流浪狗,“古怪”的基因,还有一种能激发“亵渎”诗歌的深情。这种植物被称为芸苔属植物拉伯历史悠久,经过几十年的争论,终于浮出水面。人类将其转化为萝卜、小白菜、西兰花拉贝(也被称为拉皮尼)和其他农产品通道的居民,这种单一物种最早起源于6000年前的中亚,很可能就在西喜马拉雅山脉高耸入云的山峰的阴影下。

本月初,分子生物学与进化发表一项前所未有的研究发现b·拉伯这项研究汇集了基因测序、环境建模以及迄今为止收集到的最大数量的野生、野生和栽培样本。该团队的研究结果不仅对了解下一道炒菜的家谱很重要:这篇论文在了解地球上最重要的农业物种之一如何抵御气候变化方面迈出了重要的一步。

“这项研究真的很棒。我喜欢他们采取的方法,以及他们放置它的框架,”威斯康辛大学欧克莱尔分校的植物进化生物学家诺拉·米切尔说。米切尔没有参与这项研究,他研究的是杂交和适应性进化。她说,新论文的环境建模-重建条件下b·拉伯适应了不同的地点,并预测了变化的条件对它的未来可能意味着什么,这使得这项研究特别引人注目。她说:“了解这些不同群体的基因的多管齐下的方法、野生采样和环境建模使这项研究非常可靠。”

当你考虑到多样性和全球传播时,这项工作是一项特别的成就b·拉伯该研究的第一作者、纽约植物园的植物学家亚历克斯·麦卡维(Alex McAlvay)说,逃离农民田地的作物、野生亲缘和野生品种“占领了世界”。现在,他说,b·拉伯从阿拉斯加到火地岛,都生长着各种各样的植物。它们生长在大洋洲,从西班牙生长到日本。

水菜在日本被驯化,与芜菁、小白菜和许多其他受欢迎的蔬菜是同一物种。拉伯< / em >作物。
水菜在日本被驯化,与芜菁、小白菜和其他许多受欢迎的蔬菜是同一物种b·拉伯作物。石桥俊正,CC BY 2.0/flickr

“你可以去圣地亚哥,去海边,去看野生动物芸苔属植物拉伯他补充道。“但它们并不是真正的野生动物。他们就像逃跑的流浪狗,在树林里组成了自己的狼群。”b·拉伯它作为一种野生植物在世界范围内生存的能力给它的起源带来了很多不确定性。植物学家经常观察作物的野生亲缘,以帮助了解植物最初是在哪里被驯化的。但b·拉伯无处不在,在这项新研究之前,区分真正的野生物种和野生逃亡者几乎是不可能的。

“人们提出了欧洲,东亚,中亚,多种起源,”麦卡维说。以前的一些研究,部分基于文学证据,认为b·拉伯它的驯化时间大约在2000年前,很可能在欧洲。他说:“我们有一种偏见,认为所有希腊人和罗马人写的东西都意味着他们是第一个这么做的,在那个时代,我非常厌倦看到这种论点。”对来自印度和中国的古代文献进行更广泛的研究后发现b·拉伯McAlvay说,这种作物可以追溯到近3000年前,他的团队对数百个样本的基因分析将驯化的开始日期进一步推迟到4000到6000年前的某个地方。

虽然基因探测工作一直是一项复杂的工作,但McAlvay说,他和他的同事们受到的挑战尤其大,因为来自两者祖先的基因“疯狂混乱”b·拉伯和它的近亲b . oleracea另一种提供多种蔬菜的单一物种:西兰花、花椰菜、卷心菜、羽衣甘蓝等。

植物学家Makenzie Mabry说:“我们认为这些物种具有如此惊人的多样性的一个原因是,它们的祖先不仅有它们基因组的复制,而且有三倍。”她在密苏里大学时参与撰写了这篇新论文。人类和许多其他生物遗传了一组染色体,来自双亲各一半,而一些植物遗传了双组染色体。的芸苔属植物马布里说,它的祖先有三套基因,这给后代留下了“所有的基因组空间,可以做一些非常酷、古怪的事情。”大量的基因意味着大量的适应性原料。马布里补充说,即使是在植物世界中,“人们也能意识到芸苔属植物作为一个小小的‘多余的’。”

野生芸苔的驯化最早可能出现在中亚的兴都库什。
野生动物的驯化芸苔属植物拉伯很可能最早出现在中亚的兴都库什。lensnmatter, CC BY 2.0/FLICKR

植物学家说,人类利用了这种多样性的潜力,并对其进行了研究b . oleracea美国的驯化历史。故事很可能开始于兴都库什山脉一片狭窄多山的地区,包括巴基斯坦、阿富汗和印度的部分地区。麦卡维说,在那里,第一种被驯化的作物是萝卜,“然后向东和西传播。”

在驯化和多样化的道路上,“还有一层奇怪的东西”,McAlvay补充道:不同的文化选择了植物不同部位的某些特征。例如,我们熟悉各种颜色、大小和味道的番茄,但它们都是植物的果实茄属植物lycopersicum.为b·拉伯然而,“对于萝卜来说,你看到的是它的根,植物地下的茎。Tatsoi是叶子。花椰菜是花,”麦卡维说。

“在中国,人们看到的是同样的原材料——萝卜,他们的做法与意大利人和西班牙人完全不同,”他接着说,列出了一串富含水分的小白菜、粗萝卜、苦青菜、锯齿叶水菜等b·拉伯在全球范围内排列。

遗传研究表明,萝卜可能是最早的芸苔属作物,起源于6000年前的中亚。
基因研究表明,萝卜可能是第一个芸苔属植物拉伯这种作物起源于6000年前的中亚。佛朗哥·福里尼,CC BY-SA 2.0/flickr

“这些作物有很多关于人类和人类历史的东西。这些东西在世界各地都有,而且比大多数作物都多,人们在自己的后院种植它们,并与它们有着密切的关系,”Mabry说。这种亲近感通常会使人们对这种植物产生一种特殊的感情。

麦卡尔维分享了他翻译的加利西亚谚语,来自西班牙西北部地区,那里是三个心爱的人的家b·拉伯作物:芜菁,格莱洛斯和纳比扎斯。“萝卜,萝卜绿,萝卜花,加利西亚人的三位一体。他们是三个不同的人,但只有一个真神,”麦卡维说。“令人惊讶的是,在这样一个天主教地区(圣地亚哥之路的尽头),这是亵渎,但这只是表明他们有多喜欢芸苔属植物作物。”

b·拉伯植物的根不仅仅是植物学历史上的一个练习。米切尔关注的是人们最喜爱的向日葵的野生亲缘,她指出:“向日葵是北美最初驯化的少数几种作物之一。”她说,人们经常问她,为什么知道一种植物的起源故事很重要。“粮食安全是一个大问题,特别是全球粮食安全。和芸苔属植物有这么多作物,不仅是蔬菜,还有油类,面对气候变化、干旱加剧、营养变化以及作物枯萎病和作物疾病,继续生产这些作物品种真的很重要,”米切尔解释说。“重要的是,不仅要了解过去发生了什么,还要了解这些植物在未来可能会如何反应,还要知道什么样的遗传资源可以增加多样性。”

麦卡维认为,这篇论文对杂草、野生品种的发现可能对更好的育种具有特别重要的意义b·拉伯未来的庄稼。他说:“在近代史的大部分时间里,人们都认为植物界的流浪狗没有特别的用处。”“但由于它们已经适应了真正粗糙、艰苦的环境,随着基因编辑技术的出现,它们受到了那些野生萝卜的启发。”

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