3 月 2 日,雲南農業大學陳玮、盛軍及中國科學院植物研究所李紹華共同通訊在Science在線發表題爲 "Dual domestications and origin of traits in grapevine evolution" 的研究論文,并被選爲當期封面。該研究通過全球 3525 種栽培和野生葡萄品種來闡明葡萄的進化和馴化曆史。
據悉,這是雲南農業大學首次以第一單位在 Science 發表研究成果。
近年來,各種遺傳學研究對栽培的葡萄(簡稱爲 V. vinifera)的起源進行了探索,但對葡萄馴化的關鍵細節往往不一緻。一些研究表明,在法國和伊比利亞最早種植歐洲釀酒葡萄的時間要晚于 3000 年前。這些差異主要是由于在以前的分析中對葡萄品種的采樣不充分和遺傳數據的分辨率有限造成的。因此,該研究報告了來自全球隊列的基因組變異數據集,以系統地描繪葡萄遺傳多樣性的結構,探索 V. vinifera 的起源,推斷假定的傳播曆史,并研究關鍵的馴化性狀和多樣化特征。
本文研究人員通過使用從全世界 16 個國家的 23 個機構收集的 2448 個葡萄樣本的巨大基因組,最終确定,冰川期在 500ka 左右将葡萄分裂成東部和西部生态型不同的和适應當地的品種。在最後一次冰川運動中,東部生态型分裂爲兩組,每組都産生了一個馴化過程。正是這種東部生态型的分裂,以前沒有被解決爲兩個不同的馴化過程。
本文的研究結果似乎表明,在景觀層面上出現了多種馴化形式,其中人類交流可能是促進基因流動的一個關鍵因素。同樣的馴化等位基因在多大程度上被人類在不同種群之間傳播或存在于野生種群中,這是一個仍然存在的問題,答案将闡明人類在葡萄馴化中的作用。
本文産生的巨大數據集将在未來一段時間内,提供對葡萄進化細微差别的洞察力。更高的分辨率将漿果顔色的變淺鎖定在一些未知的基因上,這些基因靠近先前涉及的 MybA 基因座,并表明古老的馬斯喀特風味出乎意料地罕見,可能是因爲有一種阻礙固定的多态性制約因素。這項研究沒有涉及到基因組結構變異的影響,即許多區域在不同的栽培品系中已經丢失。這已被證明是馴化的葡萄相對于其野生祖先的功能變化的關鍵。下一個重大步驟将是把這些數據整合到一個結構圖中。
據悉,雲南農業大學陳玮教授和盛軍教授所在的雲南生物資源保護與利用國家重點實驗室,是爲了加強雲南及西部生物多樣性的保護和利用,依托雲南農業大學、雲南大學,整合兩校相關優勢力量組建的。2015 年 12 月省部共建國家重點實驗室通過專家驗收并正式運行,雲南農業大學朱有勇院士任學術委員會主任。
近 5 年實驗室圍繞生物多樣性可持續利用研究,獲各類科研成果獎 26 項,其中省部級以上特等和一等獎 12 項,獲國家發明專利授權 80 項。近 5 年,實驗室圍繞雲南生物資源保護與利用主持承擔了國家 "973" 項目 3 項、"973" 課題 7 項、國家科技重大專項 2 項、傑出青年基金 1 項、國家基金重大計劃 3 項、國家基金重點 1 項、NSFC- 雲南聯合重點 9 項等一批國家重大研究項目,在研項目總合同經費 4.63 億元。
論文鏈接:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.add8655