莴苣花了6000年,才从杂草变成我们喜爱

2022/9/19 来源:不详

在介绍莴苣的“心路历程”前,我们先科普一个冷知识:油麦菜并不是莴笋的叶子。虽然油麦菜和莴笋都是莴苣属的植物,但油麦菜是叶用莴苣的一个变种——长叶莴苣。而莴笋叶则是茎用莴苣的叶子,油麦菜虽然跟莴笋的叶子长得有点像,但它们是两个不同的品种。

但是你知道吗?莴苣植物并不止油麦菜和莴笋,莴苣植物超过种,而像冰山莴苣,橡树莴苣等大家可能吃过的所有莴苣,都是年前在高加索地区经过改良的野生植物的后代。当时的高加索人最初的目的不是吃它的叶子和茎干,而是从它们的种子中获取植物油。

后来,莴苣开始走向全世界,古希腊和古罗马人进一步培育这种植物,将其用作叶菜之后,莴苣也随着时间的推移出现在我们的盘子里。通过瓦赫宁根大学研究所和中国华大基因(BGI)对种莴苣的DNA分析,详细描述了莴苣的特殊历史。他们的研究成果发表在科学期刊《自然遗传学》(NatureGenetics)上。

试着想象一个由种不同类型的莴苣组成的集合:如今有大约种莴苣品种被种植在世界上大大小小的田地里或温室棚里,而野外也生长着大约种野生莴苣植物。再试着想象从所有这些类型的莴苣中收集的DNA,用来确定我们盘子里的莴苣是如何形成的。对于负责这些研究的科学家们来说,是一件多么浪漫的事。

年前,第一批野生莴苣植物在高加索地区被改良种植。这些最早的莴苣只适合收获种子榨油,古希腊和罗马人进一步培育这些植物(当时,它们的叶子上还有刺)用作叶菜。而DNA所讲述的故事还在继续,直到那些需要从野生品种中获得特性的美国人,才能把柔软光滑的黄油莴苣变成坚硬皱巴巴的冰山莴苣。而科学家们已经从这些莴苣的DNA中获得了所有的信息!

荷兰遗传资源中心(CGN)有一个规模巨大的基因库,也是瓦赫宁根大学研究所(WUR)的一部分,管理着种莴苣种子。这是世界上最大,最完整,记录最好的莴苣收藏馆。

瓦赫宁根大学与中国BGI合作,正在确定所有种类型的DNA顺序,包括分析基因变异以及这些变异之间的异同。。事实证明,现代栽培的莴苣品种大多类似于它们的野生前身高加索莴苣,第一批栽培的莴苣一定是作为种子作物而种植的。莴苣经由罗马帝国在整个欧洲的缓慢迁移,以及从种子作物到叶作物的转变,也可以重建。

这项研究还能够确定在野生绿莴苣的遗传物质中,较新的冰山莴苣从“古老”的凤头莴苣分化的点,这一事实长期以来一直被怀疑是基于这些莴苣品种的系谱数据。

对栽培的莴苣的DNA信息与性状关系的分析表明,对生产和消费需要的性状进行了严格的选择,如无刺、无刺等“驯化性状”,这导致了这些性状基因所在的DNA区域的多样性降低。此外,通过所谓的全基因组关联研究(GWAS)分析DNA变异与性状之间的关系,似乎可以确定DNA中几个基因的位置。

据研究人员介绍,这项研究完美地证明了基因库中的DNA信息可以收集到多少信息。它还表明,在气候变化和全球人口不断增长的时代,保护和保护生物多样性和遗传资源对于可持续的粮食供应是多么重要。

“在我们的收藏品和其他收藏品中,确定它们的DNA顺序,使科学能够追踪到迄今为止隐藏在数千种莴苣和其他作物品种和野生种群中的性状。通过这样做,我们获得了一个巨大宝箱的钥匙。例如,研究某些基因对抗旱或某种疾病的抵抗很重要。然后你就可以在DNA数据中搜索那些基因看起来非常相似的遗传资源,利用这些资源,你可以比以前更快更有效地培育抗旱或抗病的植物。”

通过将所有莴苣的DNA统筹在一起,科学家们就能在气候变化中更有选择性地建议农民们种植哪一个品种的莴苣了。如果这样的机制能用在其他作物上,也许能够避免更多粮食急缺危机在气候变化中的发生。

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