本文最初发布于 Undark。
在荷兰Angeren村附近的一块田地里，一家名为Solynta的生物技术公司正在种植土豆，每块地呈方形，大小约为16乘13英尺。去年夏天的一个下午，时任该公司首席执行官的Hein Kruyt在田地里踱步，指着那些绿叶丛生的土豆。这些植株看起来很茁壮，但并不特别引人注目。然而，土豆育种专家表示，它们的基因构成非同寻常。
Solynta的土豆是这项近二十年前启动的育种项目的先驱，该项目撼动了土豆研究的世界。它们是杂交育种技术的产物，这项技术在许多作物上取得了育种者 wildest dreams 之外的改进——但由于生物学上的一个怪癖，大多数商业种植的土豆却未能受益。因此，土豆育种非常缓慢，以至于今天人们仍在食用许多与他们曾祖父一个世纪前吃的品种相同的栽培品种。
专家表示，Solynta已经解决了这个问题，这为土豆育种的革命奠定了基础。
美国农业部退休的植物育种家、威斯康星大学麦迪逊分校的荣誉教授Shelley Jansky表示，杂交育种将使育种者能够更快、更系统地培育出新品种。新的土豆品种将更能抵抗疾病、高温、干旱或盐碱。产量可能会提高。精品品种可能会有更有趣的味道、形状或颜色。Kruyt（他现在是该公司的首席财务官）表示，这不需要基因工程，鉴于监管障碍和公众舆论，这是一个巨大的优势。
农业方面的重大进展通常首先出现在富裕国家，并且即使出现，也要经过数年才能传到全球南方。但如果马铃薯革命真的发生，它可能会从非洲开始。Solynta在2023年开始销售其土豆种子，但这些土豆——以及其他一些公司也加入进来的土豆——在西方国家尚不具备竞争力；它们的产量仍低于西欧和美国农民平均每年收获的大约39,500磅。然而，在大多数非洲土豆种植发生的东非高地，它们的产量已经远远高于平均水平。
肯尼亚可能率先采用：肯尼亚植物健康检查服务局于4月正式批准了Solynta的前三个杂交土豆变种。6月下旬，Solynta宣布与制药和农业巨头拜耳达成协议，将在肯尼亚和印度分销其土豆种子。
时机恰当。内罗毕国际马铃薯中心（肯尼亚）的Elly Atieno表示，非洲的马铃薯产量在过去二十年中翻了一番，政策制定者越来越认为这种营养丰富的块茎可以在为非洲大陆日益增长的人口提供粮食方面发挥重要作用。“在肯尼亚，我认为它现在是第二大作物，政府非常重视它，”Atieno说。“我在卢旺达、乌干达、坦桑尼亚等国家也看到了同样的趋势。”
“我研究这项技术已经15年了。作为一名土豆专家，我一直很感兴趣。现在我认为时机已经成熟，可以开始产生影响了，”热带农学家Peter Gildemacher说道。他是Sepia基金会的联合创始人兼领导者，该基金会希望帮助在撒哈拉以南非洲地区推广杂交土豆。（该基金会获得了Solynta的资助，但独立于公司运作）。“我认为，如果非洲能够成为一次先行者，那将很酷。”
杂交育种的重要性怎么强调都不为过，在过去一个世纪里，这项技术已被广泛应用于许多作物。基本原理很简单。通过多代自花授粉，育种者会培育出纯系品系，这些品系在两条染色体上都具有相同的基因版本。近亲繁殖通常会导致植物衰弱、乏力，但当两个纯系亲本品系杂交时，它们的后代通常会健康而茁壮。
杂交育种的一个关键优势是易于引入新性状。例如，如果育种者发现一种抗病性强的野生玉米变种，他们可以将其与其中一个纯系品系杂交，然后使用一种称为回交的方法，几乎消除野生植物的所有基因，只保留赋予抗性的基因。这个过程需要几代，可以使育种者逐个添加有利性状。
杂交育种的另一个优势是均一性。两个纯系亲本品系杂交产生的所有种子都具有完全相同的基因构成，提供了农民重视的高度可预测性。
