薯地方品種，并從英、美等國引進(jìn)了14個優(yōu)良品種，篩選出“卡它丁”(Katabdin)“七百萬”(Chippewa)“紋白”(Warba)和“黃金” (Golden) 等4個優(yōu)良品種，在南京、武功和定縣等地示范種植，產(chǎn)量均在500 kg/667 m2以上，產(chǎn)量比當(dāng)?shù)仄贩N成倍增長。1938年后因戰(zhàn)爭而轉(zhuǎn)至貴州繼續(xù)進(jìn)行。1943年，協(xié)助工作的美國馬鈴薯專家戴茲創(chuàng)(Dykstra T P)自美國引進(jìn)52個馬鈴薯品種，3年內(nèi)分別在成都、貴陽、威寧、武功等地進(jìn)行區(qū)域試驗，篩選出“火瑪”(Houma)、“西北果”(Sebago)、“紅紋白”(Red Warbe)和“七百萬”(Chippewa)等4個產(chǎn)量高、品質(zhì)好、抗病性較強的優(yōu)良品種，在西南、西北、華北推廣應(yīng)用了較大面積。

馬鈴薯雜交育種則始于1940年1月從美國明尼蘇達(dá)大學(xué)獲碩士學(xué)位后回國的楊鴻祖先生，其先后任四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所糧食作物組技正(1940-1942)和中央農(nóng)業(yè)實驗所技正(1943-1949)。佟屏亞在《中國馬鈴薯栽培史》一文中引用了楊鴻祖對這段工作的回憶[3]，其間5次從國外引進(jìn)了74個品種(系)、62個雜交組合、45個自交系和19個野生種，在四川彭縣白鹿山基地開展試驗，從中篩選鑒定和選育出10多個優(yōu)良品種。同時還開展了地方品種的收集鑒定工作及播種期、種植方式、密度、種薯選擇、縮短休眠處理和肥料試驗等栽培技術(shù)研究，總結(jié)分析了農(nóng)民高山換種、平原秋播就地留種等防止退化的技術(shù)。這段時期，雜交選育了“292-20”“小黃山芋”“B76-43”等品種。1952年，四川萬縣地區(qū)巫山縣(現(xiàn)重慶市萬州區(qū))晚疫病流行，造成嚴(yán)重春荒，遂引進(jìn)“B76-43”等3個抗晚疫病材料種植，其中“B76-43”表現(xiàn)抗病高產(chǎn)，被當(dāng)?shù)囟麨椤拔讔{”并予以推廣?！?92-20”于20世紀(jì)50年代初由東北農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所引進(jìn)試種，表現(xiàn)出豐產(chǎn)性好、耐病毒病、高抗晚疫病，定名為“多子白”，在黑龍江省大面積推廣，后又?jǐn)U大到內(nèi)蒙古自治區(qū)及山西雁北地區(qū)，年均種植面積約20萬hm2。這些優(yōu)良品種成為當(dāng)時馬鈴薯生產(chǎn)的主栽品種。中央農(nóng)業(yè)實驗所時期的工作正如管家驥先生在《我國馬鈴薯研究工作歷史》手稿中所述，在當(dāng)時艱困之環(huán)境下，“雖馬鈴薯事業(yè)因限于人力物力之不足未克充分發(fā)展，但我國馬鈴薯改進(jìn)工作之基礎(chǔ)實如斯初奠”。

1950年以來，馬鈴薯科研緊密圍繞國家社會經(jīng)濟發(fā)展需求，隊伍不斷充實，學(xué)科不斷完善，工作不斷深入，為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力支撐。

我國從事馬鈴薯科研的人數(shù)由1949年前以中央農(nóng)業(yè)實驗所為主體、少數(shù)地方參加的20余人，1950年代增加到21個科研院所和農(nóng)業(yè)院校從業(yè)人員達(dá)53人的規(guī)模，其時從事馬鈴薯科研的主要學(xué)科帶頭人有中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的林世成、程天慶、朱明凱，黑龍江省的李景華、孫慧生、膝宗璠，吉林省的李寶樹、張暢，河北省的傅齡義、田夫，內(nèi)蒙古自治區(qū)的張鴻逵，山東省的蔣先明，湖北省的劉介民，四川省的楊鴻祖等[3]。 1988年全國發(fā)展到4個專業(yè)研究所(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山馬鈴薯研究所、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯小作物研究所、湖北恩施南方馬鈴薯研究中心、遼寧省本溪市馬鈴薯研究所)以及遍及29個省市(區(qū))的74家科研機構(gòu)和20所農(nóng)業(yè)院校共377人的研究團隊[4]。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國馬鈴薯科研隊伍更加壯大。到2009年，全國有13個省級以上科研機構(gòu)、18所大學(xué)、29個地縣級企事業(yè)單位設(shè)有專門的馬鈴薯研究機構(gòu)，科研人員500余人。學(xué)科領(lǐng)域從最初的品種鑒定篩選和栽培技術(shù)試驗擴展到今天的遺傳育種、栽培生理、種薯繁育、植物保護、貯藏加工、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟等涉及全產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用技術(shù)和基礎(chǔ)研究。近20年來，隨著國家科技管理體制的變革，面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求設(shè)立的國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、科技重大專項等，進(jìn)一步吸引和聚集了更多的馬鈴薯科研、技術(shù)推廣、產(chǎn)業(yè)開發(fā)方面的人力資源，與馬鈴薯第一大生產(chǎn)國的地位逐步相適應(yīng)。

