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你知道棉花的最早驯化栽培地在哪里吗

2024/2/23 14:00:00 来源: 评论(0)3994

棉花

  大约20万年前,一粒始发于中美洲西海岸的棉花种子一路向西漂流,在中国的海南岛登陆后生根发芽、繁衍生息。

  直到2000~3000年前,海南岛的先民发现它的后代,开始了四倍体棉花的驯化栽培。

  浙江大学团队在Journal of Advanced Research(《先进研究期刊》)发表研究论文,文中还原了异源四倍体棉花这段数十万年的演化史。

  研究团队从基因组水平解析陆地棉海南本土棉花—半野生棉种蓬蓬棉(G. purpurascens)的进化地位,发现中国是四倍体棉花最早驯化栽培的国家之一。

  2019年,在海南崖城野外采集到一株棉花,计划用作亲本杂交育种实验。当其他棉花含芳吐蕊,这株却迟迟没有动静。

  “为什么不开花呢?”面对这棵身形略为魁梧的棉花,这‘暴露’了它是真正野生的棉花。许多野生的棉花带有光周期敏感的基因,花期受光照时间的牵制,一到北方就不开花。

  这个性状会影响到棉花的产量与品质,因此当前全球大规模栽培的棉花,都是已经剔除了这个遗传特征的人工选育品种,更适合工业化大规模种植与采摘。

  野生品种是取之不尽的宝藏,它们一方面能帮助人类进一步了解作物在地球上的繁衍与驯化历史;另一方面,随着育种技术的不断发展,野生作物保留下来的各种遗传信息将会被进一步发掘。

  为此,棉花研究团队将这株棉花的样本命名为HPF17,对其进行了全基因组测序。

  基于现有的陆地棉全基因组重测序数据和11个陆地棉骨干亲本基因组,研究发现,以HPF17为代表的海南本土野生棉花(Hainan Island cotton, HIC)属于陆地棉中较原始的蓬蓬棉野生种系。

  异源四倍体陆地棉原产于中美洲。其多年生野生种在美国南部经过人工选择,驯化成栽培的陆地棉或美棉,18世纪中期以后引种传播到世界各地广泛栽培。我国早期栽培的棉种是南亚地区起源的二倍体棉种亚洲棉,1949年以后大规模栽培的四倍体棉花品种也是美棉全球性传播带来的。

  但令人困惑的是,数千年前,我国海南的黎族先民就已经掌握了利用棉纤维纺织的技术,所使用的是一种独特的本土棉花,这些本土蓬蓬棉是何时来到中国的,以及它在陆地棉中演化过程中的进化地位,一直未得到科学研究的确认。

  通过全基因组测序,确认了HIC的古老“身份”,它是20万年前原产于中美洲的异源四倍体陆地棉的“直系”后代。研究表明,早在20万年前,它就和原产于中美洲的异源四倍体陆地棉分家了。

  它是如何到达中国海南的?

  随着太平洋洋流,它从中美洲西海岸逐渐西进到达中国南海诸岛(海南岛)。

  两个证据:一是洋流分布,海南本土棉花的种子小而坚硬,带绒毛的棉籽能够在水中浮半年以上,目前,人们所知的代表性的野生蓬蓬棉在太平洋岛屿上的分布,与太平洋洋流吻合度高;二是它极强的耐盐特性,能在盐水里存活半年以上。

  海南岛登陆后,蓬蓬棉是“野生”状态,还是与人类的生产生活有交集?

  揭开这一谜团的是手工轧花机,一种给棉花脱籽的机器。徒手将纤维从种子上剥离非常费力,这是发展先民棉纺技术遇到的第一个难题。

  在研究了不同棉籽的纤维程度后,进一步确认,只有蓬蓬棉的棉纤维才需要用到轧棉机。木棉的纤维非常短,无法取得用于纺织的纤维;而海岛棉和木棉,能够轻易脱籽。从某种角度说,正是蓬蓬棉的棉籽特征才催生了轧棉机的诞生。

  在2000~3000年前左右,蓬蓬棉已经在海南岛被初步驯化和小规模栽培,并用于纺织“崖州布”。这个时间点,早在哥伦布时期前,美棉驯化栽培前。三亚(崖州)可能是陆地棉最早驯化和栽培的地点之一,即中国是四倍体棉花最早驯化栽培的国家之一。


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