然而，要培育出纯系品系，育种者通常需要反复自花授粉。这对于土豆植株来说一直是不可能的，因为它们具有天然的抗近亲繁殖的保护系统。更复杂的是，大多数商业种植的土豆品种是四倍体而非二倍体，这意味着它们的每个细胞中有四套染色体而不是两套。Jansky说，这使得育种过程就像“掷骰子看后代会是什么样”，这并不是一种高效的新品种开发方法。
大约二十年前，荷兰植物遗传学家Pim Lindhout决定攻克这个难题。Lindhout在瓦赫宁根大学和研究中心工作了近二十年，专注于番茄育种，2006年，他加入了De Ruiter Seeds公司，这是一家在蔬菜种子领域处于领先地位的公司，其首席执行官希望将其业务扩展到土豆领域。Lindhout接受了挑战，但他表示，当时他对同事说：“伙计们，这项研究太原始了。一定有另一种方法。”但他说，其他人在一个世纪以来都曾徒劳地试图改进土豆育种。“人们总是用一种怜悯的眼光看我。他们说：‘Pim，你像番茄一样思考。土豆不一样，你需要像土豆一样思考。’”
美国种子巨头孟山都（Monsanto）于2008年收购了De Ruiter，但对土豆研究并不特别感兴趣，Lindhout说。他说，收购协议中的一项特殊条款允许他和三位同事收购这项土豆业务，他们利用自己的时间继续进行这项工作。
他们知道，风险很高。杂交育种将使他们能够结合现有栽培品种的最佳特性。或者，他们可以从南美当地种植的土豆惊人的生物多样性中引入有利性状——例如，培育出更能抵抗气候变化影响的品种，或者对困扰土豆的多种真菌、细菌和病毒疾病具有抗性的品种。
另一个好处是：杂交土豆可以直接从种子种植，而不是像目前那样需要昂贵的鸡蛋大小的块茎（称为种薯）来种植每个季节的土豆作物。种薯体积大、运输成本高且易腐烂；而育种者称之为“真正的马铃薯种子”则非常小，几乎没有重量，可以保存多年。它们使得将任何新培育的栽培品种引入世界任何地方都变得更加容易。
2010年，Lindhout与Kruyt以及另外两位同事离开了孟山都，全职加入他们于2007年创立的公司Solynta。在2011年发表于《马铃薯研究》（Potato Research）杂志上的一篇论文中，他们宣布创造了首批稳定的纯系马铃薯品系。Solynta的团队利用一种名为Sli的基因生产了它们，该基因于1998年发现，它允许野生马铃薯物种进行自花授粉。将该基因引入其他品种也允许它们进行近亲繁殖。而且，由于Lindhout和他的团队从二倍体植株开始，他们不必处理四倍体品种的复杂性。尽管首批纯系品系产生了矮小的块茎，但杂交育种开启了一个新世界。
Solynta的工作在传统上沉闷的土豆育种界引起了极大的兴奋。HZPC是一家荷兰公司，一个多世纪以来一直以传统方式培育土豆，已加快了其于2010年启动的杂交土豆育种计划。美国土豆和冷冻炸薯条的巨头J.R. Simplot公司已与德国种子生产商KWS合作，开发专门针对薯片和炸薯条行业的杂交土豆。他们的合资公司Aardevo也设在荷兰。美国农业部资助的科学家启动了Potato 2.0项目。Sanwen Huang是Lindhout的前博士生之一，正在中国深圳的中国农业科学院一个研究所开发杂交土豆。
随着兴趣的爆炸式增长，出现了经典的知识产权斗争。Kruyt表示，Solynta已在欧盟、美国和几个其他国家获得了杂交二倍体土豆培育的专利，并愿意通过许可技术达成协议。“我不知道在不使用我的专利的情况下如何培育杂交土豆，”他说。
但是，伦敦一家律师事务所（身份不明）对欧洲专利提出了异议，声称Solynta的方法并非真正新颖，并且不包含“创造性步骤”。Solynta认为Aardevo侵犯了其专利。2023年7月，应Solynta的要求，当局搜查了Aardevo的办公室，进行了一次不同寻常的证据扣押。Aardevo拒绝就此案回答问题，但其网站上的一份声明称，该公司的业务“不侵犯有效专利”，并称Solynta的案件“毫无根据”。