20世紀(jì)50-60年代，我國的馬鈴薯科研工作重點主要圍繞新品種選育與推廣進(jìn)行。針對第一個五年計劃增產(chǎn)糧食的迫切需求，《中華人民共和國發(fā)展國民經(jīng)濟的第一個五年計劃(1953-1957)》提出，“農(nóng)業(yè)機關(guān)和科學(xué)研究機關(guān)，應(yīng)該認(rèn)真地研究和培植薯類的優(yōu)良品種，研究薯類的防治腐爛、改良儲藏和加工的方法”。20世紀(jì)50年代初，針對品種單一、晚疫病抗性差、產(chǎn)量低而不穩(wěn)的問題，馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)先后開展了國內(nèi)外的品種收集、整理和評定，共篩選評定出39個優(yōu)良品種，相繼在不同產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用的有“多子白”“小葉子”“Epoka”(又名“波友1號”，譯名“疫不加”)“Everest”(又名“波蘭2號”，譯名“疫畏它”)“Mira”(又名“德友1號”，譯名“米拉”)和 Anemone(譯名“白頭翁”)等[4]。表現(xiàn)優(yōu)良的品種還有四川高抗晚疫病的“巫峽”“豐收”，耐旱力強的“火瑪”、品質(zhì)優(yōu)良的“烏洋芋”，吉林抗瓢蟲的“延邊紅”，廣東省抗高溫和退化的“蘭花”，江蘇省抗退化的“上海紅”，以及適應(yīng)性廣的“男爵”等。這些品種的推廣應(yīng)用，有效降低了馬鈴薯晚疫病的危害，提高了產(chǎn)量，有力地支撐了1960年代我國全國范圍內(nèi)的首次品種更新。

從1970年代末開始，我國馬鈴薯科研工作在停滯一個階段后逐步恢復(fù)，并進(jìn)入了一個快速發(fā)展的歷史時期。保障糧食安全仍然是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重中之重。針對品種退化嚴(yán)重和產(chǎn)量低而不穩(wěn)，馬鈴薯育種和良種繁育成為國家“六五”至“八五”期間馬鈴薯科技攻關(guān)的重點。1982年9月，原國家科委和農(nóng)牧漁業(yè)部在北京香山舉行了馬鈴薯育種和良種繁育技術(shù)重點課題攻關(guān)論證會，組織全國相關(guān)單位進(jìn)行科技攻關(guān)。1983年由朱明凱、楊鴻祖、李景華、程天慶、以凡、滕宗璠等，任專家組成員，組成“全國馬鈴薯抗病、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)新品種選育攻關(guān)課題組”，承擔(dān)國家“六五”科技攻關(guān)項目，育成并推廣“克新1號”“虎頭”“東農(nóng)303” 等新品種9個及一批優(yōu)良品系。在種質(zhì)資源整理、鑒定、篩選研究方面，于1983年完成了全國馬鈴薯品種資源的整理與編目工作，同時建成一批良種繁育基地[4]。

1986-1990年“七五”計劃期間，馬鈴薯科技攻關(guān)的內(nèi)容進(jìn)一步拓展，形成了“馬鈴薯新品種選育及良種良法配套技術(shù)”“馬鈴薯實生種子及雜種優(yōu)勢研究”和“馬鈴薯親本篩選與創(chuàng)新、品種(系)的抗病性鑒定及品質(zhì)分析”3個專題，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山馬鈴薯研究所、東北農(nóng)學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、湖北恩施南方馬鈴薯研究中心等15家機構(gòu)分別承擔(dān)?！秶摇捌呶濉笨萍脊リP(guān)項目馬鈴薯各專題通過國家驗收》[5]報道，通過雜交育種及輻射誘變技術(shù)，選育出適于加工和食用與加工兼用品種4個，適于鮮薯出口的品種2個，早熟和適于二季作栽培的品種7個，中晚熟食用品種6個，育種技術(shù)和品種專用性得到改進(jìn)和提升。“七五”期間還因地制宜建立了脫毒種薯的良種繁育體系并使其不斷完善，采用蛭石或草炭為基質(zhì)工廠化生產(chǎn)脫毒微型薯,首次將微型薯用于馬鈴薯脫毒種薯繁殖，提高了種薯質(zhì)量和繁殖速度。總結(jié)出馬鈴薯間作套作種植技術(shù),縮短了作物的共生期，提高了復(fù)種指數(shù)，增加了產(chǎn)量，提高了效益。雜交實生籽作為種用材料，以種子繁殖雜交實生薯作為種薯，對脫毒種薯生產(chǎn)受限地區(qū)減少退化具有應(yīng)用價值。我國“七五”期間通過對近緣栽培種的群體改良和與普通栽培種配合力的測定，選育出雜種優(yōu)勢強、性狀分離程度小的雜交組合14個，配制雜交籽23 kg，推廣雜種實生薯面積8 933 hm2，使我國成為世界上第一個將馬鈴薯雜交種子應(yīng)用于生產(chǎn)的國家。隨著脫毒種薯繁育技術(shù)的成熟、生產(chǎn)成本降低和種薯生產(chǎn)體系的規(guī)范，加上馬鈴薯栽培種自交衰退嚴(yán)重，雜交后代遺傳分離問題不能克服，其后雜交實生籽在繁種上的利用逐步由脫毒種薯取代。針對馬鈴薯育種資源匱乏問題，“七五”期間專題開展了以近緣栽培種群體改良和特殊基因型材料篩選為重點的資源創(chuàng)新研究，篩選出22份新型栽培種材料、6份孤雌生殖誘導(dǎo)材料、26份2n配子材料，促進(jìn)了馬鈴薯種間雜交育種工作。

