開心果是世界上最重要的商業(yè)
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(huán)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(zhì)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(wǎng)膜病變、防衰老等具有醫(yī)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(qū)為家的“西域仙果”
開心果還是沙漠干旱地區(qū)鹽堿地水土保持以及有高效經(jīng)濟產(chǎn)出的理想樹種。自上世紀80年代以來，國內(nèi)如云南省林科院、北京林業(yè)大學等科研機構，以及山東泰安、甘肅甘谷和隴南地區(qū)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(zhì)差，因此普遍認為我國內(nèi)地不具備發(fā)展開心果的自然條件。因此，深入了解這種具有重要經(jīng)濟、營養(yǎng)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(huán)境的適應以及人工選擇作用機制。
綜合開心果對環(huán)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(qū)是開心果的適宜栽培區(qū)之一。也正因為種植區(qū)獨特的地理環(huán)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(zhì)特性，有“西域仙果”的美稱。
對極端環(huán)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(shù)據(jù)。結合昆明動物研究所的基因組學和進化生物學學科優(yōu)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(huán)境壓力的適應性可能與細胞色素P450和幾丁質(zhì)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)在不同的野生開心果物種之間，存在頻繁的遺傳物質(zhì)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(jīng)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(jīng)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(nóng)業(yè)經(jīng)濟性狀密切相關。相關成果在線發(fā)表于權威期刊《基因組生物學》上。
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