2017年，美国种植了超过100万英亩的土豆，使该国第一大蔬菜作物成为块茎作物。但是土豆并不是唯一的块茎。几个世纪以来，菊芋、马铃薯和马苏瓦——一种重要的安第斯山脉的粮食保障作物——一直被人们食用，因为它们含有宝贵的热量和营养。
密歇根州立大学的植物科学家Robin Buell和Patrick Edger获得了一项为期四年的260万美元的国家科学基金会(NSF)拨款，用于研究块茎的进化。
“块茎，像土豆和山药，给植物提供多年生能力，在恶劣天气下提供能量和休眠，然后在合适的条件下长出相同的植株，”Buell说，他是密歇根州立大学的杰出教授和植物弹性研究所主任。像西红柿一样，一年生植物只能通过有性繁殖来产生种子。然后，它会结出一个多肉的果实，撒下种子，然后，根据不同的物种，它希望有动物来吃它，以传播这些种子。”
原来，布埃尔所说的“近亲”是土豆和西红柿。但即使在这些相关的物种中，一个人制造块茎，一个人不制造块茎。这项资助将于今年9月开始，旨在找出原因。
“制作块茎的所有机械部件都在番茄里，但布线不同，”说过活。“在进化过程中发生了一些事情，我们想通过观察物种对并问‘什么是相似的，什么是不同的?’来弄清楚这些事情是什么。”
“我很兴奋地发现，不同的基因是如何从祖先的一套功能中重新连接起来的，这些功能现在都参与到了块茎的发育过程中。”密歇根州立大学农业与自然资源学院园艺系助理教授埃杰说。“这是一个高度复杂的特征，已经独立进化了多次。我们的研究将集中在10个亲缘关系非常遥远的结核形成物种上，其中一些在1亿多年前有一个最近的共同祖先。”
许多块根和块茎作物起源于高海拔的安第斯山脉，通过在地下储存能量来适应干燥的气候和强烈的紫外线。块茎是植物对恶劣环境的一种反应，这种环境使植物的生长条件不理想。
他们的研究表明，马铃薯块茎是由调控关键发育特征(如开花)的基因发出信号的，基于这些研究，Buell和Edger实验室将使用先进的基因组学工具来揭示块茎发育的机制。
“我们将使用一种系统生物学的方法来比较每个块茎形成物种基因组中的每个基因和非块茎形成物种基因组中的基因，”磨边机。“这将揭示在块茎发育过程中起重要作用的候选基因，然后我们将在实验室对其进行功能验证。”
这笔资金将用于支持大学研究人员，以及密歇根州立大学4-H儿童公园的拓展活动，在那里，公众将了解这些地下奇迹和它们基因相同的豆芽。
“这个项目很令人兴奋。”过活。“块茎普遍存在，对食品安全至关重要，但经常被研究人员忽视，所以如果我们能了解制造块茎的关键事件，那么我们接下来要问的问题是，‘我们如何才能制造出更好的块茎?’”
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