玉米是世界上种植最广泛的农作物之一。它可用于人类和动物食品，具有重要的文化意义，特别是对于美洲土著人民而言。然而，尽管谷物很重要，但一个多世纪以来，谷物的起源一直备受争议。现在，12 月 1 日发表在《科学》杂志上的新研究表明，所有现代玉米都源自 5000 多年前在墨西哥中部培育的杂交品种，距该植物首次驯化已有数千年。
这项工作对于改良世界上最重要的农作物之一以及了解人类及其农作物的历史如何相互影响都有重要意义。
加州大学戴维斯分校进化与生态学系教授、该研究的资深作者杰弗里·罗斯-伊瓦拉 (Jeffrey Ross-Ibarra) 表示：“这是玉米起源和传播以及玉米如何成为美洲主食的新模型。”纸。
在过去的几十年里，人们一致认为玉米 (Zea mays) 是在大约 9,000 至 10,000 年前从墨西哥西南部低地的一种名为大蜀黍的野草中驯化而来的。玉米在被称为玉米，不仅是全球饮食的主食，还可以加工成甜味剂、乙醇燃料和其他用途。
不过，最近人们越来越清楚，现代玉米的基因组中还含有大量来自墨西哥中部高地生长的第二种类蜀黍的 DNA。
罗斯-伊瓦拉和、中国和墨西哥的合作者分析了一千多个玉米及其野生近缘种样本的基因组。他们发现全世界所有玉米的基因组中约 20% 来自这第二个高地类蜀黍。
玉米传播新模式
这些新发现表明，尽管玉米在大约 10,000 年前就已被驯化，但直到 4,000 年后，当它与高地类蜀黍杂交时，玉米才真正成为一种受欢迎的农作物和主食。大约在同一时期，玉米重要性日益增加的考古证据也支持了这一点。
这种新作物迅速传遍美洲，后来传遍世界各地。如今，全球每年收获约 12 亿吨。
罗斯-伊瓦拉说，对高地类蜀黍为何使玉米成为主食的探索仍在进行中。研究人员确实发现了与玉米棒大小(可能代表产量潜力增加)和开花时间相关的基因，这可能有助于玉米(一种热带作物)在更高纬度、更长的白天生长。
杂交也可能带来了“混合活力”，即杂交生物比其亲本更有活力。研究人员观察到，高地类蜀黍的基因组片段比基因组的其他部分含有更少的有害突变。
罗斯-伊瓦拉说，虽然最初的杂交可能是偶然的，但当地农民很可能认识到并利用了从高地玉米引入的新变异。即使在今天，他说，“如果你和墨西哥农民交谈，有些人会告诉你，让野生玉米在田地附近种植可以让他们的作物更强壮。”
国家科学基金会拨款
由 Ross-Ibarra 领导的团队与加州大学戴维斯分校的 Graham Coop 教授、加州大学圣塔芭芭拉分校的考古学家和瑞典农业科学大学的遗传学家最近获得了国家科学基金会的 160 万美元资助，用于研究人类和玉米的共同进化在美洲。他们将利用遗传学来研究人类和玉米如何在整个大陆传播，以及玉米和人类在相互作用时如何增长和缩小。
“我们将整合人类遗传数据、玉米遗传学和考古数据，以努力回答我们的玉米起源新模型提出的许多问题，”罗斯-伊瓦拉说。
《科学》杂志论文的合著者有：加州大学戴维斯分校的 Erin Calfee、Sowmya Mambakkam、Mitra Menon、Carl Veller 和 Daniel Runcie;杨宁、王跃斌、金民亮、陈璐、桂松涛、李文强、罗景云、吴申申、吴思颖、肖英杰和严建兵，华中农业大学，武汉;刘相国，省农业科学院;Miguel Vallebueno-Estrada，国家生物多样性基因实验室，CINVESTAV Irapuato，瓜纳华托，墨西哥;Brian Dilkes，普渡大学;范兴明，云南省农业科学院;托马斯·哈珀，宾夕法尼亚州立大学;萨曼莎·斯诺德格拉斯，爱荷华州立大学;道格拉斯·肯尼特，加州大学圣巴巴拉分校;卢艳丽，四川农业大学;杨晓红，中国农业大学;和康奈尔大学的 Michelle C. Stitzer。
该工作得到了中国国家自然科学基金委员会、国家科学基金会和农业部的资助。
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