基因组测序揭开枣椰树起源谜题

　　

生物通报道：枣椰树（Phoenix dactylifera L.）是干热地区重要果树作物之一，且有大面积栽培，尤以伊拉克为多，占世界的1/3。在当地是一种重要经济作物，果实可供食用，树身亦具经济价值。目前，关于枣椰树的起源进化，仍然还不明确。

现在，来自纽约大学阿布扎比分校（NYUAD）的研究人员，确定了枣椰树基因组中遗传变化的图谱。他们还确定了中东枣椰树和北非地区枣椰树之间的遗传差异，这个重要的发现阐明了长期以来的枣椰树进化问题。

这项研究发表在《Nature Communications》，NYUAD基因组学和系统生物学中心的研究人员，在枣椰树品种之间发现了700万多个突变或单核苷酸多态性。他们还发现了对于枣果成熟、果实颜色和抗病性非常重要的基因。延伸阅读：福建农林大学Nature子刊菠萝基因组测序。

这项研究还为枣椰树的起源，提供了两种可能的解释。一种解释建议，现代的枣椰树起源于2个不同的驯化事件——中东地区的早期事件，和北非的一个晚期事件。另一种假说认为，枣椰树最初种植在中东地区，后来扩散至北非，但在这个过程中，北非枣椰树与野生祖先种没有发生杂交。

这项研究是Michael Purugganan带领的100 Dates!基因组测序项目的一部分。该项目的目标是通过分析植物的基因组，了解到枣椰树的特点和进化。生物学教授Purugganan说：“关于基因组多样性的数据，可以帮助我们识别某些基因，可能有助于培育更好的枣椰树树。它还告诉我们枣椰树如何进化，并为枣椰树起源于哪里提供了线索。”

考古证据表明，驯化枣椰树的起源是在海湾。已有研究人员在7000多岁的Dalma岛发现了种子。根据古遗址发掘，栽培枣椰树期是在3000年后出现在北非。

该小组分析了来自12个国家的62个枣椰树品种的基因组。其中17个样本来自北非，36个来自中东；9个原产于南亚。这项研究是由NYUAD 和阿联酋大学、以及迪拜、伊拉克、叙利亚、美国、突尼斯、巴基斯坦和卡塔尔的科学家合作完成的。

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枣椰树的野生祖先是难以捉摸的，但是，解决这个问题将为科学家提供有价值的信息。本文第一作者、NYUAD的高级研究科学家Khaled Hazzouri说：“了解一个驯化物种野生祖先的身份以及地理起源，是很重要的，因为它将帮助我们了解驯化背后的遗传变化的性质。”

Purugganan、Hazzouri和团队还发现了一个遗传突变，可导致枣椰树产生黄色或红色的果实。有趣的是，枣椰树与其亲缘关系很远的有棕榈树共有这个基因突变。这两种植物进化距离约有6000万年，所以这两个物种共有相同性状的编码基因，是令人惊讶的。Purugganan说：“这种相似性告诉我们，在不同的物种中，进化使用相同的基因来获得同样的结果。”

植物育种人员可以使用这样的信息，来培育具有特殊性状的枣椰树品种。举例来说，由于一些枣椰树品种可以生活在高盐水上，因此在干旱地区种植作物的农民，可以种植适合气候类型的枣椰树品种。

100 Dates!项目还处于第一阶段，还有相当多的研究尚未完成。下一阶段的工作包括，获得更多的样本，确定重要的基因，未来的研究将与阿联酋大学和巴格达大学的研究人员合作进行。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：

Whole genome re-sequencing of date palms yields insights into diversification of a fruit tree crop
Abstract: Date palms (Phoenix dactylifera) are the most significant perennial crop in arid regions of the Middle East and North Africa. Here, we present a comprehensive catalogue of approximately seven million single nucleotide polymorphisms in date palms based on whole genome re-sequencing of a collection of 62 cultivars. Population structure analysis indicates a major genetic divide between North Africa and the Middle East/South Asian date palms, with evidence of admixture in cultivars from Egypt and Sudan. Genome-wide scans for selection suggest at least 56 genomic regions associated with selective sweeps that may underlie geographic adaptation. We report candidate mutations for trait variation, including nonsense polymorphisms and presence/absence variation in gene content in pathways for key agronomic traits. We also identify a copia-like retrotransposon insertion polymorphism in the R2R3 myb-like orthologue of the oil palm virescens gene associated with fruit colour variation. This analysis documents patterns of post-domestication diversification and provides a genomic resource for this economically important perennial tree crop.