“基因树”揭示糯稻的起源

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    [生物通讯]由北卡罗莱纳州立大学的两位遗传学家进行的研究跟踪了一个很久以前导致一种特殊的水稻类型－－糯稻，即“粘米”产生的遗传突变的起源和进化过程。

    分子遗传学研究促使两位遗传学家相信，由于其Waxy基因发生突变抑制了直链淀粉形成而产生与普通的无粘性水稻不同的糯稻，最有可能起源于东南亚的某一时期。而且，进一步的DNA证据－－也就是Waxy基因的遗传变异少于预期，这说明野生糯稻的早期驯化者喜爱其粘性品质，想要把这个特殊性状保留下来。

    北卡罗莱纳大学的遗传学副教授Michael Purugganan博士和其博士后研究人员Kenneth Olsen博士将他们的研究结果发表在10月23日期的《遗传学》杂志上。

    为了解更多有关糯稻的起源和进化过程，研究人员研究了来自菲律宾国际水稻研究院保存的水稻种质资源库中的105个糯稻和无粘性水稻样品。

    水稻含有两种淀粉：直链淀粉和支链淀粉。糯稻缺乏直链淀粉；事实上，正是缺少直链淀粉才赋予了它粘性特点。而在食品店里包装零售、我们每日煮食的无粘性水稻中，直链淀粉的含量高达30％，这使得它们可以独立成颗粒状。

    糯稻是老挝、泰国和柬埔寨等一些东南亚国家的主食，并已向北迁移成为中国和日本等国家的重要食物。粘米主要用于制作餐后甜点，如米糕等，在东亚和东南亚粘米已获得了重要的文化地位。

    但亚洲关于糯稻起源的民间传说却说法不一，Purugganan介绍说。他发现，一个老挝的佛教传说描绘糯稻出现于1100年前，而中国民间却流传着糯稻早在2000多年前就有了的说法。

    “由于没人真正知道糯稻究竟起源于何处，因而我们想通过分子方法找到它的源头。”Purugganan 说。“我们还想查明抑制直链淀粉产生从而产生糯稻的Waxy基因突变的突变次数。另外，我们还想检查，Waxy基因是否能够揭示一些亚洲早期农民筛选糯稻的证据。”

    研究人员在基因组研究实验室对这些水稻样品的基因组进行测序，他们绘制出一个“基因树”，也就是一个描绘这些样品DNA序列遗传差异模式的网络，Olsen 解释说。

    通过这个基因树，研究人员发现，糯稻的遗传突变定位在基因树的一个单一突变上，这说明这个突变只发生了一次而不是多次，Olsen 解释说。通过研究水稻DNA序列在基因树上的“地理位置”，研究人员发现了相当确凿的证据证明东南亚就是糯稻的地理起源。这与粘米是东南亚一些地区的主食这一事实是一致的。

    “这类研究不及为研究作物的起源打开了一扇窗户，而且还为研究作物特殊特点的进化提供了一条途径。”Purugganan说。“这是最早在一个作物物种中探查作物重要驯化性状的进化和地理起源的研究之一。”Olsen补充说。

    Purugganan 和 Olsen现在正计划研究其它与水稻中淀粉合成有关的基因。

    这项研究由Alfred P. Sloan基金会资助。

生物通摘译自BIO.COM