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你愛吃的開心果 8000年前古人就會種了

2019-05-10 10:19:00
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科技日報

       開心果是世界上最重要的商業堅果作物之一,起源于伊朗。中科院昆明動物研究所與伊朗科爾曼大學教授阿里·艾斯邁利扎德合作,最近在開心果的沙漠極端環境適應,以及人工選擇方面取得合作研究進展。

        許多人不知道,開心果以前的中文名為“阿月渾子”,是漆樹科黃連木屬的一種落葉小喬木,其果實富含維生素、礦物質和抗氧化元素,具有低脂肪、低卡路里、高纖維的顯著特點,對心腦血管疾病、老年性視網膜病變、防衰老等具有醫療保健功效,是世界堅果市場十分暢銷的保健休閑食品,近年來已成為世界第五大堅果作物。

        以沙漠干旱地區為家的“西域仙果”

        開心果還是沙漠干旱地區鹽堿地水土保持以及有高效經濟產出的理想樹種。自上世紀80年代以來,國內如云南省林科院、北京林業大學等科研機構,以及山東泰安、甘肅甘谷和隴南地區進行了開心果的引種試驗,并以中國黃連木做砧木進行嫁接,但由于降雨量大、空氣濕度高,果實、枝葉病害嚴重;同時,因光熱條件不足、堅果開裂率低、品質差,因此普遍認為我國內地不具備發展開心果的自然條件。因此,深入了解這種具有重要經濟、營養和藥用價值的作物,探尋它對非生物脅迫所具有的超強適應性、對干旱和鹽脅迫具有的耐受性,有助于理解生物對極端環境的適應以及人工選擇作用機制。

        綜合開心果對環境條件、灌溉條件、土壤條件等的各項指標要求,我國新疆喀什地區是開心果的適宜栽培區之一。也正因為種植區獨特的地理環境、特殊的水土和氣候條件及人文因素,形成了喀什開心果特有的品質特性,有“西域仙果”的美稱。

        對極端環境適應和馴化機制揭曉

        作為中科院昆明動物研究所訪問學者,艾斯邁利扎德教授此前針對開心果做了大量研究工作,積累了不同品種種子和表型的大量數據。結合昆明動物研究所的基因組學和進化生物學學科優勢,雙方展開了合作。他們利用二代及三代測序技術繪出了開心果基因組草圖,比較基因組的分析結果表明,開心果對環境壓力的適應性可能與細胞色素P450和幾丁質酶基因家族的擴增有關。針對耐鹽實驗前后的樣本進行的比較轉錄組學研究,他們還發現茉莉酸生物合成途徑在開心果耐鹽性中起著重要作用。

        “我們還對93個栽培種、14個野生種以及35個與野生開心果近緣物種進行了重測序,揭示了開心果的群體結構特征、遺傳多樣性以及馴化。”參與此項研究的吳東東博士說,他們發現在不同的野生開心果物種之間,存在頻繁的遺傳物質交流。比較群體基因組分析顯示開心果大概在距今8000年前開始被馴化,并經歷了二段式的馴化過程,一些古老的栽培品種顯示與野生種具有更近的親緣關系,而廣泛栽培的品種則是經歷了后期的育種以及改良。

        研究中,他們還鑒定了馴化過程中受到人工選擇的、與樹體和種子重量、植株大小相關的關鍵基因。這些基因在開心果馴化過程中,與人工選擇作用和農業經濟性狀密切相關。相關成果在線發表于權威期刊《基因組生物學》上。

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