“八五”期間，國家重點科技項目(攻關(guān))計劃繼續(xù)把農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)放在首位，堅持不懈地抓好我國主要農(nóng)作物的良種培育，建立從育種研究到良種繁育推廣的種子科學(xué)體系?！榜R鈴薯新品種選育及育種技術(shù)研究”組織了全國優(yōu)勢單位參與攻關(guān)。據(jù)“八五”國家攻關(guān)馬鈴薯課題組1994年工作會議紀(jì)要[6]，1991-1994年，馬鈴薯科技攻關(guān)項目參與機構(gòu)共育成加工、鮮薯出口和食用新品種 11個，初步實現(xiàn)了品種在用途類型方面的配套，新品種推廣近134 萬 hm2。加強了以工廠化生產(chǎn)脫毒小種薯為核心的脫毒種薯生產(chǎn)技術(shù)和脫毒種薯繁育體系研究,加快了脫毒種薯的推廣，1991-1994年共累計推廣脫毒薯而積36.5萬hm2。以體細(xì)胞變異篩選抗青枯病材料，拓寬了抗病材料創(chuàng)制的技術(shù)途徑。

1983-1995連續(xù)13 a國家科技攻關(guān)項目的支持使馬鈴薯科學(xué)研究形成了頂層規(guī)劃、整體布局、合作實施的大科研格局。根據(jù)不同生產(chǎn)區(qū)域和消費需求，選育出各種類型的品種，為全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展打下了基礎(chǔ)。拓寬種質(zhì)資源形成共識，新型栽培種的利用在資源創(chuàng)新上起到了先導(dǎo)作用。符合我國國情的種薯繁育體系初步形成，微型薯的利用提高了種薯繁殖效率，促進(jìn)了脫毒種薯應(yīng)用，成為提高產(chǎn)量的關(guān)鍵措施。

隨著改革開放的深入，我國開始并不斷加強馬鈴薯科學(xué)研究的國際合作，尤其是與國際馬鈴薯中心(International Potato Center，CIP)在資源和技術(shù)引進(jìn)方面的合作，有力促進(jìn)了我國馬鈴薯科研工作的發(fā)展。據(jù)《國際馬鈴薯中心在中國——30年友誼、合作與成就》[7]一書介紹，1978-2013年我國自CIP共引進(jìn)野生種、地方品種、高代品系和雜交實生種子等各種類型馬鈴薯資源約6 000份，有效改善了我國馬鈴薯育種資源缺乏的狀況。從引進(jìn)的品種中，篩選推廣了 “中心24”(原名Serrena)、“冀張薯8號”(原名Tacana)等11個優(yōu)良品種。從引進(jìn)的雜交組合中選育的新品種“合作88”，至2009年在云南等地累計種植面積達(dá)39萬hm2。利用引進(jìn)的新型栽培種作親本，至2013年共育成新品種50多個。資源更新極大地充實了我國馬鈴薯品種選育的物質(zhì)基礎(chǔ)，有效拓展了馬鈴薯遺傳改良的研究范疇。

我國人均耕地面積和水資源均低于世界平均水平，科技進(jìn)步是突破資源和市場對我國農(nóng)業(yè)雙重約束的根本出路。為了提升國家和區(qū)域創(chuàng)新能力，增強農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新，保障國家糧食安全、食品安全，實現(xiàn)農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，國家于2007年出臺了《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)實施方案(試行)》，依托具有創(chuàng)新優(yōu)勢的中央和地方科研力量及科技資源，圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，以50個優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品為單元，以產(chǎn)業(yè)為主線，建設(shè)從產(chǎn)地到餐桌、從生產(chǎn)到消費、從研發(fā)到市場各個環(huán)節(jié)緊密銜接、環(huán)環(huán)相扣、服務(wù)國家目標(biāo)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，以提升農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力，增強我國農(nóng)業(yè)競爭力。國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系于2008年依托中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所組建，由各功能研究室組成的研發(fā)中心和設(shè)在主產(chǎn)區(qū)的綜合試驗站構(gòu)成?！笆濉逼陂g設(shè)有育種與種薯繁育、栽培與土肥、病蟲害防控、機械、貯藏加工、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟等6個功能研究室和31個綜合試驗站，聘任有26位崗位科學(xué)家和31位綜合試驗站站長，“十三五”分別增加到32人和36人，團隊成員236人，還有分布于155個示范縣的技術(shù)推廣骨干465人，包含了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的主要研發(fā)和推廣技術(shù)力量。國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系主要針對社會經(jīng)濟發(fā)展需求和產(chǎn)業(yè)面臨的關(guān)鍵問題，重點開展品種改良、增產(chǎn)增效栽培技術(shù)、主要病蟲害防控技術(shù)的研發(fā)與示范。馬鈴薯重要性狀的遺傳解析與調(diào)控、病害傳播與致病機制、貯藏品質(zhì)控制機制等既是技術(shù)研發(fā)的主要內(nèi)容，也是前瞻性研究的重要領(lǐng)域。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系同時開展了相關(guān)栽培和加工機械、品質(zhì)檢測技術(shù)研發(fā)以及馬鈴薯產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究，建立并逐步完善了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺。除了技術(shù)研發(fā)與示范之外，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系還承擔(dān)了國家應(yīng)急性技術(shù)服務(wù)，為抵御災(zāi)害、減少損失提供了技術(shù)支撐。產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的建設(shè)，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國家層面凝聚了科研力量，通過促進(jìn)科研與生產(chǎn)結(jié)合的管理模式，使產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的技術(shù)研發(fā)與優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求對接，支持了各地農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展。據(jù)2020年8月在寧夏西吉舉行的國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系成果發(fā)布會介紹， 12年來，體系參與機構(gòu)育成馬鈴薯新品種200余個，研發(fā)各類新技術(shù)260余項，研制新工藝新設(shè)備新產(chǎn)品70余件，制訂各類標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程130項，獲得國家專利、新品種權(quán)和軟件著作權(quán)等近200項，為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了有力的科技保障。

