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我们的甘蓝起源于中东
抱子甘蓝和菜花看上去一点也不像,但从植物学讲它们是同一个物种,即芸薹属甘蓝种(Brassica oleancea)。原生长在英国和法国多石海岸的野生甘蓝是这两种蔬菜的祖先。然而,如今我们吃的甘蓝起源于4000公里之外,和英国、法国一点关系也没有。这是怎么回事?
除了历史学家,农学家也对这个问题也非常感兴趣。在气候变化的大背景下,农学家正在培育可持续的、适应能力强的作物,以更好地应对干旱和高温。
变异丰富
瓦赫宁根大学及研究中心的植物育种研究员Guusje Bonnema可谓是名副其实的“芸薹属专家”。她研究甘蓝已有20余年了。Bonnema说,“它们展现了惊人的多样性。以番茄为例,无论是大番茄还是小番茄,我们吃的都是番茄的果实。但是甘蓝就不一样了。我们能吃它的叶(羽衣甘蓝、结球甘蓝)、茎(苤蓝)、腋芽(抱子甘蓝)或者花(菜花、西兰花)。我们之前研究了为什么它们会有如此多的变异,但还没能回答这些变异是在哪儿发生的。”
蔡成成博士、Bonnema研究员和瓦大的同事们在《园艺研究》期刊上发表了一篇文章,介绍他们关于甘蓝起源的研究。Bonnema表示,“我们之所以能做这个研究,得益于我们设法搜集到的数量空前的,包括现代杂交品种和来自世界各地基因库的老品种在内的各种甘蓝类蔬菜。”
虽然搜集这些甘蓝品种耗时耗力,但努力的结果是挖出了“金矿”。研究人员绘制出了甘蓝的DNA指纹图谱(类似于条形码),并且利用标记估计了不同甘蓝品种之间的关系。
锡矿交易
将野生甘蓝驯化为栽培品种经历了两个阶段。“关于芸薹属蔬菜的记录可追溯至史前400年的古希腊和古罗马。当时的作家记录了非常多样化的类似羽衣甘蓝的品种,很像皱叶羽衣甘蓝和棕榈甘蓝,还描述了个头很大的甘蓝,”Bonnema介绍说。
野生甘蓝的第一个驯化过程在西欧,第二个驯化过程则发生在中东地区。遗传研究工作表明,这些来自西欧古老的、类似羽衣甘蓝的植物在第二个驯化过程起了重要作用,但它们是如何抵达中东地区的呢?
Bonnema说,“锡矿贸易极有可能起到了关键作用。早在大约史前2500年,就有产自英国康沃尔郡和西班牙加利西亚的锡矿石经船运往中东。船员们会携带一些蔬菜和种子上船。”
早期的羽衣甘蓝就这样被运到了中东地区。结球甘蓝和菜花很可能是对这第一批叶型羽衣甘蓝不断选择的结果,也可能是和当地野生芸薹属品种偶然性杂交的结果。最终,这些古老的品种演变成了现代甘蓝类蔬菜。“所以我们现在吃的甘蓝都起源于那儿,”Bonnema说。
气候变化
为什么了解这些很重要?“我们发现现代杂交品种间的遗传变异并不大,但来自基因库的品种间就大了。如果一个植物育种专家在寻找新性状,那最好是从基因库品种出发。在土耳其、叙利亚和黎巴嫩这些甘蓝起源的国家,有很多具有丰富多样性的内陆品种仍然存在。这些国家的气候也相对更炎热、更干燥。为应对气候变化,我们需要更能适应炎热的夏季、适合在田间栽种的品种。现在我们可以更具体地得知从哪儿获得这些特征,”Bonnema说。
奇特的菜花
研究过程中有很多有趣的发现。比如,菜花就是个奇特的个案:菜花的食用部分(花)实际上是不会开花但能持续生长的花序。
“一系列的基因突变才能导致特定的性状。这是物种所经历的一种遗传瓶颈。结果是,所有品种的菜花都非常相似,他们之间的遗传变异很少。但菜花与其他甘蓝类蔬菜之间的遗传距离还是很大的。和菜花相比,其他的蔬菜(结球甘蓝、苤蓝等)与野生甘蓝的共性更多一些。”