2011年7月14日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然（Nature）》發(fā)表了馬鈴薯全基因組序列圖和生物學(xué)分析的封面論文。此項成果是由14個國家29個單位的97名研究人員組成的“馬鈴薯基因組測序國際協(xié)作組”經(jīng)過6年艱苦的努力共同完成的。由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所、深圳華大基因研究院等組成的中國馬鈴薯基因組項目團隊在此項成果中發(fā)揮了重要作用。中國作物學(xué)會馬鈴薯專業(yè)委員會主任委員屈冬玉博士是國際協(xié)作組的發(fā)起人和中方項目主持人，中方首席科學(xué)家中國農(nóng)科院蔬菜所黃三文博士是論文三名通信作者之一。華大基因徐訊等年青人組成的生物信息小組在項目中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在項目執(zhí)行過程中，中方團隊實現(xiàn)了從參與到主導(dǎo)的跨越，奠定了我國在馬鈴薯基因組研究領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。
2004年7月，由荷蘭瓦赫寧根大學(xué)Evert Jacobsen教授、Richard Visser教授和屈冬玉博士共同發(fā)起籌劃成立國際協(xié)作組，2006年正式開始工作。2006－2008年底，協(xié)作組遇到了二倍體馬鈴薯基因組高度雜合、物理圖譜質(zhì)量不高、測序成本高等難以克服的困難，項目舉步維艱，協(xié)作組瀕臨解散。在這種情況下，中方團隊另辟蹊徑，提出了一套新的策略：以單倍體馬鈴薯為材料來降低基因組分析的復(fù)雜度，并采用快捷的全基因組鳥槍法策略和低成本的新一代的DNA測序技術(shù)。這一策略的改變大大加快了整個項目的進(jìn)程，中方團隊于2009年完成了單倍體馬鈴薯基因組的測序、拼接和注釋工作。在這種形勢下，國際協(xié)作組放棄了原有二倍體基因組測序的技術(shù)路線，把絕大部分資源聚集在中方主導(dǎo)的單倍體基因組測序項目上，并于2009年9月23日宣布了全基因組序列圖的完成。
在序列圖的基礎(chǔ)上，協(xié)作組又花了近兩年時間對馬鈴薯基因組進(jìn)行了細(xì)致的生物學(xué)分析。分析結(jié)果表明：馬鈴薯基因組共包含約39,000個基因，在進(jìn)化過程中經(jīng)歷了兩次全基因組復(fù)制。馬鈴薯是通過薯塊繁殖的，屬于營養(yǎng)繁殖作物，具有嚴(yán)重的自交衰退現(xiàn)象，對基因組的分析初步揭示了馬鈴薯自交衰退的基因組學(xué)基礎(chǔ)。通過比較基因組分析，發(fā)現(xiàn)了薯塊生長發(fā)育和病蟲害抗性的重要基因。此外，馬鈴薯基因組也為進(jìn)一步了解雙子葉植物的進(jìn)化路徑提供了分子生物學(xué)新知識。
馬鈴薯是世界上第三大糧食作物，對于糧食安全的作用日益突顯。我國是世界最大的馬鈴薯生產(chǎn)國，目前面積已經(jīng)接近9000萬畝，總產(chǎn)量約900億公斤。然而我國馬鈴薯單產(chǎn)水平剛到每畝1000公斤，只有先進(jìn)國家如荷蘭的1／3。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸是缺乏適合于我國氣候條件和栽培方式的優(yōu)良品種，對于原產(chǎn)南美的馬鈴薯這一外來作物遺傳資源的研究和利用也特顯不足。通過全基因組設(shè)計育種，馬鈴薯育種家將加速新品種的培育。在全基因組設(shè)計育種上，我國和荷蘭、美國等發(fā)達(dá)國家處于同一起跑線上。目前馬鈴薯全基因組遺傳變異圖譜的構(gòu)建和分子設(shè)計育種體系的開發(fā)是關(guān)鍵，亟需得到各方面的支持，同時要加強與常規(guī)育種的結(jié)合，從而加速培育具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種，造福廣大人民。
馬鈴薯全基因組序列圖的繪制是我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域取得的重大新成果，具有重要的標(biāo)志意義，是在科技部國際合作司和基礎(chǔ)司、財政部科教文衛(wèi)司、農(nóng)業(yè)部科教司和國際合作司、國家自然科學(xué)基金委等部委的大力支持下取得的，充分體現(xiàn)了各部委聯(lián)合攻關(guān)的優(yōu)勢，也再一次證明了社會主義制度集中力量辦大事的優(yōu)勢。
