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在秘魯首都利馬，南郊的兩(liang) 棟不甚起眼的小樓裏，有一些神秘的大房間。房間的厚窗簾拉得嚴(yan) 嚴(yan) 實實，但裏麵卻亮得晃眼。房間的布置看上去像是庫房，密密麻麻擺滿了貨架，但貨架上隻有一排排的玻璃試管——透過掛滿水珠的玻璃看進去，裏麵都是綠油油的植物小苗。

可能會(hui) 讓生物狗覺得眼熟的奇怪“倉(cang) 庫” | cipotato.org

這些房間的確是倉(cang) 庫，但不是簡單的倉(cang) 庫，而是國際馬鈴薯中心（Centro Internacional de la Papa, CIP）的馬鈴薯種質資源庫。這裏存放著世界上最完整的馬鈴薯種質收藏，4870個(ge) 不同品種的馬鈴薯小苗被種在裝有培養(yang) 基的試管裏，等待著全球科學家、育種專(zhuan) 家來函索取。

國際馬鈴薯中心總部｜machutravelperu.com

為(wei) 什麽(me) 要存那麽(me) 多種馬鈴薯？

隨著農(nong) 業(ye) 現代化的進程，農(nong) 作物的多樣性一直在降低，不隻是栽培的物種越來越少，品種也越來越單一。在上個(ge) 世紀的一百年時間裏，農(nong) 作物的基因多樣性已經喪(sang) 失了75%。

多樣性的喪(sang) 失，是效率最大化的代價(jia) 。農(nong) 場主希望，他們(men) 用不菲價(jia) 格買(mai) 進的大型農(nong) 用機械，麵對的是整齊劃一的農(nong) 作物——一樣高、一樣深、同時播種、同時采摘。但是，品種的單一也有可能帶來嚴(yan) 重的問題，甚至是災難。

現代化的馬鈴薯收割機 | AVR bv / Wikimedia commons

發生於(yu) 19世紀中期的愛爾蘭(lan) 大饑荒，從(cong) 一個(ge) 側(ce) 麵來講，便是作物品種單一帶來的災難。

當時，幾乎所有愛爾蘭(lan) 人種植的都是一個(ge) 叫做“愛爾蘭(lan) 腳夫（Irish Lumper）”的土豆品種。它非常優(you) 秀，即便是在泥濘、貧瘠的田地裏，也可以取得相當不錯的收成，一小塊土地便能養(yang) 活一大家子人。但在麵對來自墨西哥的致病疫黴（Phytophthora infestans）的時候，這個(ge) 品種敗下陣來，絲(si) 毫沒有還手之力。

被晚疫病侵染的馬鈴薯塊莖 | Howard F. Schwartz / Colorado State University

之後，馬鈴薯晚疫病席卷愛爾蘭(lan) ，帶來了令人絕望的饑荒與(yu) 流離失所。

但關(guan) 於(yu) 這場災難，我們(men) 還需要注意一個(ge) 細節：在抵達愛爾蘭(lan) 之前，這個(ge) 菌株其實已經先後襲擊了美國和歐洲本土的土豆產(chan) 區。馬鈴薯晚疫病在美國和歐洲大陸的確也造成了一定的損失，但破壞性遠遠不及愛爾蘭(lan) 。究其原因，一方麵當然是因為(wei) 這些地區對於(yu) 馬鈴薯的依賴沒有那麽(me) 嚴(yan) 重，另外一方麵則是因為(wei) 美國和歐洲本土種植的土豆品種多樣性更高，其中不少對致病疫黴有著一****定的抗性。

馬鈴薯晚疫病的兩(liang) 次主要傳(chuan) 播路徑，其中紅色的路徑便是引起愛爾蘭(lan) 大饑荒的那次｜Kentaro Yoshida et al. / wiki commons

將近兩(liang) 個(ge) 世紀過去了，晚疫病至今依然是威脅馬鈴薯生產(chan) 的重要病害之一，隻不過危害遠不如前。今天，我們(men) 有了更多的農(nong) 藥和田間管理方法來防治這種病害，而且還可以直接從(cong) 根源上做起，培育抗病的品係。

不僅(jin) 僅(jin) 是晚疫病。馬鈴薯作為(wei) 人類最主要的糧食作物之一，要麵臨(lin) 的遠非一種病害的威脅——大麵積的種植讓它有機會(hui) 接觸各種已知甚至未知的植物病原，可以預見的氣候變化也將威脅著馬鈴薯的產(chan) 出。我們(men) 不僅(jin) 需要抗病抗蟲的品種，還需要耐旱耐澇的品種、抗熱抗寒的品種。

而這些抗性品種的基因從(cong) 哪裏來？第一選擇，當然是來自那些已知的抗性品係；其次，很多抗性基因隱藏在那些缺乏研究的傳(chuan) 統品種裏，等待我們(men) 發現；第三，實在不行我們(men) 還可以求助馬鈴薯的近緣物種，通過種間雜交的手段，我們(men) 可以將抗性基因“植入”我們(men) 想要的作物品係裏。

不同品種的馬鈴薯塊莖 | Michael Major / Global Crop Diversity Trust

這就是為(wei) 什麽(me) 我們(men) 要盡可能地保護馬鈴薯的基因多樣性——為(wei) 了讓我們(men) 在未來麵對災難時，能有更多的應對手段，能有更多的可能性。

為(wei) 什麽(me) 要存馬鈴薯苗？

當提及種質資源庫的時候，我們(men) 首先能想到的往往是一堆一堆不同的種子，為(wei) 什麽(me) 保存馬鈴薯的品種時，偏偏要選擇更脆弱、維護成本更高昂的活體(ti) 小苗呢？

