老一輩的臺灣人對番薯有複雜的感情。一方面他們靠著番薯度過糧食不足的歲月，所以可以說，當年若沒有番薯可能就活不下去，但是另一方面又吃番薯吃到怕！在我的課程裡，也會聽到有同學說，他們家的長輩（們）聽到番薯就「愛恨交織」的樣子。
不過，番薯（Ipomoea batatas）不僅是世界許多地區餐桌上的常見食物，更是全球糧食安全的關鍵作物之一。它的優點包括產量高、營養價值高、適應力強，還兼具多用途。
產量高：番薯的單位面積產量高，且能在貧瘠土壤與水分有限的狀況下生長。
營養價值高：橙肉番薯富含 β-胡蘿蔔素，是維生素A的重要來源，對防治夜盲症具有重要性。
適應力強：番薯能耐受乾旱、高溫及部分病蟲害，在氣候變遷下仍具穩定產量潛力。
多用途：番薯不僅可作為糧食，還可作飼料、澱粉與酒精的工業原料。
番薯不只在亞洲重要，在撒哈拉以南非洲（Sub-Saharan Africa, SSA），番薯尤其重要——它既是小農主要的收入來源，也在營養改善計畫中扮演核心角色。
在2025年的 Nature Plants 論文中，研究團隊鎖定非洲栽培品系、六倍體的「Tanzania」 來進行定序與分析。為什麼選這個品系作為六倍體番薯的基因體代表，有幾個關鍵原因：
首先，「Tanzania」是撒哈拉以南非洲種植最廣泛的番薯品系之一，影響數百萬農戶。瞭解它的基因體，對非洲在地的育種計畫來說，就可以直接利用其基因資訊，改善產量、抗逆性與營養成分。
其次，這個品系的塊根乾物質含量高，且對番薯病毒病（SPVD）與 Alternaria 莖枯病具抗性。
第三，它已被用於與美國品系 Beauregard 建立雜交族群、建立高密度遺傳圖譜，一旦基因體組裝完成，與現有圖譜比對也很方便。
最後，這個品系是由非洲在地農民選拔出來的，對當地的氣候適應力以及病蟲害的抵抗力都相當出色，研究它的基因體也可以幫助我們瞭解更多關於番薯的生理學。
研究團隊利用 PacBio HiFi 與 Hi-C 技術，完成「Tanzania」六倍體基因體的全套單倍型（haplotype）分相、染色體層級組裝。
組裝完成後的基因體大小約為 2.76 Gb，與估算的六倍體基因體大小接近，BUSCO 完整性達 98.8%，相位切換錯誤率僅 0.49%。
預測的蛋白質編碼基因有 246,023 個，大多在六套染色體中以多拷貝形式保留。他們發現，與抗逆境相關的基因家族（如 TIR–NBS–LRR 抗病基因）明顯擴張，而基礎「管家基因」則常常只有一份。
透過與野生近緣種全基因體比對，研究團隊發現大約有 1/3 基因體與現分布於厄瓜多沿海的四倍體番薯 I. aequatoriensis高度相似，推測可能就是它的直接祖先之一。
另有大約 2/3 基因體更接近分布於中美洲的四倍體 I. batatas 4×，但相似度不足，顯示真正的另一位祖先可能尚未被發現。
有趣的是，這兩種祖源序列在染色體上呈現交錯分佈的狀態，而不是像小麥那樣清楚分成亞基因體，顯示其減數分裂中存在非偏好性配對與長期重組，屬於段狀異源多倍體（segmental allopolyploid）（註）。
研究團隊還分析了來自南美、亞洲、非洲、北美及大洋洲的 25 個六倍體品系，發現這些品系的 I. aequatoriensis-like 與 I. batatas 4×-like 基因體比例與「Tanzania」類似，支持這兩類祖源對番薯基因組的廣泛貢獻。
在2015年，華盛頓大學的研究團隊，曾經在進行番薯的RNA定序時，無意中發現栽培品系番薯裡面居然有農桿菌（Agrobacterium）的序列。這次的分析，研究團隊也在不同祖源背景中檢測到自然來源的 Agrobacterium T-DNA（IbT-DNA1 與 IbT-DNA2），顯示水平基因轉移事件在番薯演化史中早已發生，並一直保留到現在。
透過研究非洲栽培品系的番薯，我們進一步瞭解了番薯為什麼這麼「隨和」，也發現原來番薯的祖先也不只一個，說不定跟麵包小麥一樣有三個呢！
參考文獻：
Wu, S., Sun, H., Zhao, X. et al. Phased chromosome-level assembly provides insight into the genome architecture of hexaploid sweetpotato. Nat. Plants (2025). https://doi.org/10.1038/s41477-025-02079-6
註：段狀異源多倍體（segmental allopolyploid） 是一種介於「典型異源多倍體」與「同源多倍體」之間的多倍體型態，這個概念最早由植物遺傳學家 G. Ledyard Stebbins 在 1947 年提出，用來解釋某些多倍體的減數分裂行為與基因組結構特徵。
「同源多倍體」常來自於自己的染色體數量因某些原因而加倍。因為不同套染色體彼此高度相似（同源性高），在減數分裂時會形成多價體（multivalents），不同套染色體可以自由配對。
相對的，「典型異源多倍體」因為染色體來自兩個或多個親緣關係較遠的物種，因為各亞基因體差異明顯，造成減數分裂時通常只與相同的亞基因體配對，形成二價體（bivalents），很少發生跨亞基因體配對。例如麵包小麥（六倍體）就可以區分出三個清楚可分的亞基因體 A、B、D。
而段狀異源多倍體（segmental allopolyploid）雖然基因體來自不同的物種（所以是異源），但它們之間的親緣關係比典型異源多倍體更近，導致染色體同源性較高。
於是在減數分裂時，同源染色體既可能偏好與自身亞基因體配對（像異源），也可能隨機與另一亞基因體配對（像同源）。
這麼一來，因為減數分裂時的同源染色體配對後會發生互換（crossover），於是當來自不同亞基因體的染色體配對時，互換當然也會發生，於是隨著時間過去，會發生在一個染色體上有不同祖源片段的重組與交錯分佈，就像「拼布」一樣。
而這樣的事情，就發生在番薯上。
