美洲主粮驯化史! 科学家解读5000年“老玉米”基因
2016年12月05日 10:47       参考消息网       作者:苏佳维

    参考消息网站12月2日报道 外媒称,一根有5000年历史的玉米棒揭示了玉米被人类“驯化”的过程。对这根玉米棒所做的DNA分析提供了研究玉米从一种杂草变为美洲粮食基础的过程的线索。这根玉米棒与现在的玉米差别很大,但它已经携有现代玉米的基因了。

  据西班牙《国家报》网站11月17日报道称,在大约9000年前玉米开始进入人类的食谱。在墨西哥西南部巴尔萨斯河谷洞穴中发现的玉米遗迹就属于这一时期。对现代玉米和其祖先类蜀黍进行的基因比对证明,2种植物正是在这一时期开始分化。但是在过去,从这一时期到玉米成为美洲各大文明粮食支柱之间的这段历史一直是空白。

  现在,墨西哥等国的研究人员获得了一根罕见的有5310年历史的玉米棒的DNA样本。这根被称为“特瓦坎162号”的玉米棒是人类现在保有的最古老的玉米棒之一,它是在上世纪60年代被美国考古学家在墨西哥普埃布拉州特瓦坎谷地的一处洞穴中所发现。虽然人类曾发现年代更为古老的玉米棒,但这根玉米棒在漫长的时间中几乎没有受到细菌DNA的污染,这使得科学家能够对它的基因组进行测序,测序结果近期被发表在美国《当代生物学》半月刊上。

  这份研究报告的主要作者,墨西哥科学家哈斯明·拉莫斯表示,尽管从形态学观点上看,“特瓦坎162号”玉米棒比现代玉米小很多,它结出的玉米颗粒也比现代玉米更少、更小,但这根玉米棒已经具备了玉米“驯化”过程中的重要基因。Tga1基因就是其中之一。该基因中的一种核苷酸关系到玉米颗粒外层是否有硬壳。这种核苷酸存在于类蜀黍中,但不存在于玉米和“特瓦坎162号”中。

  这根玉米棒看起来处于驯化过程的中途。无论从年代学、形态学还是遗传学的观点来看,它都处在这样一个位置。除了Tga1基因外,这根玉米棒还具有现代玉米拥有的许多基因,比如影响玉米花序的基因。拉莫斯说,另一个出现在这根玉米棒里的基因是bt2基因,它与玉米中的淀粉及营养价值相关。

  目前的研究结论表明,玉米的驯化过程是缓慢而渐进的。此外,研究显示,从形态学和基因学角度观察,人类种植的玉米和野生类蜀黍之间的差异都远大于它们与其他谷物或野生近缘植物之间的差异。

  不过,“特瓦坎162号”仍保有显示它与类蜀黍之间联系的基因特点。例如,它不具有许多现代玉米拥有的影响甜度的基因突变。

  更加不可思议的是,一种与玉米颗粒脱落有关联的基因没有出现在这根玉米棒中。人类对谷物最重要的“驯化”行为之一,就是避免谷物颗粒一旦成熟就脱落。这种原本用于传播种子的自然机制会使收获变得困难。与现代玉米以及小麦或稻子不同,“特瓦坎162号”中仍不具备能够使颗粒留在穗上的基因。

  也许正是因为这样,随着这根有5000年历史的玉米棒的出现,玉米的基因树上有了一条破碎的分支。不同于树状图上变体不断发展演化并遍及美洲的其他分支,“特瓦坎162号”所属的亚种不能延续并最终灭绝。

   (编译/苏佳维)

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