光明日报昆明3月6日电(记者许馨予)作为世界上广泛种植的经济作物之一,葡萄是在何时、何地、如何驯化的?云南农业大学董阳教授带领来自17个国家的78名科学家团队,启动了全球葡萄遗传资源分析计划,重点研究葡萄的起源、驯化和传播等重要科学问题,形成了对葡萄起源和迁徙的一致看法,构建了葡萄育种的基因组和表型大数据体系。相关研究成果《葡萄进化中的双重驯化与性状起源》近日发表在国际学术期刊《科学》上。这篇论文被《科学》选为本期封面论文。同期《科学》杂志也发表了题为《葡萄的两种驯化》的综述文章,介绍并高度评价了这项研究。
研究结果通过收集近5000份全球葡萄遗传资源,构建2448份核心葡萄遗传资源基因组信息,揭示了栽培葡萄存在两个驯化中心,即双起源中心模式,纠正了以往的单起源中心理论,是葡萄研究的重要里程碑。
该团队论证了栽培葡萄的起源时间约为11000年前,远早于人类此前认定的起源时间,表明葡萄是人类已知最早的驯化果实,为作物起源驯化研究和葡萄栽培考古提供了重要线索。“对葡萄起源的研究首先解决了非常经典的生物学问题,即物种是在何时、何地以及如何被驯化的。该团队在基因组中追踪人工驯化的痕迹,以确定葡萄驯化的时间、地点和亲缘关系。驯化的本质是基因的改变,对以后根据基因进行设计和育种非常有利。”董阳说。
团队通过基因组方法,证明了酿酒葡萄和酿酒葡萄同时起源于不同地区,起源早期的遗传背景显著不同,解决了数百年来酿酒葡萄和酿酒葡萄起源的学术争议。此外,团队还构建了高精度的栽培葡萄遗传资源谱系图,发现了大量人工驯化的葡萄形状控制基因,绘制了葡萄起源、人工驯化和改良的全景图。这些研究结果将为葡萄功能基因组学研究和育种提供重要参考。
中国是世界鲜食葡萄的重要产区,云南是我国早熟鲜食葡萄的重要产区,但葡萄产业的发展却因“种业”问题而受到人们的制约。研究团队成员朱一凡博士说:“团队挖掘了大量人工驯化基因和改良基因,这对研究葡萄的农艺性状非常重要。未来,我们将完成基因组学研究,设计葡萄育种芯片,实现辅助育种,努力培育更多优秀的葡萄品种,助力中国葡萄产业发展。”
中国工程院院士朱有勇表示,该研究成果为解决葡萄育种领域的难点和痛点提供了有力的科技支撑。希望团队以葡萄种质资源和品种创新突破为基础,以云南丰富的生物资源为基础,围绕制约我国农艺种业的“卡脖子”问题开展创新研究,为农业现代化发展贡献智慧和力量。
董阳说:“未来,团队将继续做好葡萄功能基因组学研究和葡萄创新产品开发,设计培育更好的葡萄品种,造福人民生活。”
《光明日报》(2023年3月7日第14版)