研讨提醒蓖麻从树木到作物的来源和驯化汗青

蓖麻（Ricinus communis）是紧张的非食用油料作物之一。蓖麻种子富含蓖麻油酸（顺式-12-羟基十八碳-9-烯酸，18C：1OH），在低温下不易挥发、高温下不易凝固，是工业、航空和机器罕用的高级润滑油，也是紧张的质料，具备紧张的经济代价。因为蓖麻顺应性强、莳植范畴广，应用边沿土地倒退蓖麻家当已惹起普遍存眷。

考古学研讨发现，人类对蓖麻的应用可追溯到史前时期。从南非岩穴（Border Cave，约2.4万年前）到苏丹前人类遗址（~7000年前）的考古研讨发现，人类在史前时期就开端应用蓖麻种子，在4000多年前的古代埃及法老古墓中发现了保管完好的蓖麻种子。蓖麻种子富含油脂，普通以为人类晚期应用蓖麻次要是为了照明。早前研讨以为，蓖麻存在四个多样性中间，即东非（埃塞俄比亚和肯尼亚）、西亚、印度和中国。东非的蓖麻次要为多年生乔木，西亚的蓖麻次要是多年生灌木，印度和中国的蓖麻多为栽培的或逸生的灌木。恒久以来，对蓖麻等非粮作物的栽培来源、群体动静汗青和紧张农艺性状造成的遗传根底缺乏体系的意识。基于分子标志的遗传多样性研讨，发现栽培蓖麻的遗传多样性低，同时，因为人类应用蓖麻的汗青悠长、天下分歧地域对蓖麻的引种屡次产生，栽培蓖麻的多样性没有显明的地舆构造。

中国迷信院昆明动物研讨所资本动物与生物技术重点试验室、中国东北家养生物种质库和东北林业年夜学构成的研讨团队，对东非（埃塞俄比亚和肯尼亚）乔木蓖麻家养性状（包含易于炸裂的果实和小的种子等）展开了体系的查询拜访，明白了东非乔木蓖麻为家养蓖麻种质。研讨团队得到了埃塞俄比亚家养蓖麻高质量的基因组图谱，通过比拟蓖麻和近缘种的基因组发现，蓖麻和山靛所代表的支系年夜约在48.28百万年就与年夜戟科的其他支系产生分解。通过对搜集的35个国度和地域的蓖麻种质（包含182个家养蓖麻种质和323个栽培蓖麻种质）进行基因组遗传变异阐发发现，东非家养蓖麻居群遗传多样性比其他地域栽培或逸生蓖麻的遗传多样性高，且和栽培蓖麻在上产生显明的分解，而栽培蓖麻群体未表示出显明的地舆构造。这些成果标明，东非能够是蓖麻的来源地，保留了现存的家养种质，而栽培蓖麻是从少数家养群体驯化而来，随后活着界多个地域普遍引种栽培。

通过对家养蓖麻群体的动静汗青阐发，该研讨发现蓖麻群体在4400至6000年前遇到成绩，招致无效群体年夜小产生急剧削减。尔后，无效群体年夜小产生了迟缓的添加，在200至400年前到达最年夜。家养蓖麻和栽培蓖麻的遗传分解年夜约产生在3200年前，这与古埃及考古研讨提出的栽培蓖麻的来源光阴年夜致雷同。同时，该研讨发现埃塞俄比亚和肯尼亚家养蓖麻居群在年夜约7000年前就产生了一次遗传上的分解。此次分解能够与图尔卡纳区域（Turkana depression）在中更新世产生的情况变动无关。年夜量的证据标明，在年夜约6000年前，该区域蒙受了频仍的极度干旱变乱，招致了该区域湖泊水面的急剧降低、植被剧变和人类的迁移。

联合ROD和FST阐发办法，鉴定出326个受工资选择的区域，包括1220基因，这些基因功效上次要波及着花物候调控（如TFL1）、茎木质化调控（如MYB46）和顺应性相关通路。研讨发现，调控种子年夜小相关症结基因（如SOD7、TTG2、GW5和ABI5等）遭到显明的人工选择。对植株高矮、茎粗、茎节数以及种子年夜小和油含量等性状展开了全基因组联系关系（GWAS）和QTLs阐发，辨别出多个调控蓖麻紧张农艺性状的症结功效基因。

该研讨提醒了蓖麻的栽培来源、居群分解、群体动静汗青和驯化进程中紧张农艺性状造成的分子根底，对懂得蓖麻从多年生树到单年生油料作物驯化进程中的演变纪律（图1）和蓖麻的育种具备紧张的指导意义，拓宽了人类对于非粮作物的应用汗青，以及人类运动影响非粮作物驯化的意识。(100yiyao.com）