作者:Rute R. da Fonseca 等 来源:《自然—植物》 发布时间:2015/1/23 11:32:43
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科学家敲定玉米驯化路线
同时重建该农作物遗传变化历程

 

美国可谓是一个玉米的国度。然而距今4000年前,这种农作物作为一种外来的物种,从墨西哥传播开来,并在今天的美国西南部扎下了根。一项新的研究追溯了玉米可能走过的路径,同时重建了其在成为现代玉米的过程中所经历的遗传变化。

并未参与该项工作的、从事古代亚利桑那州早期农业研究的阿尔伯克基市新墨西哥大学考古学家Bruce Huckell认为,这一发现“对于我们的遗传学以及玉米进化历史的认知和了解,是一次意义深远的进步”。

玉米的野生祖先是墨西哥类蜀黍,这是一种在墨西哥中部地区温暖潮湿环境中生长的草本植物,它大约在距今1万年前至6000年前之间被人类首次驯化。

大约4000年前,玉米开始出现在今天的美国西南部地区。关于这种农作物是如何开展自己的旅行的,科学家主要持两种观点——它可能传播到墨西哥的太平洋海岸,或者可能首先来到更加寒冷、更加干燥的墨西哥中部高地,并最终被种植在美国西南部地区。

为了搞清玉米的旅行到底走了哪一条路径,研究古基因组学的丹麦哥本哈根大学的M. Thomas Gilbert和同事比较了32种古代玉米棒的脱氧核糖核酸(DNA)——这些玉米棒有的来自墨西哥,有的来自美国西南部。

研究人员发现,与沿着墨西哥太平洋沿岸生长的玉米品种相比,来自美国西南部的最古老玉米样本——大约距今3000多年——同来自墨西哥高地的玉米在基因方面更为类似。

研究人员在最新出版的《自然—植物》杂志上报告了这一研究成果。

然而,玉米样本越年轻,其与沿岸品种共享的基因就越多。Gilbert认为这表明玉米“最初是沿着高地路线行进的”。但这种依然处于驯化早期阶段的农作物很可能在墨西哥高地或者干燥的美国西南部地区并不“兴旺”。Gilbert推测,几个世纪后,当地种植者“经历了很长的时间用其他品种来不断完善改良它”。

Gilbert的研究团队重新构建了现代玉米的定向进化过程。

Gilbert表示,农民在人工繁殖玉米过程中消除的第一个特征便是脱落现象,这是野生植物向四面八方散播种子的一个过程,然而如果你想要为了下一个季节的栽种而收集种子,那么这将是一个“令人非常恼火的特征”。随后,在几百年的时间里,农民培育出抗旱的玉米,从而使得这种农作物能够在美国西南部干旱的环境中茁壮成长。最终,人类大概只用了1000年的时间来改善玉米的口味、更好的营养成分,而核心是更简单的处理过程,简化了制备食物如玉米饼和玉米粉蒸肉的程序。

Gilbert说:“真的,直到最近,玉米才变成了你在杂货店里能够认出的这种玉米。”

并未参与该项工作的、从事墨西哥西南及北部早期农业研究的圣安东尼奥市得克萨斯大学考古学家Robert Hard表示,这项工作“表明,与之前的认知相比,我们对于玉米传播的了解是一个更为复杂的故事”。

然而如果想要完成这幅图画,恐怕还需要更多的考古学数据。

Hard强调:“我们几乎没有来自墨西哥北部广阔地区的任何数据,这片土地恰好位于玉米在墨西哥的起源地与美国西南部地区之间。”这代表了“我们认知上的一个巨大缺口”。(来源:中国科学报 赵熙熙)

 
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