科学家揭开玉米身世之谜

2014-02-12 09:11 | 作者: | 标签: 玉米身世


中国科学报,段融/文)玉米是一种驯化作物。与小麦、水稻有明显的野生近缘种不同,人们很难找到果实颗粒分排密布在玉米轴上的野生品种。

基因分析显示,玉米的祖先是一种生活在墨西哥的细长型野草——大刍草(又称为类蜀黍)。研究者一直在思考,这种丑陋的野草如何摇身一变成为世界上最重要的农作物呢?《国际第四纪》上的一篇研究报告给出了答案:古代大刍草的植株形态和果实形态均与现代玉米有较大出入。

为了模拟1.4万年前人类刚开始种植大刍草时的环境,研究者将现代大刍草置于温室内培养,确保室内二氧化碳含量比室外二氧化碳含量少40%~50%,并将温度控制在20.1℃~22.5℃。培育结果显示,大刍草生长得更矮,且所有的雌穗都生长在主干,而非枝干上。

此外,温室内大刍草的绝大部分种子在同一时刻成熟,而现代大刍草的种子要经历数周时间才能全部成熟,研究者不得不一次又一次地收割。如果大刍草曾经很容易收割,人类祖先对它的驯化就变得更加合情合理。尽管大刍草并没有穗轴,但这必然是驯化的结果。

野生谷物为了更大范围传播其种子以求较高存活性,其种子成熟时便自动脱落。但植物天生的求生本能却导致农民不能充分收获种子,只有这些种子留在穗上等到所有种子成熟方能充分收获。要成为粮食作物,这些野生谷物便要减弱其落粒性,人类祖先一直在驯化谷物的低落粒性。人们在采集的时候倾向于采集那些不易于脱落的种子,这种无意识的选择驯化的长期结果便是产生不落粒品种。研究还表明,作物驯化并非快速、本地化的过程,而可能是在不同区域进行很长时期的不断试错过程。

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