4780个品种，秘鲁为什么要收藏这么多的土豆？|块茎|种植|马铃薯

在秘鲁首都利马，南郊的两栋不甚起眼的小楼里，有一些神秘的大房间。房间的厚窗帘拉得严严实实，但里面却亮得晃眼。房间的布置看上去像是库房，密密麻麻摆满了货架，但货架上只有一排排的玻璃试管——透过挂满水珠的玻璃看进去，里面都是绿油油的植物小苗。

可能会让生物狗觉得眼熟的奇怪“仓库” | cipotato.org

这些房间的确是仓库，但不是简单的仓库，而是国际马铃薯中心（Centro Internacional de la Papa, CIP）的马铃薯种质资源库。这里存放着世界上最完整的马铃薯种质收藏，4780个不同品种的马铃薯小苗被种在装有培养基的试管里，等待着全球科学家、育种专家来函索取。

国际马铃薯中心总部｜machutravelperu.com

为什么要存那么多种马铃薯？

随着农业现代化的进程，农作物的多样性一直在降低，不只是栽培的物种越来越少，品种也越来越单一。在上个世纪的一百年时间里，农作物的基因多样性已经丧失了75%。

多样性的丧失，是效率最大化的代价。农场主希望，他们用不菲价格买进的大型农用机械，面对的是整齐划一的农作物——一样高、一样深、同时播种、同时采摘。但是，品种的单一也有可能带来严重的问题，甚至是灾难。

现代化的马铃薯收割机 | AVR bv / Wikimedia commons

发生于19世纪中期的爱尔兰大饥荒，从一个侧面来讲，便是作物品种单一带来的灾难。

当时，几乎所有爱尔兰人种植的都是一个叫做“爱尔兰脚夫（Irish Lumper）”的土豆品种。它非常优秀，即便是在泥泞、贫瘠的田地里，也可以取得相当不错的收成，一小块土地便能养活一大家子人。但在面对来自墨西哥的致病疫霉（Phytophthora infestans）的时候，这个品种败下阵来，丝毫没有还手之力。

被晚疫病侵染的马铃薯块茎 | Howard F. Schwartz / Colorado State University

之后，马铃薯晚疫病席卷爱尔兰，带来了令人绝望的饥荒与流离失所。

但关于这场灾难，我们还需要注意一个细节：在抵达爱尔兰之前，这个菌株其实已经先后袭击了美国和欧洲本土的土豆产区。马铃薯晚疫病在美国和欧洲大陆的确也造成了一定的损失，但破坏性远远不及爱尔兰。究其原因，一方面当然是因为这些地区对于马铃薯的依赖没有那么严重，另外一方面则是因为美国和欧洲本土种植的土豆品种多样性更高，其中不少对致病疫霉有着一定的抗性。

马铃薯晚疫病的两次主要传播路径，其中红色的路径便是引起爱尔兰大饥荒的那次｜Kentaro Yoshida et al. / wiki commons

将近两个世纪过去了，晚疫病至今依然是威胁马铃薯生产的重要病害之一，只不过危害远不如前。今天，我们有了更多的农药和田间管理方法来防治这种病害，而且还可以直接从根源上做起，培育抗病的品系。

不仅仅是晚疫病。马铃薯作为人类最主要的粮食作物之一，要面临的远非一种病害的威胁——大面积的种植让它有机会接触各种已知甚至未知的植物病原，可以预见的气候变化也将威胁着马铃薯的产出。我们不仅需要抗病抗虫的品种，还需要耐旱耐涝的品种、抗热抗寒的品种。

而这些抗性品种的基因从哪里来？第一选择，当然是来自那些已知的抗性品系；其次，很多抗性基因隐藏在那些缺乏研究的传统品种里，等待我们发现；第三，实在不行我们还可以求助马铃薯的近缘物种，通过种间杂交的手段，我们可以将抗性基因“植入”我们想要的作物品系里。

