野生水稻：人类是如何无意中选择“杂草”水稻的

马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员发现，帮助杂草水稻品种增殖的解剖学适应并不像以前认为的那样，仅限于这些害虫品种。最近发表在《实验植物学杂志》上的这项研究表明，尽管人类种植了10000年，但几乎所有种植的谷物品种都有一种细胞组织，这种细胞组织可以让水稻轻易地落下种子，尽管程度较低，变异也大得多

杂草稻（一种农田害虫）的持续繁殖表明，我们种植水稻的方式也无意中选择了杂草行为；栽培水稻不断地驯化为杂草品种，这一事实尤其证明了这一点

“在过去的几十年里，我们生物学家一直在告诉自己一个关于水稻驯化是如何发生的故事。”麻省大学阿默斯特分校生物学教授、该论文的资深作者Ana Caicedo说。“但当我们开始非常仔细地观察一系列不同的水稻品种时，事实证明，古老的故事过于简单，掩盖了实际发生的事情。”

这个故事早在人类进入画面之前就开始了，当时栽培水稻的野生祖先进化出了“粉碎”的能力，或者很容易地掉落和分散种子，而不是抓住它们

“粉碎”，或容易落下种子，是一种进化上优雅的繁殖策略，允许植物广泛而快速地传播，这是可能的，因为形成了“脱落区”：一种特殊的组织，位于每粒稻米的底部——我们吃的部分——将谷物与植物连接起来

进入人类

虽然粉碎对野生植物有益，但对收割谷物来说却是一个缺点，因为大多数种子在被饥饿的人类采集之前就会丢失。数千年来，人类一直在选择不同的栽培水稻品种，每种品种都有自己的驯化历史，它们比野生祖先更能紧紧地抓住自己的谷粒。长期以来，人们一直认为，脱落区是由栽培水稻培育出来的，因此会破碎

然而，栽培水稻也进化成杂草丛生的水稻品种，这些品种破碎且非常成功，是限制全球栽培水稻产量的主要因素之一。事实上，杂草稻实际上是许多不同的群体，它们从各种栽培品种中被驯化或独立进化而来

“长期以来，脱落带一直被认为是影响水稻破碎的关键因素，但它还没有得到彻底的研究，”该论文的共同主要作者向力说，他在麻省大学阿默斯特分校完成了这项研究，这是他研究生学习的一部分

“我们需要观察更多的水稻个体，以揭示不同水稻品种中这种特殊组织的模式。这项解剖研究将提高我们对水稻进化的理解，并为进一步研究潜在遗传学奠定基础。粳稻几乎完全失去了脱落带，大多数其他栽培群体都在一定程度上保持了脱落带。但这些脱落带之间存在差异

Lowey解释道：“从视觉上看，我们可以看到我们检查的水稻脱落区之间的明显差异，但我们不能仅仅依靠感知。”。“为了给我们的观察结果加上数字，我们开发了一套三种新的测量方法，以数字量化我们最感兴趣的脱落区的各个方面。”

该团队进一步发现，脱落区的相对长度——而不是组织的简单存在与否——是最能预测哪些品种容易破碎，哪些品种更具抵抗力的变量。虽然栽培群体的脱落区长度差异很大，导致它们失去粉碎的程度存在一些差异，但每一种杂草品种，无论从哪里采集，都会聚集在一个更长的区域

Caicedo说：“这告诉我们的是，杂草稻每次进化，都会‘选择’一个长的脱落区作为最佳的进化繁殖适应。”相反，每次水稻品种被驯化时，它们的脱落区都会发生不同的变化，导致不同程度的破碎损失。它还表明，实现高破碎的唯一方法是通过长的脱落区

这也意味着我们对人类和水稻悠久历史的理解需要更新。特别是，科学家们以前认为，种植的水稻已经失去了脱落区，米粒底部的粗糙度可以表明是否存在脱落区，从而表明米粒是否破碎

然而，Caicedo说，“你不能简单地看一粒水稻的表面，无论是今天的一粒还是几千年前的考古样本，就知道它是否被耕种或破碎了，因为几乎所有的水稻都有一定程度的脱落区形成。”驯化和去驯化。”