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科学家揭示葡萄的起源和驯化过程

作者:记者徐鑫雨 发布时间:2023-03-07 07:58:52 来源:光明日报 字体:   |    |  

  【科技前沿】

  本报昆明3月6日电(记者徐鑫雨)作为世界上广泛种植的经济作物之一,葡萄究竟是何时、何地被如何驯化的?云南农业大学董扬教授团队牵头联合17国78位科学家,发起葡萄全球遗传资源分析计划,聚焦葡萄起源、驯化、传播等重要科学问题,形成了葡萄起源和迁徙的一致观点,构建了可供葡萄育种的基因组、表型大数据体系。相关研究成果《葡萄演化中的双重驯化和性状起源》日前在国际学术期刊《科学》发表。该论文被《科学》选为当期封面论文。《科学》同期还刊发了题为《葡萄的两次驯化》的评论文章,对该研究进行介绍并给予高度评价。

  该研究成果通过集合近5000份全球葡萄遗传资源,构建2448份核心葡萄遗传资源基因组信息,揭示了栽培葡萄驯化中心为两个,即双起源中心模式,纠正了此前的单起源中心理论,是葡萄研究的重要里程碑结果。

  该团队论证了栽培葡萄的起源时间大约在距今1.1万年前,远早于此前人类认知的起源时间,表明葡萄是人类目前已知最早驯化的水果,为作物起源驯化研究、葡萄栽培考古学研究提供了重要线索。“葡萄起源研究首先解决了非常经典的生物学问题,即物种何时何地如何被驯化。团队通过追溯基因组中人工驯化的痕迹,判定葡萄驯化时间、地点及亲缘关系。驯化的本质是基因发生变化,明确这一问题对日后依据基因做设计育种是十分有益的。”董扬说。

  通过基因组方法,团队证明了酿酒葡萄和鲜食葡萄在不同区域同时起源,并且起源初期遗传背景就具有重大的差异,解决了学术界对鲜食葡萄和酿酒葡萄起源长达数百年的争议。此外,团队还构建了栽培葡萄遗传资源高精度亲缘关系谱系图,并发现了大量的葡萄人工驯化形状控制基因,绘制了葡萄起源和人工驯化、改良的全景图,这些研究成果将为葡萄功能基因组学研究和育种提供重要参考。

  我国是世界鲜食葡萄的重要产区,云南是我国重要的早熟鲜食葡萄产区,但葡萄产业发展却因“种业”问题受制于人。研究团队成员朱怡凡博士说:“团队已经挖掘到大量人工驯化基因和改良基因,这对研究葡萄农艺性状十分重要。后续将通过完成基因组学研究、设计葡萄育种芯片,实现辅助育种,努力培育出更多优良葡萄品种,助力我国葡萄产业发展。”

  中国工程院院士朱有勇表示,该研究成果为解决葡萄育种领域的难点、痛点问题提供了强有力的科技支撑。希望团队以葡萄种质资源和品种创新突破为基础,立足云南丰富的生物资源,围绕限制我国农艺种业的“卡脖子”难题,深入开展创新攻关,为农业现代化发展贡献智慧和力量。

  董扬表示:“未来,团队将继续做好葡萄功能基因组学研究和葡萄创新产品开发,设计培育出更好的葡萄品种,造福百姓生活。”

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