不同品种的马铃薯块茎 | Michael Major / Global Crop Diversity Trust

这就是为什么我们要尽可能地保护马铃薯的基因多样性——为了让我们在未来面对灾难时，能有更多的应对手段，能有更多的可能性。

为什么要存马铃薯苗？

当提及种质资源库的时候，我们首先能想到的往往是一堆一堆不同的种子，为什么保存马铃薯的品种时，偏偏要选择更脆弱、维护成本更高昂的活体小苗呢？

工作人员需要定期检查小苗的生存状态 | cipotato.org

这要从马铃薯的繁殖方式说起。在农业生产中，马铃薯可以非常容易地通过块茎来繁殖，并稳定地保留这个品种的性状。因此，马铃薯可以被看作是一种典型的“克隆作物”——新生的幼体和母株拥有完全相同的基因，被称为一个“克隆群体”，有时候甚至会被看作同一个生命体。

克隆作物没有办法通过种子来保存，因为如果等它们开花结果、用种子繁殖的话，很多优良的性状不一定能够保留下来。活体保存是储存克隆作物的唯一方式。

我们种的所谓“马铃薯种子”，其实都是马铃薯的块茎 | Doug Beckers / Wikimedia commons

块根的保存时间有限，在小小的无菌试管里装上培养基，让植物在里面缓慢生长，目前来看是相对安全有效，又尽可能占据更少空间的一种策略。为了延缓小苗的生长，研究人员还专门降低了储藏温度（6～8°C），并在培养基里加入了山梨糖醇，给小苗施加了一定的渗透压胁迫——这些措施成功地让换瓶频率从 6～8 周一次降低到了 2 年一次。

严苛的环境会让小苗看上去有一点点不健康，生长也非常缓慢。但是需要的时候，其实只要取一小点进行组织培养就够了｜cipotato.org

国际马铃薯中心还在尝试使用更具性价比的长效储存方式，譬如说用液氮深冻。在超低温的环境下，样本理论上可以安全地储存数个世纪而不丧失活性。

不过，深冻的样本经不起反复冻融，和活体保存相比，取样的成本与风险无疑更高了。国际马铃薯中心为此专门优化了流程，让活体保存与深冻保存结合起来，充分利用二者的优点。现在，越来越多的马铃薯品种在冰库里留下了备份，等到需要它的那一天再苏醒过来。

用零下196摄氏度的液氮处理马铃薯的茎尖组织，以达到长期保存活体组织的目的 | cipotato.org

为什么是在秘鲁？

世界上有超过10亿人以马铃薯为主食，种植区域北至格陵兰、南至智利南部，高可抵海拔4700米，可以说几乎覆盖了人类可以进行农业生产的所有疆域。但是，如果回溯它生长与驯化的源头，我们的目光最终都会聚焦于南美洲秘鲁与玻利维亚境内的安第斯山脉。

壮美的安第斯山脉 | Paolo Costa Baldi / Wikimedia commons

马铃薯的人工栽培最早可追溯到大约公元前8000年到公元前5000年，通过遗传标记的分析，所有可食用的马铃薯品种都源自当年相当于今天秘鲁南部的地区。在已知的4000多个马铃薯品种里，绝大多数都来自于安第斯山区，其中单单秘鲁境内发现收集的就超过3000种。说秘鲁是“马铃薯之乡”，当之无愧。

收集自秘鲁的不同马铃薯品种 | cipotato.org

国际马铃薯中心的种质资源库收藏，始于秘鲁国家马铃薯计划捐赠的约1800个传统马铃薯品种。在之后的45年里，种质资源库的藏品数量一度达到了17347种；但经过广泛的研究，对这些样本进行再度鉴定、去重之后，品种数量大幅缩减。目前，种质资源库里藏有4870个栽培马铃薯品种，包括来自17个国家的4467个传统地方品种和403个改良栽培品种。

国际马铃薯中心的种质资源不仅有马铃薯及其近缘物种，还包括红薯、酢浆薯、菊薯、玛咖等在内的十余种可食用安第斯山块根、块茎植物。