PNAS:多重证据表明驯化辣椒发源地在墨西哥

【字体: 时间:2014年04月23日 来源:生物通

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  辣椒是世界上种植最广泛的一种香料作物,目前,加州大学戴维斯分校的植物科学家带领的一个研究小组报道,墨西哥中东部是驯化辣椒的发源地。相关研究结果于2014年4月21日在《PNAS》杂志在线发表。

  

生物通报道:辣椒是世界上种植最广泛的一种香料作物,目前,加州大学戴维斯分校的植物科学家带领的一个研究小组报道,墨西哥中东部是驯化辣椒的发源地。

这一结果来自于一项“四管齐下”的调查研究,研究人员根据史前生物语言学(paleobiolinguistics)和生态学证据,以及更传统的考古学和遗传学数据,追溯驯养辣椒(Capsicum annuum)的地理起源。该研究表明墨西哥的一个地理区域是驯化辣椒的发源地。这一区域,从普埃布拉(墨西哥中东部州)南部和瓦哈卡州北部延伸到韦拉克鲁斯东南部,研究人员发现,这个区域较以前认为的辣椒起源地更加靠南。

该区域也不同于已经提出的菜豆和玉米的起源区域,有研究推测后两者是在墨西哥西部驯养。

作为一系列植物和动物驯化研究论文的一部分,相关研究结果于2014年4月21日在《PNAS》杂志在线发表。

作物驯化——有选择性地对野生植物或动物物种进行育种的过程,引起科学家们越来越浓厚的兴趣。

本文的资深作者、加州大学戴维斯分校的植物科学家Paul Gepts称:“鉴定辣椒的起源地不仅仅是一次学术活动。通过追溯任何驯化植物的祖先,我们可以更好地了解该物种的遗传进化,以及农业起源——世界不同地区人类进化过程中的一个主要步骤。”

Gepts补充说:“反过来,这一信息,能使我们够更好地发展健全的遗传保护计划,提高育种计划的效率,这非常的重要,因为我们在努力解决气候变化问题,为迅速增长的世界人口提供食物。”

本文的共同作者、亚利桑那大学西南中心的人种生物学家(ethnobiologist)和农业生态学家Gary P. Nabhan指出:“这项研究首次将多重证据整合,以求查明何地、何时、在什么生态条件下、并由谁对这种主要的全球香料植物进行了驯化。”

Nabhan称:“事实上,这可能是唯一一项研究,预测世界上最重要的一种粮食作物可能的第一位栽培者。”

为了确定作物的起源,科学家们习惯上在某些地理区域研究植物的遗传组成,在这些区域中他们已经在作物野生祖先中观察到高度多样性。最近,他们还研究了植物的考古遗迹,包括花粉、淀粉粒,甚至矿化的植物分泌物。

在这项辣椒研究中,研究人员使用这两种传统方法,但是同时也考虑历史语言,寻找栽培辣椒存在最早的语言证据。

他们还开发了相关植物物种分布的一个模型,来预测环境上最适合辣椒及野生祖先的地区。

遗传学证据似乎更多地指向墨西哥东北部作为辣椒的驯化地;但从所有四行研究中所收集的更多证据,则支持墨西哥中东部地区是辣椒起源地。

这些研究结果表明,墨西哥的粮食作物具有多地区起源,辣椒起源于于墨西哥中东部,玉米起源于巴尔萨斯河流域,菜豆起源于Lerma–Santiago河流域,这与肥沃月湾(Fertile Crescent,一古代农业地区)和中国的发现类似。(生物通:王英)

延伸阅读:栽培种和野生种辣椒的全基因组测序揭示辣椒属的驯化与特异性

生物通推荐原文摘要:
Multiple lines of evidence for the origin of domesticated chili pepper, Capsicum annuum, in Mexico
Abstract:The study of crop origins has traditionally involved identifying geographic areas of high morphological diversity, sampling populations of wild progenitor species, and the archaeological retrieval of macroremains. Recent investigations have added identification of plant microremains (phytoliths, pollen, and starch grains), biochemical and molecular genetic approaches, and dating through 14C accelerator mass spectrometry. We investigate the origin of domesticated chili pepper, Capsicum annuum, by combining two approaches, species distribution modeling and paleobiolinguistics, with microsatellite genetic data and archaeobotanical data. The combination of these four lines of evidence yields consensus models indicating that domestication of C. annuum could have occurred in one or both of two areas of Mexico: northeastern Mexico and central-east Mexico. Genetic evidence shows more support for the more northern location, but jointly all four lines of evidence support central-east Mexico, where preceramic macroremains of chili pepper have been recovered in the Valley of Tehuacán. Located just to the east of this valley is the center of phylogenetic diversity of Proto-Otomanguean, a language spoken in mid-Holocene times and the oldest protolanguage for which a word for chili pepper reconstructs based on historical linguistics. For many crops, especially those that do not have a strong archaeobotanical record or phylogeographic pattern, it is difficult to precisely identify the time and place of their origin. Our results for chili pepper show that expressing all data in similar distance terms allows for combining contrasting lines of evidence and locating the region(s) where cultivation and domestication of a crop began.

 

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