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研究揭秘拉丁美洲番茄驯化史

科普小知识2023-09-25 14:01:33
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现在,由美国国家科学基金会资助的一项新研究揭示并证实了南美洲西红柿的进化史。相关论文发表在《分子生物学与进化》杂志上。

普通栽培番茄是世界上栽培最广泛的蔬菜作物之一。2012年,驯化的亨氏1706番茄成为第一个完成全基因组测序的番茄,让人们更好地了解这个世界上极具价值的蔬菜作物。从那以后,科学家们不断加深对番茄12条染色体进化变异的理解。

现代西红柿的起源可以追溯到南美洲。先前的研究表明,驯化的野生醋栗番茄已经在南美洲生产出了樱桃番茄。

研究人员表示,番茄驯化的历史通常被描述为一个“两步”过程,从蓝莓大小的栽培番茄相关物种(SP)到樱桃大小的小果型番茄(SLC),再到随处可见的普通大果型栽培番茄(SLL)。

研究人员发现,SLC的中间种群出现在厄瓜多比人类驯化的西红柿早得多,然后随着时间的推移向北传播。

研究人员还对SLL、SLC和SP番茄进行了全基因组测序和群体基因组分析,以重建番茄的驯化历史。总的来说,该团队为166个样本生成了一个新的基因组序列,分别代表南美洲的SP、南美洲和中美洲的SLC以及中美洲的SLL。通过比较SLL参考基因组序列,鉴定了23797503个单核苷酸多态性。他们还进行了广泛的表型分析,以确定现代栽培番茄和野生番茄之间最不同的特征。

“显然,SLL已经发生了彻底的变化,而大豆蛋白的干重更低,细胞更多,β-胡萝卜素含量更低,苹果酸含量更高。”作者说。

此外,研究人员从SLC和标准普尔最初的分离中获得了更多令人惊讶的细节。例如,尽管南美洲的SLC种群包含许多与人类驯化物种一致的特征,但当SLC向北传播到中美洲时,这些特征就消失了。有趣的是,这些野生北SLC群体是现代番茄的近亲。

研究人员表示,这项研究可以帮助番茄种植者识别有益基因,并重新引入现代番茄品种,以改善农业和消费者所需的性状。

相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1093/molbev/msz297