基礎(chǔ)研究是探索科學(xué)規(guī)律，為應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新提供理論基礎(chǔ)的重要領(lǐng)域。如果說我國是馬鈴薯生產(chǎn)大國而不是科技強國，其關(guān)鍵在于基礎(chǔ)研究的落后。這一現(xiàn)象在國家自然科學(xué)基金項目的支持下不斷得到改觀。據(jù)科學(xué)網(wǎng)(www.sciencenet.cn)統(tǒng)計，1986-2019年，國家自然科學(xué)基金為馬鈴薯相關(guān)基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究共立項403個，投入總經(jīng)費達(dá)到1.503 2億元。我國馬鈴薯科研機構(gòu)獲批國家自然科學(xué)基金的項目數(shù)亦表現(xiàn)出逐年增加的趨勢，2015年以來每年超過30項，2019年達(dá)到45項。在自然科學(xué)基金項目中，屬于生命科學(xué)范疇的達(dá)255項，占總項目數(shù)的63.3%，其中農(nóng)學(xué)基礎(chǔ)與作物學(xué)和植物保護學(xué)分別為154項和96項，占生命科學(xué)類項目的60.4%和37.6%，說明馬鈴薯生物學(xué)領(lǐng)域的研究主要集中在重要農(nóng)藝性狀和抗性改良上。立項數(shù)處于前10位的學(xué)科還包括食品科學(xué)、植物營養(yǎng)、微生物、遺傳學(xué)與生物信息學(xué)、植物學(xué)、生態(tài)學(xué)以及工程類，全產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究不斷拓展。從基金項目類別上可以看出，地區(qū)科學(xué)基金項目、青年科學(xué)基金項目、面上項目居前3位，分別為141項、117項和116項，說明馬鈴薯基礎(chǔ)研究符合主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略需求，馬鈴薯共性的科學(xué)問題受到了生物學(xué)領(lǐng)域尤其是該領(lǐng)域青年學(xué)者的關(guān)注。值得一提的是，馬鈴薯還獲得了20項 “國際(地區(qū))合作與交流項目”，進(jìn)一步拓展和深化了國際合作領(lǐng)域與內(nèi)容。承擔(dān)國家自然科學(xué)基金項目的機構(gòu)主要集中在大學(xué)和省級以上科研院所，獲批9項以上的有甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)(38項)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)(34項)、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)(20項)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)(19項)、云南農(nóng)業(yè)大學(xué)(19項)、甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院(15項)、寧夏大學(xué)(14項)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所(13項)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)(11項)、內(nèi)蒙古大學(xué)(11項)、福建農(nóng)林大學(xué)(10項)、西北農(nóng)林科技大學(xué)(9項)等。承擔(dān)項目達(dá)到3項以上的學(xué)者有16人，主要集中在上述機構(gòu)。這些機構(gòu)既是我國馬鈴薯科學(xué)研究高學(xué)歷人才培養(yǎng)的主要基地，也是馬鈴薯生物學(xué)研究的主體力量。國家自然科學(xué)基金項目方面馬鈴薯科學(xué)研究還獲批了2項重點項目、2項國家杰出青年科學(xué)基金項目、2項聯(lián)合基金項目和2項應(yīng)急管理項目，一批具有競爭力的創(chuàng)新型人才脫穎而出。

論文是學(xué)術(shù)交流的主要載體和成果展示的重要平臺。筆者在倫敦大學(xué)留學(xué)期間曾檢索了1989年前近百年的馬鈴薯相關(guān)英文文獻(xiàn)，屬于國人發(fā)表的僅見2例(基于主要文摘目錄檢索，恐有疏漏)。這既說明我們國際交流的缺乏，也反映了我國馬鈴薯科研水平的差距。然而近10年來，隨著對馬鈴薯基礎(chǔ)研究的不斷系統(tǒng)化和深入，我國在馬鈴薯生物學(xué)領(lǐng)域的國際活躍度迅速提升。2011-2020年7月，全球植物科學(xué)類別共發(fā)表SCI收錄的馬鈴薯研究論文2 478篇(Web of Science:http://apps.webofknowledge.com)，其中華中農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)文41篇，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)各發(fā)文31篇，分列第11和14位。我國馬鈴薯研究團隊近年來不僅在馬鈴薯生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量較多，而且在品質(zhì)改良和晚疫病抗性調(diào)控機制研究方面處于學(xué)科前沿。在國家自然科學(xué)基金項目的支持下，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)馬鈴薯團隊從2003年起開展了馬鈴薯塊莖低溫糖化調(diào)控分子機制的研究。最近10年該領(lǐng)域共發(fā)表SCI收錄論文112篇，其中華中農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)表21篇，占18.75%，高于美國農(nóng)業(yè)部(8.04%)、美國威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校(6.25%)、新西蘭植物食品研究所(5.37%)等從事該領(lǐng)域研究的相關(guān)機構(gòu)，活躍度名列前茅。該團隊揭示了調(diào)控低溫糖化的QTL位點、關(guān)鍵基因、代謝途徑和蛋白質(zhì)復(fù)合體[8-14]，開發(fā)的分子標(biāo)記成功應(yīng)用于加工品種選育。國家自然科學(xué)基金項目有關(guān)馬鈴薯晚疫病研究共立項43項，主要涉及抗病遺傳、持久抗性機制、病原菌致病因子、流行病學(xué)、植物-病原互作等領(lǐng)域。近5年來，全球在晚疫病研究領(lǐng)域共發(fā)表SCI收錄論文486篇，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、福建農(nóng)林大學(xué)各發(fā)表16篇，并列全球第6位。在高被引的11篇文章中，我國學(xué)者有2篇[15-16]，分別占被引用數(shù)的第1位和第3位，研究成果得到國際同行的普遍關(guān)注。這些基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究為提升我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的競爭力打下了良好的基礎(chǔ)。

