玉米(Zea mays)是當今世界上最主要的農作物之一,最早大概在9000年前,被中美洲居民馴化、開始種植。等到4000年前,玉米傳往美國西南,卻要再等2000年左右,才普遍在美國西南的高海拔地區出現。圖片雖然很像被啃過的玉米,不過它們來頭不小,不是普通的玉米,是1900年前,第一批於美國西南,高海拔地帶種植的陳年老玉米。

Genomic estimation of complex traits reveals ancient maize adaptation to temperate North America

 

 這個2017年的論文,定序惹來自猶他,海拔1830公尺高的 Turkey Pen Shelter 遺址,當中陳年老玉米的基因組,尋找玉米適應高海拔的線索。

短篇 以色列6000年前的大麥,一脈相傳到現代

短篇 北美洲最早被吃掉的野生馬鈴薯,在一萬多年前的猶他

 

玉米出現在各地的年代。

人口增長帶動古印第安人開始務農

 

已經知道不少,玉米基因與性狀之間的關係。比較古代玉米基因組,跟現代玉米品系以後,論文發現猶他山上的古早玉米,遺傳上看起來,特徵是開花較早、較矮、分櫱(tillering,分穗數目)較多。論文推測,這些基因版本的組合,大概跟高海拔環境中,更冷、較短的生長季有關。 

 

把各樣本,拆解成9個遺傳組成。

 

玉米發源於平地,由大芻草(teosinte)馴化而成,幾千年來,在墨西哥和美國多處,曾經人為培育出多款,能夠種植於高海拔的玉米品系。分析遺傳組成後,論文發現,1900年前的猶他玉米,遺傳上跟美國西南,Puebloan 印地安人培育的品系比較接近,卻很不像墨西哥各地的玉米。因此論文推論,猶他山上的玉米,不是外地傳入,而是當地居民,嘗試數千年育種後,自行研發出的成品。拍拍手~拍拍拍~~~ 

 

各玉米支系間的親戚關係,與情慾流動。

 

論文主要有2點結論,第一,有助於適應高海拔環境,種植玉米的各款基因版本,早就已經存在,但是要等到幾千年後,才被培育為正確的組成(例如開花、身高等性狀,都是由很多基因控制)。第二,猶他老玉米,之所以可以在山上種植,是本地的努力,不是外地引進。 

 

個人覺得,2點都有某些問題,都跟分析方法有關。第一,論文的分析方式,是偵測已經知道,跟某些性狀(如開花)有關的遺傳變異,卻不是直接比較古代,跟其他環境下玉米的基因組,尋找哪些遺傳變異與適應有關。這樣當然只會找到一堆,早就已經知道的基因版本。 

ananassae果蠅,兩性肚子色素差異,研究趨同演化的遺傳機制

 

第二,適應這回事,可以由引進新的少數有利基因達成,而不影響大部份基因組(這種案例這幾年看得多惹!例如源自丹尼索瓦人的 EPAS1)。所以即使大部份祖源,都跟附近的玉米一致,也無法排除,有利於高海拔適應的遺傳變異,不是先由其他地方引進,再於本地配種的可能性。論文的分析方法,無法分辨有利適應,是外來引入或是本地產生,兩種不同來源的差異。

與狼混血,讓藏獒適應高海拔

從古至今一脈相傳的喜馬拉雅高山居民-圖博人

 

有待繼續研究。

 

新聞稿:

Farmers selected maize for agricultural use at high elevations

Nature新聞:

Ancient genomes show how maize adapted to life at high altitudes

 

歡迎光臨粉絲團一起討論:盲眼的尼安德塔石器匠

文章標籤
創作者介紹
創作者 尼安德塔人 的頭像
尼安德塔人

盲眼的尼安德塔石器匠

尼安德塔人 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()