中日学者提出水稻驯化新见解

最近，来自日本和中国的一组科学家，使用从古老的、炭化的稻米收集到的样本的新数据，成功地确定了DNA序列，首次在现代水稻和古代水稻之间进行了比较。相关研究结果发表在享誉国际的生物学领域顶级期刊《Molecular Biology and Evolution》。

　　

生物通报道：水稻（Oryza sativa）养活了全球超过三分之一的人。然而，供应世界90%的粮食的大多数水稻，只有两个驯化品种：粳稻和籼稻。

尽管水稻对全球经济有着重要的意义，但是水稻的驯化和起源仍然是个谜。普遍的共识是，粳稻——更短的粘性米粒用来做寿司非常完美，只在东亚北部有专门种植。在东亚北部地区，包括日本、韩国和中国北部，目前的水稻生产和消费都是粳稻，籼稻只有非常少的特殊用途。

最近，来自日本和中国的一组科学家，使用从古老的、炭化的稻米收集到的样本的新数据，成功地确定了DNA序列，首次在现代水稻和古代水稻之间进行了比较。为此，他们使用新的技术，精心收集了来自900到2800年前的古水稻的叶绿体DNA，这些古代水稻是从日本和韩国的七处考古遗址出土的。相关研究结果发表在享誉国际的生物学领域顶级期刊《Molecular Biology and Evolution》。杭州师范大学医学院的王沥教授和日本东京大学的Shintaroh Ueda是本文共同通讯作者。

在这个过程中，他们率先成功收集了来自古代谷类作物的DNA信息——这不是一件容易的事。从字面上看，从一粒小于10mg的米粒，他们能够从采集到的几百个宝贵样本中的少数几个获得DNA信息。研究人员将这些古代的水稻样品，与来自世界各地的216个现代栽培和野生稻DNA样品所收集的数据库，进行了对比。

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他们这些新的研究结果表明，籼稻在历史上是在东亚栽培或进口到东亚，这对普遍持有的假设提出了不同意见。大约2000年前，古代东亚人以各种各样的水稻品种为食，包括籼稻。该研究团队首次发现，粳稻和籼型品种存在于弥生时代和日本中世纪以及2000年前的朝鲜半岛中部。连同在朝鲜半岛发现了水稻品种，籼稻品种早在二千多年前也有助于居住在古代东亚的人们的饮食。

作者认为，在2000多年前的朝鲜半岛中部有将籼稻品种作为普通水稻品种栽培的可能性。另一种可能性是，籼稻是从中国带来的，因为在那个时代，在Lelang周围的地区是由中国汉朝统治的。

作者说：“我们的研究表明，从2000年前到现在，在东亚的水稻品种数量减少。通过人为障碍减少遗传多样性，是在驯化过程中的一个关键环节。此外，文明和技术的发展加速了现代遗传多样性的进一步减少。先进的农业技术，包括水资源管理、肥料和农药，使得农民能够在不同环境条件下耕种水稻田，以产生具有更高市场价值的品种。现代化已经促进了价值观念的共享，从而造成了农作物品种的同质化。”

这项研究成功地证明，古代DNA研究能够为古老水稻的多样性和驯化提供新的见解，仅仅来自现代水稻的DNA证据却不能。

在上个月，由多伦多大学教授、国际植物考古学界领军人物Gary Crawford和浙江省文物考古研究所的研究人员组成的一个考古小组，进一步阐述了水稻驯化的起源和人类农业活动的历史。该研究结果发表在6月21日的《Scientific Reports》。相关阅读：中外学者发现种植水稻新起源。

另外，在今年月份，我国科学家也发表了两项重要的水稻研究成果，详情点击：上海生科院揭示水稻籽粒大小调控机制；韩斌院士Nature Genetics发表水稻研究新成果。

（生物通：王英）

注：王沥，女，1983年获中国科技大学理学学士；1987-1989年美国迈阿密大学微生物系助理研究员；1992年、1995年分别获日本东京大学医学部硕士和博士；1995-1998年日本红十字中央血液研究中心及日本学术振兴会博士后；1996-1998日本东京大学理学部人类学系外国人研究员。1998年入选中国科学院"****"；2003年获得国家杰出青年科学基金；2004年入选首批新世纪百千万人才工程国家级人选。2012年5月全职加盟杭州师范大学医学部。研究方向是：人类与医学分子遗传学、人类遗传多样性及分子进化、疾病相关基因的分子遗传学机制。

生物通推荐原文摘要：
Rice varieties in archaic East Asia: reduction of its diversity from past to present times
Abstract: The Asian cultivated rice, Oryza sativa, is one of the most important crops feeding more than a third of global population. In spite of the studies for several decades, the origin and domestication history of rice varietal groups, japonica and indca, have not been fully unveiled. Genetic information of ancient rice remains is essential for direct and exclusive insight into the domestication history of rice. We performed ancient DNA analysis of 950- to 2800-year-old rice remains excavated from Japan and Korea. We found the presence of both japonica- and indica-type varieties in the Yayoi period and the middle ages of Japan and the middle part of Korea Peninsula 2000 years ago. It is popularly considered that japonica has been exclusively cultivated in northern part of East Asia including Japan and Korea. Our result disclosed unexpectedly wide diversity of rice varieties in archaic East Asia. The present results from ancient rice DNA reveals an exclusive insight for the domestication history of rice that are not provided as far as contemporary rice.