2 馬鈴薯科學(xué)研究的重要創(chuàng)新

不同于歐洲馬鈴薯引入后最先由植物學(xué)家進(jìn)行了相關(guān)研究后再推廣種植[17]，我國馬鈴薯引入后則為民間以充饑糧而擴散，科學(xué)研究實則起步較晚。自1950年代以來，經(jīng)過幾代人的不懈努力，科技創(chuàng)新為我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了主要技術(shù)支撐。本文難以數(shù)言而納全部，僅列舉奠定了我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)和先于世界而有提升產(chǎn)業(yè)競爭潛力的事例，以彰顯科技進(jìn)步之效。

2.1 科學(xué)劃分了我國馬鈴薯種植區(qū)域，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)

種植區(qū)域的劃分是根據(jù)作物生物學(xué)特性和地區(qū)生態(tài)環(huán)境條件，因地制宜劃分適種區(qū)域，以反映作物的空間差異及由環(huán)境條件所形成的作物的生長發(fā)育特點，是研究作物生產(chǎn)制約因素，為進(jìn)行產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供方向與措施的基礎(chǔ)。滕宗璠等[18]根據(jù)1974-1980年的實地考察和相關(guān)資料分析，結(jié)合馬鈴薯生物學(xué)特性，參照地理、氣象和氣候指標(biāo)，將我國馬鈴薯種植區(qū)域劃分為4個栽培區(qū)，即北方一季作區(qū)、中原二季作區(qū)、南方二季作區(qū)和西南一、二季作垂直分布區(qū)。該劃分以氣象因素作為基本依據(jù)。北方一季作區(qū)無霜期110～170 d，大于5 ℃積溫2 000～3 500 ℃，分布在昆侖山脈、唐古拉山、巴彥克拉山和黃土高原海拔700～800 m至古長城以北，包括黑龍江、遼寧(除遼東半島)、河北北部、山西北部、內(nèi)蒙古、陜西北部、寧夏、甘肅、青海東部和新疆天山以北地區(qū)。該區(qū)一年一熟，2017年種植面積193 萬hm2，占全國約39.7%，總產(chǎn)占全國的39.9%[19]。該區(qū)域最大的限制因素是降雨量少、蒸發(fā)量大、出苗期干旱重。中原二季作區(qū)無霜期180～300 d，大于5 ℃積溫3 500～6 500 ℃，分布于北方一季作區(qū)以南、大巴山和苗嶺以東、南嶺和武夷山以北，包括遼寧、河北、山西和陜西南部、湖北和湖南東部以及河南、安徽、山東、江蘇、浙江等地區(qū)。該區(qū)域可春、秋兩季種植，2017年種植面積401 066 hm2(未含山東、河南省)， 占全國的8.3%，總產(chǎn)占全國的9.3%。該區(qū)域最大的限制因素是種薯生產(chǎn)不匹配，秋作種薯來源不足。 南方二季作區(qū)分布在苗嶺、武夷山以南區(qū)域，含廣西、福建、廣東、海南、臺灣等省(區(qū))。該區(qū)無霜期300 d以上或全年無霜，大于5 ℃積溫5 500～9 500 ℃。冬、春兩季種植，2017年種植面積152 066 hm2(不含臺灣)，占全國約3.1%，總產(chǎn)占全國的 3.3%。時有發(fā)生的冬作霜凍及晚疫病和青枯病危害是該區(qū)生產(chǎn)的主要限制因素。西南一、二季作垂直分布區(qū)含云、貴、川、黔、渝、藏及湖北、湖南兩省西部，高山冷涼，無霜期短，多雨寡照，一年一熟。低山河谷無霜期長，春早夏長，冬暖高濕，低山可種植春、秋兩季，與中原二季作相似；河谷則可秋、冬二季作，與南方二季作區(qū)類同。2017年種植面積2 375 333 hm2，占全國約48.9%，總產(chǎn)占全國的47.6%。該區(qū)地形地貌復(fù)雜，生態(tài)條件懸殊，種植制度多樣，間作套種比例大，主要障礙因素是晚疫病危害和高產(chǎn)栽培技術(shù)問題。四大種植區(qū)域的劃分為馬鈴薯適應(yīng)不同生態(tài)條件和農(nóng)業(yè)制度的高產(chǎn)高效栽培、馬鈴薯育種目標(biāo)選擇和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃制訂提供了科學(xué)依據(jù)。

2.2 整理編目了國家馬鈴薯種質(zhì)資源，為遺傳資源的保存和利用打下了基礎(chǔ)

