新时代“救世主”土豆

郭　鑫

土豆——风景独好

古老的马铃薯是个深藏不露的家伙。这种8000年前诞生于南美安第斯山脉的块茎植物，如今已征服了整个地球。从爪哇的赤道高原到印度的亚热带平原，再到乌克兰的温带大草原，到处都有属于它的领地。在目前世界谷物价格飞涨的情况下，马铃薯种植完全可以成为抑制农产品涨价和对抗饥荒的主要手段。这再正常不过了，因为自打16世纪西班牙人把马铃薯带回欧洲，这种块茎植物已逐渐发展为世界第四大农作物，产量仅次于玉米、小麦和水稻。2007年全球马铃薯种植面积达1900万公顷，产量为3.21亿吨。令人称道的是，2005年，该作物在发展中国家的产量首次超过了发达国家。仅用了20年，发展中国家马铃薯产量在世界总产量中所占比例就从20％攀升到了52％中国作为马铃薯的最大生产国，与印度和俄罗斯一道占据了40％以上的世界市场份额。

马铃薯在全世界这一惊人的扩张有着多方面的原因。首先，容易种植。种马铃薯不需要任何特殊技术，也不会与传统的粮食种植争地。在旱季，只需适当灌溉，马铃薯即能茁壮生长，从而给种植者带来额外的收益。更值得一提的是，马铃薯可食用部分达85％(谷物只有50％)，具有不容忽视的营养价值。“马铃薯单位占地时间——即单位栽培时间，尤其是单位吃水时间的营养物质产量在所有蔬菜中遥遥领先。”农业无国界协会的贝尔纳·儒昂(Bernard Jouan)总结道。而且人类对马铃薯的热情还远未终结，原因在于马铃薯多为本地生产，价格稳定。这在当前谷物价格遭气候变暖、生物燃料强劲需求以及投机炒作等因素影响而迅速飙升(3年间小麦价格上涨了181％)，以致30余个国家甚至出现饥民暴动的局势，真可谓“风景独好”。

具备了这么多优点，马铃薯完全应当在应对粮食危机的战斗中大显身手，要知道这一危机还在随着世界每年1亿的新增人口而不断加剧。但有一个前提，马铃薯必须摆脱困扰它的寄生病害，其中最危险也最难对付的无疑是霜霉病。马铃薯初到欧洲时遭受了冷遇，直到18世纪70年代，饥荒席卷了欧洲大部，它才开始被广泛种植。然而成功背后是先天不足。在美洲大陆发现的约200种野生薯种中，惟独马铃薯(SOIanum tuberosum)一种在全球散播开来，人们根据它培育出了许多变种。可是有限的基因多样性使它们十分脆弱，一棵植株染病，便会立即殃及其他檀株。一个多世纪的抗霜霉斗争

1844年，当来自墨西哥的霜霉病登陆欧洲时就发生了这样的灾难。疾病在欧洲大陆的农田里迅速蔓延。从1845年到1848年，饥饿甚至夺走了100万爱尔兰人的生命(马铃薯是爱尔兰人的主要食品)，并导致另外100万人逃荒去了美洲。自此，人类与霜霉病的斗争就不曾停止过。在湿润温暖(15～25℃)的气候条件下，导致霜霉病的致病疫霉(Phvt013hthorainfestans)会大量繁殖。这是一种状如真菌而生物特征更接近藻类的卵菌(oomycete)，它首先侵蚀植物的叶片，从叶片细胞中汲取养分后增殖，新生的孢子会随着雨水洒落到土壤中，进而感染马铃薯块茎。次年，倘若误将被感染的块茎用作种苗，或是任其遗留在田地或田地附近的垃圾中，又将不可避免地引发新一轮传染。

为了对付这一病害，人们于19世纪80年代研制出第一批杀真菌剂。“遗憾的是，它们的缺陷也很明显。”法国国家农学研究院《INRA》霜霉病专家迪蒂埃·安德里文(DidierAndrlvon)解释道，“它们只有预防功效，只能阻止孢子在已施药的植物表面生长，这就意味着要对植物从发芽到收获全过程中每一片新长出的叶子喷药。”不消说，这样的成本太高了。“如今我们仍然要频繁施药，每年15到20次。然而即便如此，一旦有机可乘，霜霉病还是能轻而易举地钻空子。”显然，将之作为长期策略是不现实的，更何况杀虫剂本身现已遭到诸多质疑。基于此，科学家们将注意力转向了创造新的杂交薯种上，即利用安第斯野生薯种的丰富基因，修复传统马铃薯品种及类似薯种的“天然”抗霜霉病能力。在法国国家农学研究院一处基地的试验田及实验室中，存有马铃薯32个品种、1000个不同变种的10000个基因型。研究人员试图通过连续地杂交，得到一些能够继承野生马铃薯优良品质而又摆脱它们先天缺陷的新品种。

同源充足基因

不过任何与马铃薯沾边的事都不容易!驯化的马铃薯是四倍体(具有四套染色体)，而多数野生马铃薯是二倍体(两套染色体)。另外，同一变种内部无法自身配种。更主要的是，每年只能配种一次，这便注定马铃薯杂交育种是一项长期而艰巨的任务。尽管1949年以来，科学家们克服重重困难，成功地将一些抗病基因移植到了驯化马铃薯身上，然而一旦走出试验田，所有尝试都以失败告终，每种防御很快就被致病疫霉轻松攻破。“3至5年内，寄生病害就能完全适应新的形势。”迪蒂埃·安德里文指出。