混合血统使玉米获得了成功

玉米是世界上种植最广泛的作物之一。它被用作人类和动物的食物，具有重要的文化意义，尤其是对美洲的土著人民而言。然而，尽管它很重要，但这种谷物的起源已经激烈争论了一个多世纪。现在新的研究发表在12月1日的科学的研究表明，所有现代玉米都是5000多年前在墨西哥中部创造的杂交玉米的后代，这比玉米首次被驯化还要早几千年。

这项工作对改良世界上最重要的作物之一以及理解人类和他们的作物的历史如何相互影响都有意义。

“这是玉米起源和传播的新模式，以及它如何成为美洲的一种主食，”加州大学戴维斯分校进化和生态系教授、该论文的资深作者杰弗里·鲁斯-伊瓦拉说。

在过去的几十年里，人们一致认为玉米是在大约9000年至10000年前由墨西哥西南部低地的一种叫做大玉米的野草驯化而来的。

玉米在美国被称为玉米，不仅是全球各地的主食，还可以加工成甜味剂、乙醇燃料和其他用途。

然而最近，人们发现现代玉米的基因组中也含有大量来自墨西哥中部高地生长的第二种玉米的DNA。

罗斯-伊瓦拉及其在美国、中国和墨西哥的合作者分析了1000多个玉米和野生近缘植物样本的基因组。

他们发现，全世界所有玉米基因组的大约20%来自这第二个高地玉米。

玉米推广新模式

这些新发现表明，尽管玉米大约在1万年前被驯化，但直到4000年后与高地玉米杂交时，玉米才真正成为一种受欢迎的作物和主食。

这也得到了大约同一时期玉米日益重要的考古证据的支持。

这种新作物在美洲迅速传播，随后遍及全球。

今天，全球每年收获约12亿公吨。

Ross-Ibarra说，对高地玉米成为主食的原因的研究仍在进行中。

研究人员确实发现了与玉米穗轴大小有关的基因——这可能代表着产量增加的潜力——以及开花时间，这可能有助于玉米这种热带作物在高纬度地区生长，日照时间更长。

杂交也可能带来了“杂交活力”，即杂交生物比其父母任何一方都更有活力。

研究人员观察到，来自高地玉米的基因组片段比基因组的其他部分包含更少的有害突变。

罗斯-伊瓦拉说，虽然最初的杂交可能是偶然的，但土著农民很可能认识到并利用了从高地玉米引入的新变异。

他说，即使在今天，“如果你和墨西哥农民交谈，有些人会告诉你，让野生玉米生长在田地附近会让他们的作物更强壮。”

罗斯-伊瓦拉与加州大学戴维斯分校的格雷厄姆·库珀教授、加州大学圣巴巴拉分校的考古学家和瑞典农业科学大学的遗传学家领导的一个团队最近获得了美国国家科学基金会160万美元的资助，用于研究美洲人类和玉米的共同进化。

他们将利用遗传学来研究人类和玉米是如何在非洲大陆上传播的，以及玉米和人类的种群在相互影响时是如何增长和萎缩的。

罗斯-伊瓦拉说:“我们将整合人类基因数据、玉米基因和考古数据，努力回答我们的玉米起源新模型提出的许多问题。”

这项工作得到了中国国家自然科学基金委员会、美国国家科学基金会和美国农业部的资助。

来源: Materials provided by University of California - Davis. Original written by Andy Fell.
注明: Content may be edited for style and length. Journal Reference: Ning Yang, Yuebin Wang, Xiangguo Liu, Minliang Jin, Miguel Vallebueno-Estrada, Erin Calfee, Lu Chen, Brian P. Dilkes, Songtao Gui, Xingming Fan, Thomas K. Harper, Douglas J. Kennett, Wenqiang Li, Yanli Lu, Junqiang Ding, Ziqi Chen, Jingyun Luo, Sowmya Mambakkam, Mitra Menon, Samantha Snodgrass, Carl Veller, Shenshen Wu, Siying Wu, Lin Zhuo, Yingjie Xiao, Xiaohong Yang, Michelle C. Stitzer, Daniel Runcie, Jianbing Yan, Jeffrey Ross-Ibarra. Two teosintes made modern maize. Science, 2023; 382 (6674) DOI: 10.1126/science.adg8940