資源缺乏是我國馬鈴薯育種的瓶頸。20世紀(jì)50年代至70年代育成品種的親本主要為“多子白”“卡它丁”“疫不加”“紫山藥”“米拉”“白頭翁”“小葉子”等7個品種[20]，突破性性狀改良效果不明顯，資源研究迫在眉睫。從1979年開始，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所牽頭，組織全國主要馬鈴薯育種單位開展了品種資源鑒定和編目。該項目進(jìn)行了24種植物學(xué)和生物學(xué)性狀的鑒定，歸并了同種異名和同名異種材料，于1983年出版了《全國馬鈴薯品種資源編目》[21]。納入編目的馬鈴薯種質(zhì)資源共832份，包括我國育成品種93份和優(yōu)良品系171份，地方品種123份，引進(jìn)鑒定推廣品種27份，引進(jìn)品系材料302份，近緣栽培種和野生種116份。這些資源集中保存在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家種質(zhì)庫，1996年轉(zhuǎn)至國家種質(zhì)克山馬鈴薯試管苗庫。該庫還保存有由國際馬鈴薯中心和其他國家引進(jìn)的有關(guān)資源材料、新育成品種、新收集地方品種等，總數(shù)達(dá)2 600余份，是我國馬鈴薯雜交育種和遺傳研究的重要材料。

2.3 育成不同類型的優(yōu)良品種，支撐了產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國開展馬鈴薯雜交育種60多年來，基本上解決了生產(chǎn)上對品種的迫切需求，為馬鈴薯推廣種植和單產(chǎn)提高起到了關(guān)鍵作用。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國自1950年代初開展雜交育種以來，共育成馬鈴薯品種約500個。1983年前重點針對產(chǎn)量低和晚疫病危害嚴(yán)重問題育成93個品種[20]，約50個在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用，使全國馬鈴薯良種推廣面積達(dá)到80%以上。其中，黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所1968年育成的“克新1號”，在1983年種植面積達(dá)到293 333 hm2 [4]，因其高產(chǎn)、耐旱，至今在北方一季作區(qū)仍有大面積栽培。在“六五”至“八五”全國馬鈴薯育種攻關(guān)期間，我國共審定品種32個[5-6]。1995年以后，育成中薯、晉薯、鄂薯、春薯、鄭薯、隴薯、青薯、川芋、云薯、華薯等系列品種，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、專用、適合產(chǎn)區(qū)和生產(chǎn)需求的品種特性更加突出，到2006年育成品270多個[22]，其間，2000年審定的高產(chǎn)高抗晚疫病品種“鄂馬鈴薯3號”，2004年在西南山區(qū)推廣面積達(dá)133 333 hm2，與20世紀(jì)50年代引進(jìn)品種“米拉”和60年代育成品種“克新1號”共居前3位[23]。2018年由50多家育繁推機構(gòu)組成了“政產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合的國家馬鈴薯良種科研攻關(guān)聯(lián)合體，已登記馬鈴薯品種151個，品種類型日益豐富，為滿足國民經(jīng)濟發(fā)展對馬鈴薯的需求提供了有力支撐。

2.4 創(chuàng)造種間抗青枯病、抗霜凍等重要種質(zhì)，創(chuàng)新了遠(yuǎn)緣資源利用的途徑與方法

馬鈴薯栽培種與大多數(shù)野生種雜交不親和，細(xì)菌性青枯病和霜凍抗性等重要性狀一直難以得到改良，農(nóng)藥和農(nóng)藝措施效果不佳，成為世界性的難題，對我國馬鈴薯生產(chǎn)的影響也隨氣候變化日益加重。利用葉肉原生質(zhì)體融合途徑，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)于2003年獲得了栽培種S.tuberrosum和野生種S.chacoense的抗青枯病體細(xì)胞雜種[24]，2013年獲得了馬鈴薯栽培種與茄子(S.melongena)的抗青枯病體細(xì)胞雜種[25]。通過進(jìn)一步的細(xì)胞遺傳學(xué)研究，篩選獲得具有馬鈴薯栽培種遺傳模式的材料[26-28]，明確了抗性遺傳位點，開發(fā)了輔助選擇的分子標(biāo)記[26-30]，經(jīng)過雜交育種，獲得首例抗青枯病新品種“華薯14號”。栽培種馬鈴薯不耐霜凍，北方一季作區(qū)的早霜、中原二季作區(qū)和西南一、二季作垂直分布區(qū)的早霜或倒春寒、南方一季作區(qū)的倒春寒等均會對生產(chǎn)形成威脅，尤其在薯塊膨大期，“一夜霜凍全軍覆沒”的現(xiàn)象并不少見。通過體細(xì)胞融合，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)首次實現(xiàn)了S.malmeanum與栽培S.tuberosum的原生質(zhì)體融合，隨后利用體細(xì)胞雜種與普通栽培種回交，回交后代經(jīng)冬季(極端低溫-8 ℃)自然凍害和室內(nèi)電導(dǎo)率測定(LT50)篩選，成功創(chuàng)制了具有S.malmeanum血緣的馬鈴薯抗寒基礎(chǔ)育種材料[31]；另一方面，通過2n配子篩選和利用，首次將抗霜凍二倍體野生種S.malmeanum(EBN=1)的抗性資源經(jīng)常規(guī)雜交方式導(dǎo)入到霜凍敏感的二倍體野生種S.chacoense(EBN=2)和S.tuberosum雙單倍體(EBN=2)中，通過進(jìn)一步的細(xì)胞遺傳學(xué)和基因組學(xué)等研究，證實了EBN假說，揭示了S.malmeanum與不同馬鈴薯種雜交過程中2n配子的形成機制不同，為2n配子進(jìn)行馬鈴薯野生種資源利用提供了理論支撐。對三倍體雜交后代與S.chacoense、S.tuberosum進(jìn)行回交，對回交后代抗霜凍極端基因池進(jìn)行測序分析，在2號和5號染色體上定位了抗霜凍區(qū)段，獲得了抗霜凍篩選的分子標(biāo)記，為育種利用提供了親本材料和精準(zhǔn)選擇技術(shù)[32]。

