其实，人类吃转基因食品已有几千年历史了。这种转基因食品诞生在百万年之前。完成这一“转基因操作”的不是科学家，甚至都不是人类，而是大自然里的一种细菌——农杆菌。这种“转基因食品”就是甘薯，俗称山芋。北京时间8月21日下午4点，国际著名学术期刊《自然·植物》在线发表了这项来自中德科学家的联合研究成果。

　　烘山芋、拔丝地瓜、甘薯薯条……原产于南美洲的甘薯，自明代从菲律宾引入中国，很快就成为一种主要的粮食作物，曾经支撑了我国人口的一次大幅增长。如今，我国以世界总种植面积50%的土地，生产了全球80%以上的甘薯，产量近亿吨。然而，对于甘薯的遗传背景、起源历史，植物学家的研究却一直难有突破。

　　论文通讯作者之一、中国科学院上海植物生理生态研究所研究员张鹏介绍，现在的甘薯是一种六倍体植物，也就是说，同一来源的染色体会有6个“版本”，这种复杂的遗传背景让甘薯在过去百万年中进化迅速，尤其发展出了适合大量储藏营养的块根——储藏根。但是，甘薯在被人类驯化和选育过程中却丢失了大量抗病、抗逆境的基因。“如果我们可以理清它的基因组进化路线，就可能找到更近的‘亲戚’，为甘薯寻找更方便植入的基因，提高产量、增加抗病、抗逆境能力。”他说。

　　不过，多倍体复杂基因组分析一直是科学界的难题。“好比每条染色体都有6个孪生兄弟姐妹，要将它们区分开，并精确定位基因，计算量十分庞大。”论文第一作者、上海辰山植物园杨俊博士说，为此他们自主开发了一套全新的多倍体单倍型化分析软件，在解决甘薯的遗传背景难题的同时，还使其他多倍体植物，如棉花、草莓等，都有了解开遗传背景的希望。

　　上海辰山植物园和中国科学院上海植物生理生态研究所在2014年发起了一项国际甘薯基因组计划。经过与德国马普分子遗传研究所和分子植物生理研究所同行的共同努力，研究团队用18个月，攻克了多倍体基因组组装的世界性难题。

　　“得到的结果非常有趣。”杨俊说，原来早在130万年前，农杆菌就将自己的一段基因插入了甘薯祖先的基因组中，而这段基因一直被保留下来。因为，通过甘薯全基因组测序分析，研究团队发现，现在六倍体的甘薯是由二倍体与四倍体的亲本杂交而来。甘薯远祖的分化，早在130万年前就开始了，当时都是二倍体，在80万年前，部分二倍体变成了四倍体，50万年前这些四倍体又与二倍体结合，成为了六倍体。可农杆菌早在130万年前，就成功对甘薯祖先种实施了“转基因操作”。

　　其实，将自己能够促进细胞分裂生长的T-DNA序列插入植物染色体中，一直是农杆菌的拿手好戏。它由此借助其他植物，为自己生产更多“食物”，加强自己的营养供给。感染农杆菌的植物，往往会在被感染处形成一个凸起的大瘤，就像平时所见的树瘤。

　　而是否这一“转基因操作”导致了我们今天所见的甘薯？科学家觉得存在这种可能性，但还需要更多实验来证实。

　　甘薯所属的旋花科有1600多种植物，其中有药用的菟丝子、常见蔬菜空心菜，还有牵牛花等等。杨俊希望联合全球旋花科相关的科研力量，完成所有1600种植物的全基因组测序。“如果这张‘大拼图’得以完成，我们将更清晰地了解很多重要植物的遗传背景。”他说，甘薯基因组精细图的完成只是第一步，未来还将有更多有趣的生物进化秘史，将会展现在人类面前，也为人类更好利用植物，提供科学基础。

　　（原载于《文汇报》 2017-08-22 07版）