Kruyt表示，无论这些冲突如何解决，Solynta的马铃薯种子很可能需要至少四年才能广泛推广，因为产量必须进一步提高。Aardevo的前董事总经理Paul van den Wijngaard表示，其产品要到2030年后才能上市。“最终，在15到20年后，我认为整个四倍体系统将被取代，”Huang说。
与此同时，Solynta和HZPC已将注意力转向东非，那里的平均马铃薯产量仅为每英亩9,000磅，是美国的五分之一。部分原因是，非洲农民通常会留下一部分收成用于下一季种植，这导致真菌、细菌和病毒疾病代代相传，从而降低产量。（尽管撒哈拉以南非洲有一些种薯公司，但该地区缺乏像富裕国家那样广泛、严格监管的马铃薯种子产业，部分原因是块茎运输成本高昂且困难。）
Kruyt表示，真正的种子是更清洁的起始材料，因为通过种子传播的疾病很少。Solynta的品种抗晚疫病，即导致爱尔兰大饥荒的真菌，有潜力“立即”使产量翻倍。
肯尼亚国家马铃薯理事会首席执行官Wachira Kaguongo预测，农民将拥抱杂交马铃薯。他说，这项技术“非常适合农民，而且对农民非常好，因为它在很大程度上解决了储存、运输和减少疾病方面的问题。”
Kaguongo将杂交马铃薯的到来比作手机的引入，手机席卷非洲，部分原因是因为固定电话线路很少。“由于电信方面的空白，这一切发生得非常快，”他说。“由于缺乏种薯系统，‘同样的事情也可能在这里发生’。”
然而，Kaguongo表示，杂交马铃薯将如何进入非洲田地尚不清楚。他说，农民可以购买并播种自己的种子，一直种植到成熟的植物，就像大多数蔬菜农民现在所做的那样。但在地球上的许多地方，生长季节太短，无法从种子中长出成熟的植物。此外，从真正的种子开始需要马铃薯农民不总是习惯于投入的奉献和关怀。块茎含有自己的养分和水分，更容易种植。这就是为什么一些专家认为，专业农民可以从种子中生产种薯，甚至幼苗，然后出售给附近的农民，这些农民仍然可以从无病起始材料和育种创新中获益。
Kaguongo表示，将需要尝试几种模式。Gildemacher认为，未来的方向是培育一家专门从事从种子种植种薯的专业企业。他联合创立的Sepia基金会希望与当地组织合作，促进非洲大陆的这种转变。
但Gildemacher表示，他在吸引资金方面遇到了困难。他认为，捐助者更关注木薯和其他被视为典型的非洲作物，尽管非洲对马铃薯的需求在增长。（Kruyt表示，Solynta曾试图引起比尔及梅琳达·盖茨基金会的兴趣，该基金会大力投资于非洲农业，但被告知马铃薯不是优先作物。）Gildemacher说，这项技术仍然很新，还没有太多成果，这可能无助于吸引资助。
国际马铃薯中心科学家Atieno表示，他希望该地区的公共部门能够参与进来，部分原因是建立信任。鉴于对转基因生物的喧嚣，Atieno说，杂交马铃薯的形象“很容易被混淆和完全歪曲”。
“大多数农民会更信任由国家研究机构推广的东西，而不是可能由外国公司推广的东西，”他补充道。
Gildemacher乐观地认为，经济预测可能会说服资助者。他说，如果撒哈拉以南的农民能够缩小与北非（农民平均每英亩约25,000磅）之间一半的产量差距，那将为他们带来数十亿美元的收入。
未来还有更多潜在的好处。目前，由于马铃薯需要凉爽的温度，种植集中在撒哈拉以南非洲的高海拔地区。如果杂交育种能够培育出耐热植株，这个区域可以扩大。Jansky说，她相信野生马铃薯品种蕴藏着实现这一目标所需的基因。
Kaguongo说：“这是杂交马铃薯最大的优势之一：在很短的时间内，你可以融入你想要的或需要的属性。‘这就是它的美妙之处。’”
