土豆救世主？

全球糧食危機(jī)日益加劇，解決之道或許來自最著名的塊莖植物馬鈴薯。容易種植、價(jià)格穩(wěn)定、營養(yǎng)豐富，馬鈴薯是對(duì)抗饑荒的上佳作物。但它有一個(gè)死對(duì)頭——霜霉病。

古老的馬鈴薯是個(gè)深藏不露的家伙。這種8000年前誕生于南美安第斯山脈的塊莖植物，如今已征服了整個(gè)地球。從爪哇的赤道高原到印度的亞熱帶平原，再到烏克蘭的溫帶大草原，到處都有屬于它的領(lǐng)地。在目前世界谷物價(jià)格飛漲的情況下，馬鈴薯種植完全可以成為抑制農(nóng)產(chǎn)品漲價(jià)和對(duì)抗饑荒的主要手段。這再正常不過了，因?yàn)樽源?6世紀(jì)西班牙人把馬鈴薯帶回歐洲，這種塊莖植物已逐漸發(fā)展為世界第四大農(nóng)作物，產(chǎn)量?jī)H次于玉米、小麥和水稻。2007年全球馬鈴薯種植面積達(dá)1900萬公頃。產(chǎn)量為3.21億噸。令人稱道的是，2005年，該作物在發(fā)展中國家的產(chǎn)量首次超過了發(fā)達(dá)國家。僅用了20年，發(fā)展中國家馬鈴薯產(chǎn)量在世界總產(chǎn)量中所占比例就從20％攀升到了52％!中國作為馬鈴薯的最大生產(chǎn)國，與印度和俄羅斯一道占據(jù)了40％以上的世界市場(chǎng)份額。

馬鈴薯在全世界這一驚人的擴(kuò)張有著多方面的原因。首先，容易種植。種馬鈴薯不需要任何特殊技術(shù)，也不會(huì)與傳統(tǒng)的糧食種植爭(zhēng)地。在旱季，只需適當(dāng)灌溉，馬鈴薯即能茁壯生長，從而給種植者帶來額外的收益。更值得一提的是，馬鈴薯可食用部分達(dá)85％(谷物只有50％)。具有不容忽視的營養(yǎng)價(jià)值。而且人類對(duì)馬鈴薯的熱情還遠(yuǎn)未終結(jié)。原因在于馬鈴薯多為本地生產(chǎn)，價(jià)格穩(wěn)定。這在當(dāng)前谷物價(jià)格遭氣候變暖、生物燃料強(qiáng)勁需求以度投機(jī)炒作等因素影響而迅速飆升(3年間小麥價(jià)格上漲了181％)，以致三十余個(gè)國家甚至出現(xiàn)饑民暴動(dòng)的局勢(shì)，真可謂“風(fēng)景獨(dú)好”。

具備了這么多優(yōu)點(diǎn)，馬鈴薯完全應(yīng)當(dāng)在應(yīng)對(duì)糧食危機(jī)的戰(zhàn)斗中大顯身手，要知道這一危機(jī)還在隨著世界每年1億的新增人口而不斷加劇。但有一個(gè)前提，馬鈴薯必須擺脫困擾它的寄生病害，其中最危險(xiǎn)也最難對(duì)付的無疑是霜霉病。馬鈴薯初到歐洲時(shí)遭受了冷遇。直到18世紀(jì)70年代，饑荒席卷了歐洲大部分地區(qū)，它才開始被廣泛種植。然而成功背后是先天不足。在美洲大陸發(fā)現(xiàn)的約二百種野生薯種中，唯獨(dú)馬鈴薯一種在全球散播開來，人們根據(jù)它培育出了許多變種。可是有限的基因多樣性使它們十分脆弱，一棵植株染病。便會(huì)立即殃及其他植株。

一個(gè)多世紀(jì)的抗霜霉斗爭(zhēng)

1844年，當(dāng)來自墨西哥的霜霉病登陸歐洲時(shí)就發(fā)生了這樣的災(zāi)難。疾病在歐洲大陸的農(nóng)田里迅速蔓延。從1845年到1848年，饑餓甚至奪走了100萬愛爾蘭人的生命(馬鈴薯是愛爾蘭人的主要食品)，并導(dǎo)致另外100萬人逃荒去了美洲。自此，人類與霜霉病的斗爭(zhēng)就不曾停止過。在濕潤溫暖(15℃～25℃)的氣候條件下，導(dǎo)致霜霉病的致病疫霉會(huì)大量繁殖。這是一種狀如真菌而生物特征更接近藻類的卵菌，它首先侵蝕植物的葉片，從葉片細(xì)胞中汲取養(yǎng)分后增殖，新生的孢子會(huì)隨著雨水灑落到土壤中，進(jìn)而感染馬鈴薯塊莖。次年，倘若誤將被感染的塊莖用作種苗?；蚴侨纹溥z留在田地或田地附近的垃圾中，又將不可避免地引發(fā)新一輪傳染。

為了對(duì)付這一病害。人們于19世紀(jì)80年代研制出第一批殺真菌劑。遺憾的是，它們的缺陷也很明顯。它們只有預(yù)防功效，只能阻止孢子在已施藥的植物表面生長，這就意味著要對(duì)植物從發(fā)芽到收獲全過程中每一片新長出的葉子噴藥。不消說，這樣的成本太高了。“如今我們?nèi)匀灰l繁施藥，每年15到20次。然而即便如此，一旦有機(jī)可乘，霜霉病還是能輕而易舉地鉆空子?！憋@然，將之作為長期策略是不現(xiàn)實(shí)的，更何況殺蟲劑本身現(xiàn)已遭到諸多質(zhì)疑?；诖?，科學(xué)家們將注意力轉(zhuǎn)向了創(chuàng)造新的雜交薯種上，即利用安第斯野生薯種的豐富基因，修復(fù)傳統(tǒng)馬鈴薯品種及類似薯種的“天然”抗霜霉病能力。在法國國家農(nóng)學(xué)研究院一處基地的試驗(yàn)田及實(shí)驗(yàn)室中，存有馬鈴薯32個(gè)品種、1000個(gè)不同變種的10000個(gè)基因型。研究人員試圖通過連續(xù)地雜交。得到一些能夠繼承野生馬鈴薯優(yōu)良品質(zhì)而又?jǐn)[脫它們先天缺陷的新品種。

同源重組基因

不過任何與馬鈴薯沾邊的事都不容易!馴化的馬鈴薯是四倍體(具有四套染色體)，而多數(shù)野生馬鈴薯是二倍體(兩套染色體)。另外，同一變種內(nèi)部無法自身配種。更主要的是，每年只能配種一次，這便注定馬鈴薯雜交育種是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)。盡管1949年以來，科學(xué)家們克服重重困難，成功地將一些抗病基因移植到了馴化馬鈴薯身上，然而一旦走出試驗(yàn)田，所有嘗試都以失敗告終，每一種防御很快就被致病疫霉輕松攻破?！?至5年內(nèi)，寄生病害就能完全適應(yīng)新的形勢(shì)?！钡系侔！ぐ驳吕镂闹赋?。