實現馬鈴薯種子繁殖和雜交育種是作物育種的世紀難題。2016年，農業基因組研究所經濟作物的全基因組設計育種科研團隊聯合有關機構發起“優薯計劃”，利用二倍體馬鈴薯來替代四倍體馬鈴薯，并用雜交種子繁殖替代薯塊繁殖，可將馬鈴薯育種周期由10-12年縮短至3-5年，繁殖系數提高1000倍。
馬鈴薯育種迎來“綠色革命”
馬鈴薯是重要糧菜兼用作物，全球約有13億人以馬鈴薯為主食，一些國家將其列為戰略儲備糧。但主栽品種都是四倍體，只能以薯塊無性繁殖，每畝需種薯200公斤，儲運難且易攜帶病蟲害，育種進展緩慢。為解決這一難題，中國農業科學院“優薯計劃”應運而生，借助大數據驅動的基因組學研究，創制了首個種子繁殖的雜交二倍體馬鈴薯品系“優薯1號”，迎來馬鈴薯的“綠色革命”，提高了我國作物育種的核心競爭力。
黃三文研究員與熊興耀研究員在基因組所馬鈴薯試驗基地對“優薯1號”進行測產
打破兩大育種瓶頸：自交不親和、自交衰退
要得到二倍體馬鈴薯的雜交種子，首先要通過自交得到純合自交系，也就是兩副遺傳物質完全相同的二倍體品種。但是二倍體馬鈴薯在自交時普遍存在自交不親和現象：自己的花粉授到自己的柱頭上，無法生出種子；以及自交衰退現象：自交產生的有害突變導致后代品質低、繁育力差。針對這兩大瓶頸，首先通過對二倍體馬鈴薯品種的大量篩選，打破了自交不親和現象。再利用遺傳分析和基因定位技術，經過多代自交，淘汰了有害變異，保留優良基因，使自交后代品質穩定優異。然后通過基因組分析選擇互補的兩個自交系作為父本和母本雜交，最終成功獲得了雜種優勢顯著的第一代雜交種。
引領作物研究進入組學時代
經濟作物的全基因組設計育種科研團隊成立于2015年，在科技創新工程的穩定支持下，黃三文研究員帶領團隊以蔬菜作物為研究對象，致力于利用組學大數據開拓植物生物學前沿并推動蔬菜作物育種變革。團隊先后主導和參與了黃瓜、馬鈴薯、番茄等重要蔬菜作物的基因組、變異組和代謝組學研究，是國際蔬菜基因組研究領域的領跑者。豐富的多組學數據，不僅揭示了蔬菜馴化的遺傳基礎和調控蔬菜品質的分子機制，更為蔬菜分子設計育種提供了理論框架，同時快速推動傳統生物學研究。
黃三文研究員在溫室觀察馬鈴薯生長情況
團隊成員們樸實無華的外表下是一顆顆赤子之心。農業領域的科研不能停留在紙上，團隊將在國家鄉村振興戰略的指引下，把研究成果與地區發展及老百姓的需求結合起來，為中國現代農業之崛起而奮斗。
經濟作物的全基因組設計育種科研團隊
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