工作人員需要定期檢查小苗的生存狀態 | cipotato.org

這要從(cong) 馬鈴薯的繁殖方式說起。在農(nong) 業(ye) 生產(chan) 中，馬鈴薯可以非常容易地通過塊莖來繁殖，並穩定地保留這個(ge) 品種的性狀。因此，馬鈴薯可以被看作是一種典型的“克隆作物”——新生的幼體(ti) 和母株擁有完全相同的基因，被稱為(wei) 一個(ge) “克隆群體(ti) ”，有時候甚至會(hui) 被看作同一個(ge) 生命體(ti) 。

克隆作物沒有辦法通過種子來保存，因為(wei) 如果等它們(men) 開花結果、用種子繁殖的話，很多優(you) 良的性狀不一定能夠保留下來。活體(ti) 保存是儲(chu) 存克隆作物的唯一方式。

我們(men) 種的所謂“馬鈴薯種子”，其實都是馬鈴薯的塊莖 | Doug Beckers / Wikimedia commons

塊莖的保存時間有限，在小小的無菌試管裏裝上培養(yang) 基，讓植物在裏麵緩慢生長，目前來看是相對安全有效，又盡可能占據更少空間的一種策略。為(wei) 了延緩小苗的生長，研究人員還專(zhuan) 門降低了儲(chu) 藏溫度（6～8°C），並在培養(yang) 基裏加入了山梨糖醇，給小苗施加了一定的滲透壓脅迫——這些措施成功地讓換瓶頻率從(cong) 6～8 周一次降低到了 2 年一次。

嚴(yan) 苛的環境會(hui) 讓小苗看上去有一點點不健康，生長也非常緩慢。但是需要的時候，其實隻要取一小點進行組織培養(yang) 就夠了｜cipotato.org

國際馬鈴薯中心還在嚐試使用更具性價(jia) 比的長效儲(chu) 存方式，譬如說用液氮深凍。在超低溫的環境下，樣本理論上可以安全地儲(chu) 存數個(ge) 世紀而不喪(sang) 失活性。

不過，深凍的樣本經不起反複凍融，和活體(ti) 保存相比，取樣的成本與(yu) 風險無疑更高了。國際馬鈴薯中心為(wei) 此專(zhuan) 門優(you) 化了流程，讓活體(ti) 保存與(yu) 深凍保存結合起來，充分利用二者的優(you) 點。現在，越來越多的馬鈴薯品種在冰庫裏留下了備份，等到需要它的那一天再蘇醒過來。

用零下196攝氏度的液氮處理馬鈴薯的莖尖組織，以達到長期保存活體(ti) 組織的目的 | cipotato.org

為(wei) 什麽(me) 是在秘魯？

世界上有超過10億(yi) 人以馬鈴薯為(wei) 主食，種植區域北至格陵蘭(lan) 、南至智利南部，高可抵海拔4700米，可以說幾乎覆蓋了人類可以進行農(nong) 業(ye) 生產(chan) 的所有疆域。但是，如果回溯它生長與(yu) 馴化的源頭，我們(men) 的目光最終都會(hui) 聚焦於(yu) 南美洲秘魯與(yu) 玻利維亞(ya) 境內(nei) 的安第斯山脈。

壯美的安第斯山脈 | Paolo Costa Baldi / Wikimedia commons

馬鈴薯的人工栽培最早可追溯到大約公元前8000年到公元前5000年，通過遺傳(chuan) 標記的分析，所有可食用的馬鈴薯品種都源自當年相當於(yu) 今天秘魯南部的地區。在已知的4000多個(ge) 馬鈴薯品種裏，絕大多數都來自於(yu) 安第斯山區，其中單單秘魯境內(nei) 發現收集的就超過3000種。說秘魯是“馬鈴薯之鄉(xiang) ”，當之無愧。

收集自秘魯的不同馬鈴薯品種 | cipotato.org

國際馬鈴薯中心的種質資源庫收藏，始於(yu) 秘魯國家馬鈴薯計劃捐贈的約1800個(ge) 傳(chuan) 統馬鈴薯品種。在之後的45年裏，種質資源庫的藏品數量一度達到了17347種；但經過廣泛的研究，對這些樣本進行再度鑒定、去重之後，品種數量大幅縮減。目前，種質資源庫裏藏有4870個(ge) 栽培馬鈴薯品種，包括來自17個(ge) 國家的4467個(ge) 傳(chuan) 統地方品種和403個(ge) 改良栽培品種。

國際馬鈴薯中心的種質資源不僅(jin) 有馬鈴薯及其近緣物種，還包括紅薯、酢漿薯、菊薯、瑪咖等在內(nei) 的十餘(yu) 種可食用安第斯山塊根、塊莖植物。

塊莖金蓮花（Tropaeolum tuberosum）的塊莖，可以作為(wei) 蔬菜或者主食食用 | Michael Hermann / Wikimedia commons

任何機構都能以研究、育種或教育目的，向國際馬鈴薯中心索取這些樣本。我國作為(wei) 世界第一大馬鈴薯種植國家，25%種植麵積栽種的是由國際馬鈴薯中心直接或間接培育的馬鈴薯品種。

我們(men) 麵對著一個(ge) 充滿了不確定性的未來，但如果能夠好好利用這些埋藏於(yu) 安第斯山地下的寶藏，利用好這些我們(men) 賴以為(wei) 生的多樣性，或許我們(men) 可以讓世界變得更健康、更堅韌、包容性更強。

作者：老貓

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