马铃薯是世界上最重要的块茎类粮食作物，全球有13亿人口以马铃薯为主食，是全球第三大主粮，也是我国第四大主粮。但是千百年来，其生产都依靠薯块进行无性繁殖，导致繁殖系数低、储运成本高、易携带病虫害……近年来，我国科学家正在开展一项“优薯计划”来改变这一状况。

近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（简称基因组所）黄三文团队最新研究成果实现了颠覆性创新，第一代基因组设计的杂交马铃薯问世，用二倍体育种替代四倍体育种，用杂交种子繁殖替代薯块繁殖。2021年6月24日，国际学术期刊《细胞》在线发表了题为“Genome design of hybrid potato（杂交马铃薯的基因组设计）”的研究成果。这标志着“优薯计划”实施以来取得了里程碑式突破。

与其他粮食作物不同，马铃薯是进行无性繁殖的同源四倍体物种。什么是四倍体，论文第一作者、基因组所张春芝研究员告诉记者：通俗地说，就是有四套基因组。人类是二倍体物种，遗传比较简单，而四倍体物种就比较复杂，无论是做育种还是做研究，挑战都非常大。

马铃薯遗传的复杂性导致育种过程非常缓慢，全世界还有上百年的老品种仍在大面积种植。例如，美国的薯条加工型品种Russet Burbank，是1902年育成的，至今仍是美国的第一大品种。我国栽培面积最大的品种克新1号是1958年育成的，至今已经种植60多年。此外，马铃薯不靠种子繁殖，而是靠薯块进行无性繁殖，也导致产业发展面临更多难题。

为了彻底解决马铃薯产业面