2.5 創(chuàng)新種薯繁育技術(shù)，建立了適于國情的脫毒種薯繁育體系

我國馬鈴薯脫毒種薯生產(chǎn)始于20世紀(jì)70年代中后期組織培養(yǎng)脫毒技術(shù)的引進(jìn)，種薯生產(chǎn)周期沿用國外四級無確定年限的體制(GB 4406-1984 種薯)。然而，我國種薯生產(chǎn)的集約化程度低，分散的小農(nóng)式生產(chǎn)、漫長的繁育年限，使種薯質(zhì)量不能得到保證，達(dá)不到增產(chǎn)效果。直到21世紀(jì)初，我國馬鈴薯的脫毒種薯應(yīng)用比例仍低于30%?？s短繁育年限成為我國馬鈴薯種薯能否推廣應(yīng)用的關(guān)鍵，這既是無性繁殖植物帶有共性的科學(xué)問題，也是提高馬鈴薯單產(chǎn)需要解決的核心技術(shù)問題。20世紀(jì)80年代末的“七五”期間，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所、山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所、內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)等機構(gòu)在莖尖脫毒和切段快繁的基礎(chǔ)上，采用蛭石或草炭為基質(zhì)，在溫室、網(wǎng)室、溫床等隔離條件下工廠化生產(chǎn)微型薯，提高了繁殖速度[5]?！鞍宋濉逼陂g，進(jìn)一步加強了以工廠化生產(chǎn)微型薯為核心的脫毒種薯生產(chǎn)技術(shù)和脫毒種薯繁育體系研究(國家攻關(guān)85-004-03課題工作會議，1994)，初步建立起以組織培養(yǎng)條件生產(chǎn)的脫毒試管苗或試管薯、設(shè)施隔離條件生產(chǎn)原原種(微型薯)、田間環(huán)境隔離條件生產(chǎn)原種、一級種和二級種4～5 a的種薯生產(chǎn)體系(國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18133-2012)。微型薯工廠化生產(chǎn)提高了單位面積的繁殖系數(shù)，質(zhì)量得到有效控制，繁種周期較國外縮短1倍。四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所創(chuàng)新研制出基于營養(yǎng)液電導(dǎo)率和pH值精準(zhǔn)調(diào)控的馬鈴薯霧培原原種(微型薯)高效生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)自動化設(shè)施和技術(shù)，包括新式箱體、優(yōu)質(zhì)苗源、氮素調(diào)控等方面的高效霧培關(guān)鍵技術(shù)，升級優(yōu)化了原原種霧培生產(chǎn)新技術(shù)體系[33]。

試管薯是試管苗在結(jié)薯誘導(dǎo)下通過組織培養(yǎng)形成的塊莖，與常規(guī)塊莖具有相同的生理和遺傳特性[34]，能充分利用組織培養(yǎng)設(shè)施進(jìn)行周年生產(chǎn)，可以取代試管苗作為原原種生產(chǎn)的“育種家種子”。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)馬鈴薯生物學(xué)與生物技術(shù)研究團隊經(jīng)過對塊莖形成分子生理機制進(jìn)行系統(tǒng)研究，創(chuàng)建了試管薯高效生產(chǎn)技術(shù)體系[34-38]，較試管苗生產(chǎn)率提高3～5倍，成本降低30%以上，首次實現(xiàn)了試管薯產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，配套建立了“二年制”脫毒種薯生產(chǎn)體系。這是目前為止周期最短的種薯生產(chǎn)技術(shù)，有效降低了種薯“再退化”風(fēng)險和種薯質(zhì)量管理成本，符合我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際，被稱為馬鈴薯種薯生產(chǎn)技術(shù)的革命。

2.6 結(jié)合產(chǎn)業(yè)需求的功能基因組研究，創(chuàng)新了馬鈴薯遺傳改良的理論和技術(shù)

生命科學(xué)的快速發(fā)展是21世紀(jì)的重要特征，功能基因組研究則是連接生命科學(xué)與產(chǎn)業(yè)的橋梁。2011年我國科學(xué)家參與的馬鈴薯基因組測序[39]為馬鈴薯功能基因組研究提供了重要的參考平臺，我國科學(xué)工作者在一些重要性狀調(diào)控研究領(lǐng)域亦取得了具有應(yīng)用價值的創(chuàng)新性成果。

晚疫病是全球性多發(fā)病害，我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)每年因此造成的直接損失保守估計高達(dá)200億元。病原菌的快速變異導(dǎo)致品種由個別主效基因控制的垂直抗性極易喪失，持久抗性的利用則因其機制復(fù)雜而長久未能突破。我國學(xué)者通過對卵菌植物受體蛋白的研究，在馬鈴薯上獲得了能識別不同卵菌并對卵菌具有廣譜抗性的首個植物受體蛋白ELR[16]，被Nature Asia評價為“開啟了馬鈴薯廣譜持久抗性育種的新途徑，對保障糧食安全、減少農(nóng)藥施用具有重要意義”(Nature Asia/Research highlights,March 31,2015)。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)利用國際馬鈴薯中心晚疫病抗性分離群體，定位了持久抗性的數(shù)量性狀位點[40]，通過對該位點測序和基因功能分析，克隆了控制持久抗性的R8基因[41]。對從500多份資源材料中經(jīng)晚疫病接種鑒定獲得的94份中抗水平以上的材料進(jìn)行抗病基因組成分析證明，含R8基因的材料高達(dá)80.8%，來自國際馬鈴薯中心、云南、甘肅、湖北、河北、重慶的33份材料及加拿大僅含R8基因的材料，表現(xiàn)出抗病至免疫水平[42]，說明R8基因在晚疫病持久抗性育種中具有重要的利用價值。

