芥菜型油菜|百变芥菜家族只有一个“妈”
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生长于我国西藏的芥菜 。受访者供图
采访人员 李晨
【芥菜型油菜|百变芥菜家族只有一个“妈”】四川的青菜、湖南的排菜、长江下游的雪里蕻 ， 加上榨菜、儿菜、棒菜和大头菜……这些形态各异的芥菜 ， 是在不同地域环境下被人类驯化并选择的结果 。但近一个世纪以来 ， 芥菜的起源和驯化一直存在科学争议 。
9月6日 ， 《自然—遗传学》在线发表了湖南农业大学与中国农业科学院油料作物研究所团队的最新合作成果 ， 阐明了芥菜群体结构和多样性变异的遗传基础 ， 揭示了芥菜的起源和驯化历史 。
百年未解之悬案
栽培学上将收种子榨油的十字花科作物称为油菜 ， 包括白菜型油菜、芥菜型油菜和甘蓝型油菜 。芥菜型油菜就是能收籽榨油的芥菜 。
论文通讯作者、湖南农业大学教授刘忠松告诉《中国科学报》 ， 异源四倍体芥菜有36条染色体 ， 是由二倍体祖先种白菜（20条染色体）和黑芥（16条染色体）天然杂交后加倍而成 。它地理分布广泛 ， 是一种形态多样且重要的经济作物 。
芥菜栽培和驯化历史悠久 ， 经过长期变异和选择 ， 逐渐演化出籽芥、根芥、叶芥和茎芥4个亚种 。
“一般认为芥菜起源于亚洲 。但起源于亚洲何处、是单系起源还是多系起源 ， 一个世纪以来仍悬而未决 。”刘忠松说 ， 关于芥菜的起源中心 ， 有的学者认为在中亚 ， 更多人认为在中东；早期形态学研究提出了单系起源的观点 ， 而一些学者结合化学分类学、核DNA标记和叶绿体基因组标记研究的结果提出了多系起源的观点 。
“关于芥菜起源 ， 前人研究通常是基于一个性状、有限的分子标记或有限的材料 ， 这样获得的不同结论、观点不能被学界统一接受 。”论文共同通讯作者、中国农科院油料所研究员华玮告诉《中国科学报》 ， 对作物起源的认识通常是一个不断深化的过程 ， 在获得确切结论之前 ， 往往存在多种不同的观点 。
“因此 ， 需要通过更加全面的研究揭示芥菜的身世之谜 ， 也有助于后续开展芥菜育种改良工作 。”刘忠松说 。
单一起源和三条独立驯化之路
该研究利用多项遗传学、基因组学测序技术从头组装了芥菜型油菜四川黄籽的基因组 ， 最终获得高准确性的染色体级别的基因组图谱 ， 优于之前发表的中国茎用芥菜和印度油用芥菜基因组 。
“为了探索芥菜的遗传变异 ， 我们对来自全球38个国家、包含4个亚种的480份种质材料进行了重测序 。”论文第一作者、湖南农业大学讲师康雷介绍 ， 他们共获得4529618个高质量的单核苷酸变异位点和967266个短的插入缺失位点 。“全面的芥菜基因组变异数据集为芥菜生物学和育种研究提供了资源 。”
进一步的研究阐明了芥菜群体内的亲缘关系 ， 显示出3个分支和6个对应不同形态的遗传类群 ， 即第一个分支上的根芥群体 ， 第二个分支上的4个籽芥群体 ， 第三个分支上的叶芥和由叶芥驯化而来的茎芥 。由此形成了芥菜的4个亚种 。
“研究物种进化 ， 我们要绘制进化树 ， 以便利用树状分支图形来表示各物种及其亲缘关系 。芥菜的3个不同分支是指它们处于进化树上3个分枝 ， 再进一步沿分枝产生6个分杈 ， 就是6个群体 。”刘忠松说 。
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