2019-06-05 15:25:02
科学家破解了波斯核桃的起源

波斯核桃(Juglans regia)是一种重要的经济作物,因其高品质的木材和丰富的美味坚果而闻名全球。波斯核桃是胡桃属中的22种之一,包括黑色和白色核桃和胡桃,遍布欧洲,美洲和亚洲。

中国引领世界生产,其次是加利福尼亚,土耳其和伊朗。但直到现在,核桃的进化还不得而知。核桃具有丰富的化石记录,这表明核桃的起源以及北美洲大约35-45百万年前的黑胡桃和胡桃(白胡桃)的初步分化。在这个年代久远的情况下,两个胡桃系都有充足的机会通过白令和北大西洋陆地桥迁移到旧世界,但在欧洲和亚洲的化石记录中只发现了冬天,而且没有波斯的古代化石。核桃是众所周知的。

利用系统发育和种群遗传方法分析的基因组数据,研究人员现在已经解开了这个谜团,表明波斯核桃是大约345万年前两种濒临灭绝的物种杂交的结果。

基于来自19种核桃的2900个单拷贝核基因的团队过去的分析无法理清北美,亚洲和波斯核桃物种之间的关系。然而,他们排除了不完整的谱系分类作为系统发育不确定性的原因。 “这导致我们推测古老的杂交可能与波斯核桃和美洲胡桃的起源有关,”张大勇说,他是一位资深作家之一的人口遗传学家。

为了测试它们的杂交假说,而不是单独观察个体基因,这一次,他们使用了来自80种单独树木的全基因组测序,这些树木代表了22种核桃中的19种。

“我们应用一系列全基因组方法进行杂交检测,并测试物种模型以推断出波斯核桃的起源时间,”另一位资深作者白伟宁说。 “最后,我们对不仅波斯核桃,还有铁核桃,J。sigillata和美洲胡桃,灰霉病的基因组的遗传组成进行了表征。”作者根据核桃果实化石及其基因组证据描绘了一幅图片,“渐新世晚期的核桃必须从美国扩展到欧洲,然后蔓延到亚洲,并进一步扩展到欧洲,黑胡桃和胡桃系列产于此大约3.45 Ma之前接触并杂交。虽然核桃在亚洲和新世界多样化,但在更新世气候波动期间它们从欧洲流失,最终只有新形成的杂交谱系使J. regia幸存下来。

“我们所有的全基因组分析都汇集在一起,为美洲胡桃(J. cinerea)和波斯核桃(J. regia / J.sigillata)的根部提供了明确的杂交证据,”作者说。 “我们的研究结果进一步解决了关于美洲胡桃(J. cinerea)起源的争议,结果证明,大量的核基因渗入是由美国黑核桃通过移植的亚洲胡桃的花粉淹没引起的。”

“波斯核桃(包括J. sigillata)和美洲胡桃木的基因组嵌合体提供了核桃在整个核桃进化过程中重要性的证据,”作者说。

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