近期,年轻的中国科学家董扬等联合“一带一路”沿线为主的17个国家的79位科学家,把葡萄的栽培史提到了11000年以前,解决了学术界对葡萄起源长达百余年的争议,构建了几乎覆盖所有栽培葡萄遗传资源高精度亲缘关系谱系图,提供了葡萄定向育种和设计育种新技术路径。
回首科研路,带着累累硕果,记者跟随科学家沿着“一带一路”,来一次穿越万年的旋风之旅。
达尔文开了个头,却没有给出结论
15000年来,人类驯化了300多种动物和植物。历尽洪荒,从狩猎—采集社会,过渡到农业社会。
植物的引种驯化,是指经过人工选择、栽培,使野生或外来植物适应本地自然环境,并为人所利用,其本质是将基因多样性变化导致的不同性状表型,在层层选择和改良中加以保留或摒弃,形成农业作物的品种和品系。
葡萄约有60个可生育的野生种,北美约有28种,东亚约有30种,它们喜欢生长在海拔200米至1500米间的温带山坡、沟谷林、灌丛和针阔混交林缘地带。
由于未经人工引种驯化,野生葡萄穗粒小,产量低,口感酸涩,它们往往还是雌雄异株,这意味着自然界中的葡萄,只有一半可以结果。“古人选择了突变的雌雄同株,通过人工驯化,将其保留和传播开来。”云南农业大学教授董扬说,就此使栽培型葡萄产量远高于野生葡萄,同时形态、颜色、香气也呈多样化。
伴随着人类文明进程,作为水果和酿酒原料,葡萄分布渐广,品种日益繁多,目前全世界登记在册的品种约有11000个。
达尔文在《物种起源》第一章,描述了一个非常有意思的现象:家养动物和家养植物与它们的野生祖先有很大的形态差异。多年后,他又写下《动物和植物在家养驯化下的变异》,详细讲述人工驯化的动物和植物。但家养驯化动物和植物是何时何地如何进行的,达尔文开了个头,却没有给出结论,留下一个百年谜题,葡萄便是其一。
在自然条件下,要形成一个新物种最短也需要几十万年,而人工驯化环境下,仅用几千年时间就可以形成一个相对独立的物种,很多家养物种的形态、特性都和野生祖先产生了巨大的差异,形成了生殖隔离,符合新物种标准。人工驯化与自然选择迥异,很多物种特征满足人工驯化需求,却不利于在自然界中自然繁衍,但有利于人工繁育。
在国际上,葡萄学是与园艺学平行的独立学科,足可见人们对葡萄的偏爱与倚重。
大多数葡萄学教科书都认为,人工栽培葡萄起源于大约8000年前;同时,对葡萄起源地也一直存在争议,不同教科书中有不同的答案,但大多数认为葡萄起源于地中海附近,是单一区域起源,鲜食葡萄和酿酒葡萄起源也可能有先后。
“针对诸多疑问,2017年,我们开展了第一阶段探索性研究,在全国和亚洲范围内收集了472个葡萄遗传资源进行基因组分析。”董扬说,那时,他们只试图探索基因组方法是否可应用于葡萄的遗传资源分析。
“当时我们提出,现代葡萄可能在黑海地区起源,具体什么地方不清楚,起源驯化时间大约在7460年前。”云南农业大学原校长、教授盛军告诉科技日报记者,但这个结果提出后非常有争议。为深入开展科学研究,让理论更加完善,云南农业大学生物大数据重点实验室研究团队很快展开了另一项研究。
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