薯片、薯條、全粉等占馬鈴薯加工產(chǎn)品的85%以上[43]，而原料低溫貯藏時還原糖的累積是影響產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵因素，稱為“低溫糖化”。這是我國馬鈴薯品種不適于上述產(chǎn)品加工的根本原因，抗低溫糖化成為馬鈴薯加工品質(zhì)改良亟待解決的問題。蔗糖轉(zhuǎn)化酶催化蔗糖分解成還原糖，其活性直接與馬鈴薯塊莖的低溫糖化有關(guān)。我國學(xué)者首次發(fā)現(xiàn)馬鈴薯中存在由蔗糖轉(zhuǎn)化酶、轉(zhuǎn)化酶抑制蛋白和SnRK1激酶組成的蛋白質(zhì)復(fù)合體，精確調(diào)控轉(zhuǎn)化酶活性；建立了蔗糖代謝途徑馬鈴薯低溫糖化的分子作用模式；通過QTL分析，證實了低溫糖化是由多個微效基因控制的性狀，首次揭示不同位點間的加性效應(yīng)，建立了基于4個標(biāo)記共同選擇的分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)，為馬鈴薯低溫糖化性狀改良提供了理論依據(jù)和途徑[10]。

長日照抑制結(jié)薯決定了馬鈴薯對栽培區(qū)域的適應(yīng)性，其調(diào)控機制既是馬鈴薯進(jìn)化研究的一個熱點，也關(guān)系到馬鈴薯廣適品種的選育。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)創(chuàng)建了結(jié)薯對光周期反應(yīng)具有明顯差異的遺傳材料，經(jīng)系統(tǒng)研究，首次證明光敏色素F與光敏色素B形成異源蛋白質(zhì)二聚體，通過穩(wěn)定馬鈴薯光周期節(jié)律蛋白來抑制長日照結(jié)薯[44]。該研究首次提出了光敏色素調(diào)控馬鈴薯結(jié)薯對光周期響應(yīng)的分子模式，深化了對馬鈴薯長日照適應(yīng)性進(jìn)化的認(rèn)知，為品種選擇和改良提供了新的技術(shù)途徑和基因資源。

馬鈴薯為同源四倍體，自交衰退嚴(yán)重，長期以來獲得自交系的努力均沒有成功，雜種優(yōu)勢難以利用。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳基因研究所聯(lián)合國內(nèi)相關(guān)機構(gòu)開展了旨在利用二倍體雜種優(yōu)勢的馬鈴薯自交不親和研究，利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)，對馬鈴薯控制自交不親和的S-RNase基因進(jìn)行定點突變，獲得了自交親和的二倍體馬鈴薯，并通過自交獲得了不含有Cas9元件的馬鈴薯新材料，突破了馬鈴薯自交不親和障礙，為在二倍體水平選育自交系，開展馬鈴薯雜種優(yōu)勢利用提供了新的技術(shù)途徑[45]。

馬鈴薯自引進(jìn)傳播以來，救民于水火，建功于安邦，同中華民族近代的發(fā)展與復(fù)興息息相關(guān)，雖小而有大為，惟其環(huán)境之廣適及糧食作物和經(jīng)濟作物兼具之異稟所賦。當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，糧食安全面臨前所未有的新挑戰(zhàn)。中國社會科學(xué)院農(nóng)村發(fā)展研究所和中國社會科學(xué)出版社聯(lián)合發(fā)布的《中國農(nóng)村發(fā)展報告2020》預(yù)測，到“十四五”末，我國糧食可能出現(xiàn)1.3億t左右的短缺，其中谷物類糧食缺口可能達(dá)到2 500萬t，這一缺口數(shù)量約占2018年我國谷物總產(chǎn)的4.16%，占谷類糧食消費的15.43%。在當(dāng)今國際經(jīng)濟、科技、文化、安全、政治等格局發(fā)生深刻調(diào)整的背景下，全球糧食市場的不確定性增加，更加突出了我國保障糧食安全的重要性和緊迫性。馬鈴薯在應(yīng)對氣候變化、食物生產(chǎn)、營養(yǎng)健康、農(nóng)業(yè)資源的合理與持續(xù)利用方面，在以國內(nèi)市場需求為主體的農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革中將更加彰顯其造福于民的戰(zhàn)略支撐作用。

致謝在有關(guān)中國馬鈴薯的歷史沿革3篇系列文章付梓之際，衷心感謝云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物學(xué)院郭華春教授給予的馬鈴薯品質(zhì)方面的專業(yè)意見，感謝四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所何衛(wèi)研究員提供的有關(guān)馬鈴薯研究歷史的信息以及提出的初稿修改意見，感謝國家食品與營養(yǎng)咨詢委員會陳萌山研究員提供的國內(nèi)馬鈴薯生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，感謝華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院宋波濤教授、田振東教授和杜鵑博士協(xié)助整理相關(guān)研究項目和論文數(shù)據(jù)，感謝農(nóng)業(yè)農(nóng)村部馬鈴薯生物學(xué)與生物技術(shù)重點實驗室同仁對文稿編輯提供的幫助。