花生,也叫落花生,學名Arachis hypogaea,原產南美洲,是種被人類馴化的農作物,它是如何起源?2014年時,花生的全套基因組被定序成功,DNA全長2.7Gb。花生是四倍體(allotetraploid),共40條染色體,基因組由2subgenome(次基因組)組成,其他落花生屬(Arachis)的親戚們,卻多半是兩倍體,共20條染色體。這點特殊之處暗示,花生可能是由2種落花生屬的親戚合體而成。

The genome sequences of Arachis duranensis and Arachis ipaensis, the diploid ancestors of cultivated peanut

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這種染色體直接合體,兩倍體變多倍體的狀況,動物比較難發生,例子不多,植物卻算常見。雷神王是劍王、鳳王、獸王的合體,那麼花生是由誰合體而成?可疑對象是Arachis duranensisArachis ipaensis,前者基因組大小是1.25G,後者是1.56G,加起來跟花生差不多大。這個2016年最近的論文,確認了這個猜測。花生的基因組可以分為A subgenome以及B subgenome,其中A subgenome來自Arachis duranensisB subgenome來自Arachis ipaensis,而且花生的B subgenomeArachis ipaensis的基因組,序列上非常相似。

 

植物兩倍體變多倍體後,通常合體的染色體間會經歷許多DNA重組,然而花生卻罕見地不是,這讓分析簡單許多。比較序列可知,花生的B subgenomeArachis ipaensis,分家的年代大約是9400年前。考古記錄中,花生最早則出現在35004500年前。有意思的是,自然環境下,Arachis duranensisArachis ipaensis這兩種花生屬的植物,雖然都算住在安地斯地區,棲位卻不同,大概不會有見面的機會。另外考古上,最早種植花生屬植物的記錄,距今7800年,位於秘魯,可是秘魯附近並沒有天然的花生屬植物存在,也不像是花生首度被馴化的地點。

 

論文推論可能的狀況是,一萬年前左右,美洲原住民的祖先把Arachis ipaensis,人為帶到Arachis duranensis附近,也就是現在的玻利維亞一帶,才讓它們有惹碰面的機會。兩者之後在至少早於3500年的某個時候合體,被識貨的人類發現並大量種植,才形成現在的花生。

 

寫到花生,想到一個「糧食自給率不足」的笑話:「真的想提高台灣的糧食自給率,那就去種花生吧」。

 

Smithsonian新聞:

Genes of Ancestral Peanuts May Help Feed the World

 

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