自交衰退在异花授粉植物中是一种普遍存在的现象：在进行连续多代自交后，会出现生理机能的衰退，表现为生长势减弱、产量降低。
当地时间1月14日，《自然—遗传学》杂志在线发表了云南师范大学马铃薯明升体育app研究院与明升官网农业明升体育app院农业基因组研究所（以下简称基因组所）共同完成的马铃薯自交衰退遗传机制解析成果。这是以二倍体替代四倍体、以杂交种子替代薯块繁殖为目标的“优薯计划”实施以来取得的第二项重大理论突破。
论文第一作者、基因组所博士后张春芝告诉《明升官网明升体育app报》，通过对151份二倍体马铃薯进行重测序，鉴定了全基因组范围内共344831个有害突变。这些有害突变在近着丝粒区域富集，因此很难通过传统杂交重组将其全部清除。
进一步分析发现，任意两份二倍体材料之间相同的有害突变仅为11%，说明马铃薯中的有害突变具有品系特异性。这可能是由于马铃薯长期无性繁殖，品系间基因交流很少导致的。因此，可通过精心设计的杂交组合使这些有害突变保持在杂合状态，获得具有杂种优势的F1杂交种。
为进一步鉴定这些有害突变的遗传效应，研究人员构建了3个二倍体马铃薯自交分离群体，并开发了一套不依赖于亲本的基因分型方法。基于该方法，研究团队从3个群体中鉴定了15个极端偏分离的区域，暗示这些区域含有大效应的有害突变。结合表型分析，研究团队鉴定出5个纯合致死位点以及4个影响长势的位点。这说明有多个基因与自交衰退有关。
研究发现，其中一个致死突变ar1基因控制胚的发育，在马铃薯群体中是一个稀有突变。“这些大效应的有害突变主要位于重组率比较高的区域，说明是可以通过遗传重组将它们有效清除的。”论文通讯作者、基因组所研究员黄三文说。
黄三文强调，该研究为解决马铃薯自交衰退问题提供了非常充分的理论基础，并且第一次全面揭示了植物自交衰退的规律性问题。不过，通过杂交选育淘汰这些自交衰退基因还需要时间。（来源：明升官网明升体育app报 李晨）
